JB-T 13707-2019 全断面隧道掘进机 复合式盾构机

2019-12-24发布I前言 Ⅲ 12规范性引用文件 3术语和定义 14基本参数与型号 34.1基本参数 34.2产品型号 34.3结构示意图 3 45.1一般要求 4 45.3盾体 55.4主驱动单元 55.5人舱 55.6推进系统 65.7管片拼装机 65.8螺旋输送机 65.9带式输送机 65.10辅助系统 65.11液压系统 75.12电气系统 75.13数据采集系统 85.14导向系统 85.15职业健康与环境安全 86试验方法 8 8 8 96.4开挖直径 96.5刀盘与刀具 96.6盾体 6.7主驱动单元 116.8人舱 16.9推进系统 6.10管片拼装机 12 6.12最小转弯半径 126.13管片吊机载荷试验 12Ⅱ 7检验规则 7.3工地检验 7.4型式检验 附录A(资料性附录)刀盘装备扭矩计算方法 附录B(资料性附录)装备推力计算方法 20 20 附录C(资料性附录)带式输送机电动机功率计算 2 2 2 2附录D(资料性附录)检查记录表 23 4 9 图4盾体外径检测示意图 表D.2盾体外径和圆柱度记录表 Ⅲ全断面隧道掘进机复合式盾构机GB/T150(所有部分)压力容器GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB5226.3机械安全机械电气设备第11部分：电压高于1000Va.c.或1500Vd.c.但不超过36kVGB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T14039液压传动油液固体颗粒污染等级代号GB/T17301土方机械操作和维修空间棱角倒钝GB/T20082液压传动液体污染采用光学显微镜测定颗粒污染度的方法GB/T34650全断面隧道掘进机盾构机安全要求GB/T34651—2017全断面隧道掘进机土压平衡盾构机GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50168—2018电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范JB/T5000.3重型机械通用技术条件第3部分：焊接件JB/T5000.10—2007重型机械通用技术条件第10部分：装配JB/T5000.11重型机械通用技术条件第11部分：配管2[GB/T34651—2017,定义3.3][GB/T34651—2017,定义3.6]3—刀盘驱动功率，单位为千瓦(kW);4图1复合式盾构机结构示意图5技术要求5.1.1焊接件应符合JB/T5000.3的规定。5.1.2装配应符合JB/T5000.10的规定。5.1.3管路装配应符合JB/T5000.11的规定。5.1.4开挖直径偏差范围应为0mm～+4mm。5.1.5盾体长度与外径的比值大于1.5时，应采用铰接式设计。5.1.6部件不能满足运输要求时应进行分块设计。5.1.7设备应能在工作环境温度为5℃~50℃、相对湿度小于90%的条件下正常使用。5.1.8设备设计应为智能化制造、绿色环保制造、再制造提供条件。5.2刀盘与刀具5.2.1除刀盘最外端新刀外，其他刀具的安装半径偏差范围应为-2mm～+2mm。5.2.2正面刀的刀刃高度偏差不应大于2mm。5.2.3刀盘正面刀的刀间距不宜大于100mm。5.2.4刀盘开口率应根据地质情况设计，开口率不宜小于25%。5.2.5刀盘的强度和刚度应满足使用要求，最大应力安全系数不应小于1.2。5.2.6刀盘最外侧刀具相对前盾的高差应满足设计要求。5.2.7滚刀挡圈侧宜朝向刀盘中心位置。55.4.1主轴承设计寿命不应少于10000h。5.4.2扭矩系数不宜小于22,刀盘装5.5人舱65.6.1单位开挖面积(m²)的最大推力7大开挖方量的20%。5.10.11气动系统应符合GB/T7932的规定。5.10.15储气罐应符合GB/T150(所有部分)的规定。86.1.1环境温度宜为5℃~35℃。9试验检测时，单项数据采集不应少于3次，并与规定值进行比对。6.4开挖直径a)将检测装置固定在刀盘最外侧刀具位置，如图2所示；b)用钢直尺测量最外侧刀具刀刃与检测装置的径向距离x,测量结果记入表D.1;c)将前盾等分为12个检测区域，缓慢转动刀盘，用钢直尺测量各区域检测装置与前盾的最小距离y,测量结果记入表D.1。图2刀具相对前盾高差检测示意图a)将刀盘水平放置，以法兰面为基准调b)将测量工装固定于刀盘面板中心，调平c)直角尺水平边紧靠测量工装，竖直边与刀具刀刃中心线对齐，如图3所示；e)依次测量每件刀具的安装半径，并与设计值比对。