1、I C S9 3 0 2 0P2 1中华人民共和口J国城镇建设行业标准c _ j T2 8 4-2 0 0 8咖5 5m -,-l l l7i n 土压平衡盾构机(软土)咖5 5m 咖7i nE a r t hp r e s s u r eb a l a n c es h i e l d(s o f tg r o u n d)2 0 0 8-0 8-11 发布2 0 0 8-1 2-0 1 实施中华人民共和国住房和城乡建设部发布目次c j v2 8 4 2 0 0 8前言1 范围-12 规范性引用文件13 术语和定义一14 一般规定45 要日6 制造、安装和验收要求2 7 测试方法2 68 标
2、志、检验合格证、使用说明书3 29 包装、运输、贮存3 2附录A(资料性附录)刀盘扭矩计算法3 4附录B(资料性附录)盾构装备推力阻力计算法3 7附录C(规范性附录)检查记录表4 0刖置C J T2 8 4 2 0 0 8本标准的附录A、附录B 为资料性附录，附录C 为规范性附录。本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。本标准由住房和城乡建设部城市轨道交通标准技术归口单位建设部地铁与轻轨研究中心归口。本标准主要起草单位：上海隧道工程股份有限公司、建设部科技发展促进中心。本标准主要起草人：杨国祥、张庆风、王鹤林、杨宏燕、傅德明、虞祖艺、杨磊、黎燕、王佩明、顾德煜、石元奇、曹张良、赵洁咏、戴龙
3、森、高国跃、宓佩明、虞伟忠、黄圣、方海珍。咖5 5m 一币7m 土压平衡盾构机(软土)c _ j v2 8 4 2 0 0 81 范围本标准规定了土压平衡盾构机的要求，制造、安装和验收要求，测试方法，标志、检验合格证、使用说明书及包装、运输、贮存。本标准适用于在软土中运用的5 5m 卵m 土压平衡盾构机。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。G B1 5 0 钢制
4、压力容器G B T9 8 7 带式输送机基本参数与尺寸G B T2 9 0 0 6 5电工术语照明G B T3 7 6 6 液压系统通用技术条件G B T7 9 3 5 液压元件通用技术条件G B T1 0 5 9 5 带式输送机技术条件G B T1 3 2 8 3 工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级G B T1 5 6 2 2 液压缸试验方法G B5 0 0 1 7 钢结构设计规范G B5 0 1 5 0 电气装置安装工程电气设备交接试验标准G B5 0 1 6 8电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范G B5 0 1 6 9电气装置安装工程接地装置施工及验收规范G B5 0
5、1 7 0 电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范G B5 0 1 7 1电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范G B5 0 2 0 5 钢结构工程施工质量验收规范G B J1 4 7电气装置安装工程高压电器施工及验收规范G B J1 4 8电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范G B J1 4 9电气装置安装工程母线装置施工及验收规范J B4 7 3 0 压力容器无损检测J B T5 0 0 0 1 2 涂装通用技术条件J B T5 9 4 3 焊接件通用技术条件J B T1 0 2 0 5 液压缸技术条件I S O4 4 0 6：1 9 9 9 液压传动油