a)将刀盘水平放置，以法兰面为基准调b)将测量工装固定于刀盘面板中心，调平工装测量面；r1——盾体(前盾/中盾/尾盾);3——吊线锤；类别检验项目出厂检验1√2刀盘与刀具高差检测√3刀具安装半径√4刀具高度√5√6√7√8√9√√点动转速√联锁控制√√√互锁检测√√速度连续可调√√√√动作检测√√√回转速度√√ 吸持状态检测√√√√√转速检测√√联锁检测√√后闸门应急关闭√√√√√管片吊机吸持状态√空气压缩机额定压力√回风速度√污染度检测√√电气系统照明检测√√应急照明√√绝缘检测√√表1检验项目(续)类别检验项目出厂检验职业健康与噪声检测 √螺旋输送机出渣口气体监测√人舱气体检测√急停检测√√√√√√(资料性附录)刀盘装备扭矩计算方法A.1设计扭矩计算法A.1.1刀盘装备扭矩刀盘装备扭矩按公式(A.1)计算。T——刀盘装备扭矩，单位为牛米(N·m);T₁——刀盘的切削扭矩，单位为牛米(N·m);T₂——刀盘正面的摩擦力矩，单位为牛米(N·m);T₃——刀盘背面的摩擦力矩，单位为牛米(N·m);T₄——刀盘圆周的摩擦力矩，单位为牛米(N·m);T₅——仓内搅拌力矩，单位为牛米(N·m);T₆——主轴承旋转阻力矩，单位为牛米(N·m);T₇——驱动密封装置摩擦力矩，单位为牛米(N·m)。A.1.2刀盘的切削扭矩刀盘的切削扭矩按公式(A.2)计算。Da——刀盘直径，单位为米(m);qu——土层的剪切强度，单位为帕(Pa);n——刀盘转速，单位为转每分(r/min)。A.1.3刀盘正面的摩擦力矩刀盘正面的摩擦力矩按公式(A.3)计算。a——刀盘开口率；R——刀盘开挖半径，单位为米(m);Pn——刀盘正面水平土压，单位为帕(Pa)。刀盘背面的摩擦力矩近似等于刀盘正面的摩擦阻力矩的50%,按公式(A.4)计算。T₃=0.5T₂……………T₅=ZRPLhx+ZRHpPlxbx+ZRHpPBIcbc+ZRPIh主轴承旋转阻力矩T₆按公式(A.7)和公式(A.8)计算。T₆=HgR(G+P)…………P=(1-α)πR²P……T₇=Σ2πHmFmn₁R²………Fm——密封的推力，单位为牛(N);A.2经验计算法刀盘装备扭矩按公式(A.10)计算。T=βD³×10³………………(资料性附录)装备推力计算方法B.1装备推力阻力计算法B.1.1装备推力装备推力按公式(B.1)计算。F=k(F₁+F₂+F₃+F₄+F₅)………………(B.1)F——装备推力，单位为千牛(kN);F₁——盾体摩擦力，单位为千牛(kN);F₂——盾尾刷与管片间摩擦力，单位为千牛(kN);F₃——开挖面支撑压力，单位为千牛(kN);F₄——后配套拖车拖拉力，单位为千牛(kN);F₅——刀具推力，单位为千牛(kN)。B.1.2盾体摩擦力盾体与地层间的摩擦阻力按公式(B.2)计算。F=0.25πDL(2Pe+2K₀P+K₀yD)H+WH…D——复合式盾构机外径，单位为米(m);L——复合式盾构机主机长度，单位为米(m);Pe——复合式盾构机顶部竖直土压，单位为千帕(kPa);γ—土体浮重度，单位为千牛每立方米(kN/m³);W——复合式盾构机主机重量，单位为千牛(kN)。B.1.3盾尾刷与管片间摩擦力盾尾刷与管片间摩擦力按公式(B.3)计算。F=nWsH₂+πD₀bp₂n₂H₃……………W₈——一环管片的重量，单位为千牛(kN);D₀——管片外径，单位为米(m);b——单道盾尾油脂腔与管片接触长度，单位为米(m);p₂——盾尾密封油脂压力，单位为千帕(kPa);B.1.4开挖面支撑压力开挖面支撑压力按公式(B.4)计算。P₃——实际掘进土压，单位为千帕(kPa)。B.1.5后配套拖车拖拉力后配套拖车拖拉力按公式(B.5)计算。W₄——后备套的自重，单位为千牛(kN);B.1.6刀具推力刀具推力按公式(B.6)计算。F₅=Zn.F.………Fe——单把刀具最大贯入阻力，单位为千牛(kN)。B.2装备推力经验计算法装备推力按公式(B.7)计算。F——装备推力，单位为千牛(kN);Dk——刀盘开挖直径，单位为米(m);P——单位掘削面上的经验推力，单位为千牛每平方米(kN/m²),土压平衡盾构机P一般为1000kN/m²~1300kN/m²。(资料性附录)带式输送机电动机功率计算C.1圆周力圆周力按公式(C.1)计算。F=CfLg[9ro+9ru+(2qp+qc)]+qggH+Fi+F₂…………F₁——圆周力，单位为牛(N);L——带式输送机长度，单位为米(m);g——重力加速度，单位为米每二次方秒(m/s²);qRo——承载分支托辊每米长度旋转部分质量，单位为千克每米(kg/m);qRU——回程分支托辊每米长度旋转部分质量，单位为千克每米(kg/m);qB——每米长度输送带的质量，单位为千克每米(kg/m);qc——每米长度输送物料的质量，单位为千克每米(kg/m);qg——附加阻力，单位为牛(N);H——提升高度，单位为米(m);Fs₁——特种主要阻力，托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，单位为牛(N);Fs₂——特种附加阻力，清扫器、卸料器及反转