6、液固体颗粒污染等级代号法3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3 1土压平衡盾构机e a r t hp r e s s u r eb a l a n c es h i e l dm a c h i n e由刀盘旋转切削土体，切削后的泥土进入密封土舱，在密封土舱内水土压力与开挖面水土压力取得1c j r2 8 4-2 0 0 8平衡的同时，由螺旋输送机进行连续出土、由主机和后配套组成的机电一体化设备(简称盾构)。适合在软土层中进行掘进施工。3 2软土s o f tg r o u n d通常是指抗剪强度低、压缩性高、渗透性较小的软土(粘土、砂土、砂砾等)，如松散砂性土、尚未固结的吹(冲)填土、
7、杂填土、素填土、淤泥、淤泥质土等。3 3刀盘c u t t i n gw h e e l利用刀具旋转切削土体的钢结构组合体，设置在盾构的最前端。主要由盘体、切削刀具及超挖装置组成。3 4刀盘驱动装置c u t t e rd r i v e驱动刀盘旋转的装置，主要由刀盘驱动动力装置、主轴承、土砂密封等组成。通常有液压驱动、电机驱动两种形式。3 5管片s e g m e n t隧道预制衬砌环的基本单元。管片的类型有钢筋混凝土管片、纤维混凝土管片和钢管片、铸铁管片、复合管片等。3 6管片拼装机e r e c t o r拼装管片的机械装置。能夹持或吸附管片作圆弧运动、径向运动和纵向运动等。3 7螺旋输
8、送机s c r e wc o n v e y o r输送密封土舱中土体的机械装置，主要由螺杆、筒体、驱动装置、排土闸门、紧急关闸装置等部件组成。3 8盾构壳体s h i e l d保护掘进设备和人员安全的钢结构外壳。包括切口环、支承环、盾尾三部分。3 9切口环c u t t i n gs h i e l d保持开挖面的稳定、将挖掘下来的土砂向后方移动的通道。3 1 0支承环s u p p o r ts h i e l d盾构承受土压力及主机设备荷载的受力构件。3 1 1盾尾s h i e l dt a i l盾构尾部确保管片拼装作业、壁后注浆作业等的受力构件。3 1 2盾尾密封系统t a i
9、ls k i ns e a ls y s t e m由盾尾密封和油脂加注装置等组成的系统。通常采用钢丝刷、钢板束等密封，必要时增设紧急膨胀密封。2C J T2 8 4-2 0 0 83 1 3后方台车c a r r i a g e在隧道内装载盾构掘进所需的主要由机、电、液等装备并跟随在盾构后行走的车架，也是进行各种作业的场所。3 1 4推进液压缸t h r u s tj a c k为盾构掘进提供推力的液压缸。3 1 5铰接装置a r t i c u l a t i o n以液压缸连接，可调节前后壳体姿态的装置，主要由铰接液压缸、铰接密封和止转装置等组成。3 1 6盾构外径o u t e rd
10、i a m e t e r盾构壳体的最大外径。3 1 7盾构总长t o t a ll e n g t ho fs h i e l d盾构刀盘最前点至后方台车最后点的长度。3 1 8盾构机体长度l e n g t ho fs h i e l d盾构刀盘的最前点到盾尾最后点的长度。3 1 9盾构主机质量w e i g h to fs h i e l d盾构主机部分的总质量，不包括后方台车及配套设备的质量。3 2 0盾构总质量t o t a lw e i g h to fs h i e l d盾构总长范围内所有设备及结构件质量的总和。3 2 1开口率o p e nr a t i o刀盘面板开口部分的
11、总面积(7 3 具投影面积忽略不计)与刀盘面积的比值。3 2 2盾构掘进速度a d v a n c es p e e d盾构掘进时的前进速度。3 2 3盾构装备推力t h r u s tf o r c e全部推进液压缸所能提供的最大推力。3 2 4盾构灵敏度s e n s i t i v i t y盾构壳体长度与盾构外径的比值。3 2 5盾尾间隙t a i lc l e a r a n c e衬砌环外半径与盾构盾尾环内半径之间的间隙。3 2 6建筑间隙a r c h i t e c t u r ec l e a r a n c e刀盘切削地层的直径与衬砌环外径之间的间隙。3C,I T2 8 4
12、-2 0 0 83 2 7壁后注浆s i m u l t a n e o u sb a c k f i l l i n g在盾构掘进过程中，在盾构尾部注入浆液填充建筑间隙的过程。3 2 8刀盘切削直径e x c a v a t i o nd i a m e t e r盾构掘削中心至刀盘最外缘刀刃的2 倍距离。3 2 9管片吊运机构s e g m e n ts w i n gs y s t e m将管片从管片运输小车上吊运至管片拼装机下的设备。4 一般规定4 1土压平衡盾构机构成4 1 1 盾构主机盾构壳体；刀盘和刀盘驱动装置；气闸系统；铰接装置；推进装置；管片拼装机；螺旋输送机；皮带输送机；盾
13、尾密封系统。4 1 2 液压系统4 1 3 附属系统管片吊运机构；集中润滑系统；壁后注浆系统；添加剂注入系统；导向测量系统；后方台车；冷却系统；通风系统。4 1 4 电气系统供配电系统；照明系统；控制系统；数据采集系统；检测系统。4 2 荷载盾构上的荷载可分为运作荷载及外部荷载两种。4 2 1 运作荷载运作荷载是由于机器工艺及现场运作在盾构结构内部引起的全部荷载的总称。发生在盾构的垂直及水平方向，主要来源于推进液压缸、拼装管片、切削土体、注浆压力等。运作荷载是结构设计和设备能4C 4 T2 8 4-2 0 0 8力计算的主要依据。4 2 2 外部荷载外部荷载是土压、水压、开挖面支撑压力、上覆荷
14、载、变向荷载等作为一个整体施加在盾构结构上的荷载的总称。外部荷载可分为盾构周圈荷载、盾构正面荷载和盾构变向荷载三部分。4 2 2 1 盾构周圈荷载垂直作用于盾构壳体面的外部荷载。包括土压力、水压力等。4 2 2 2 盾构正面荷载作用于盾构开挖面的土压力和水压力等荷载。4 2 2 3 变向荷载当盾构在曲线上推进或纠偏时，盾构承受与其偏心推力相平衡的地层土抗力的作用荷载。5 要求5 1 盾构主机5 1 1 盾构壳体盾构壳体设计应符合下列规定：a)盾构外径应根据衬砌环外径、盾尾间隙、盾构壳体钢板厚度确定。可按公式(1)计算：D D。+2(z+)(1)式中：D 盾构外径，单位为米(m)；D o 衬砌环
15、外径，单位为米(m)；z 盾尾间隙，单位为米(m)；盾尾壳板厚度，单位为米(m)。b)盾构机体长度(见图1)应根据地质条件、盾构的结构形式、转弯半径、衬砌环宽度、管片拼装施工形式等因素确定。可按公式(2)计算：式中：L 盾构机体长度，单位为米(m)；L。盾构壳体长度，单位为米(m)；图1 盾构长度L L。+L。+tC J T2 8 4-2 0 0 8L：刀盘长度，单位为米(m)；f 刀盘与壳体之间的间隙，单位为米(m)。c)盾构灵敏度应适应控制推进方向、纠偏和曲线掘进，宜为0 7 5 1 5。d)切口环的长度与平衡开挖面土体的效果和出土状态有关，通常为0 8 倍1 2 倍管片宽度。e)支承环的
16、长度应满足设备安装空间的需要，结构应有足够的强度和刚度。有铰接装置的盾构，其支承环应注意分割部位周围的强度和刚度。f)盾尾的长度应根据衬砌环在盾构内的组装长度和盾尾密封的形状及其道数确定，同时考虑到隧道的曲线施工等因素，应有一定的余量。盾尾的长度可按公式(3)计算(见图2)：L。一L。+c+L。+f+L。(3)式中：L。盾尾长度，单位为米(m)；L。盾构推进液压缸安装长度，单位为米(m)；c 管片拼装余量，单位为米(m)；(通常为0 1 m o 1 5 m，对于轴向插入型封顶块管片，应根据管片插入角度适当加长)；L，管片宽度，单位为米(m)；c 7 其他余量(管片在盾尾内部分的长度余量)，单位为米(m)；L，盾尾刷安装长度，单位为米(m)。g)盾尾的内径应是衬砌环外径与2 倍盾尾间隙(应为2 0m m 4 0m m)之和。图2 盾尾长度h)盾尾壳板的厚度在变形允许范围内宜采用高强度钢板作盾尾的材料。5 1 2 刀盘和刀盘驱动装置5 1 2 1 刀盘形式分为面板式和辐条式(见图3)。刀盘的支承方式分为中心支承、中间支承和周边支承(见图4)。N 涮辎赋矿媳势a)面板式7 一黝；旗隐酽1叼图
