国标φ55m～φ7m土压平衡盾构机(软土)

国标φ55m～φ7m土压平衡盾构机(软土)内容摘要：

5． 1． 7螺旋输送机 5． 1． 7． 1螺旋输送机按螺旋叶片形状可分为轴芯式和带式两种 (见图 lO)；按出土部位可分为轴向出 土和径向出土 (见图 11)。 5． 1． 7． 2螺旋输送机应具有运送土舱中的土体、止水和调整出土量以达到土压平衡等功能。 5． 1． 7． 3螺旋输送机应符合下列规定： a)设计时必须考虑工程地质和水文地质条件以及盾构直径、盾构掘进速度等条件参数。 】 1 cj／ T 284— 2020 矽 矽 a)轴芯式 b)带式 蛔 拶 图 10轴芯式和带式的螺旋输送机 a)径向 b)轴向 图 11 径向出土和轴向出土螺旋输送机 b)螺旋输送机输送能力应符合下列规定。 1)每小时刀盘切削量应按公式 (10)计算 Qf=247。 D： q 60 (10) 4 式中： Q—— 每小时刀盘切削量，单位为立方米每小时 (m3／ h)； D。 —— 刀盘切削直径，单位为米 (m)； 矶 —— 最大推进速度，单位为米每分 (m／ rain)。 2)螺旋叶片外径应按公式 (11)计算并圆整：。 ：≥ K0语 式中： D： —— 螺旋叶片的外径估算值，单位为米 (m)； K0—— 物料综合系数 (通常取 0． 08)； Q—— 每小时刀盘切削量，单位为立方米每小时 (m3／ h) C， —— 装置倾斜角校正系数， (见表 1)。 表 1装置倾斜角校正系数 倾斜角卢 0。 0。 母≤ 5。 5。 口≤ 10。 10。 ／《 15。 15。 ／≤ 20。 l 装置倾斜角校正 1． 0 0． 9 O． 8 0． 7 叭 s 系数 cI 3) 螺旋输送机输送量应按公式 (12)计算： Q，一 15Ⅱ (D：一 d： ) t。 n，量， (12) 式中： Q—— 螺旋输送机输送机量，单位为立方米每小时 (m3／ h)； D， —— 螺旋叶片的外径，单位为米 (m)； d， —— 螺杆的外径，单位为米 (m)； c3／ T 2842020 f， —— 螺旋螺距，单位为米 (m)； n， —— 螺旋转速，单位为转每分 (r／ rain)； ^； —— 综合系数 (通常取 0． 8)。 5． 1． 8皮带输送机 5． 1． 8． 1皮带输送机的选择除应满足盾构掘进施工条件、最大掘进速 度 (即盾构最大出土量 )、隧道开 挖曲率半径，输送渣土的特性等要求外，还应满足 GB／ T 987和 GB／ T 10595的规定。 5． 1． 8． 2皮带输送机应设置紧急停车装置。 5． 1． 8． 3输送量应按公式 (13)、公式 (14)计算： Qf=247。 D：轨 60 (13) q Q— ks Q “ (14) 式中： Q 每小时刀盘切削量，单位为立方米每小时 (ITl3／ h)； D。 —— 刀盘切削直径，单位为米 (m)； q一一最大推进速度，单位为米每分 (m／ rain)； Q一皮带机的输送量，单位为立方米每小时 (m3／ h)； 屯 —— 输送能力备用系数， k1。 5． 1． 9盾尾密封系统 5． 1． 9． 1 盾尾密封的钢丝刷和钢板束密封的材料应具有足够的弹性和耐腐蚀性，在推进液压缸摩阻力 反复作用及管片变形条件下应保持防水功能。 5． 1． 9． 2盾尾密封系统应符合下列规定： a)盾尾密封的设计高度主要由盾尾间隙确定，其密封工作范围通常为 20 mm～ 40 mm； b)盾尾密封应能够承受由土压和水压产生的压力，以及注浆压力； c)盾尾密封安装的道数应根据盾构外径、地质条件、施工过程中是否须更换盾尾密封等条件确 定，通常不小于 3道。 5． 2液 压系统 5． 2． 1液压设备的选择应符合下列规定： a)应选择耐久性高、效率高、低噪音的机械设备； b)应考虑密封结构的强度以及活塞杆可能出现的失稳； c)液压元件的选择应按 GB／ T 7935执行。 5． 2． 2液压系统分为刀盘驱动系统、推进系统、螺旋输送机系统、管片拼装机系统、注浆液压系统等，液 压系统的设计除应按 GB／ T 3766执行外，还应符合下列规定： a)切削刀盘系统应设置一个与推进系统联锁的安全回路，确保在刀盘停止转动时报警并同时停 止盾构推进，待压力恢复正常后再行推进； b) 推进系统应采用防止推 进液压缸回缩的控制阀； c)螺旋输送机系统应能根据密封土舱内的土压信号与设定的土压力值比较，并控制螺旋输送机 的转速； d)液压系统除设置卸荷回路外，应设置冷却系统； e)液压油的黏度指数应大于 90，并与密封材料相容性好，且应具有良好的润滑性、防锈防腐蚀 性、抗乳化性、抗氧化性和物理、化学稳定性，并具有不可压缩性； f)液压系统的清洁度应高于 IsO 4406： 1999中表 1规定的 18／ 15级。 5． 3附属系统 5． 3． 1管片吊运机构 5． 3． 1． 1管片吊运机构按起吊梁的形式可分为单梁式和双粱式 (见图 12)； 按行走小车的行走方式可 13 CI／ T 2842020 分为齿轮齿条式、链轮链条式和摩擦滚轮式；按功能可分为纯起吊运输式、双功能式(即管片吊运机构兼 作拉杆梁 )(见图 13)。 a)单粱式 b)双梁式 图 12按起吊梁的形式分 a)纯起吊运输式 b)双功能式 图 13按起吊梁的功能分 5． 3． 1． 2管片吊运机构的性能参数包括起吊力、适应坡度、升降速度、最小起吊高度、行走小车行走速 度、行走小车最大行走距离。 5． 3． 1． 3管片吊运机构应根据盾构形式和规模、隧道线路 (曲线和坡度 )和管片形式等确定。 5． 3． 2集中润滑系统 5． 3． 2． 1集中润滑系统主要包括油脂泵、分配阀、油泵等。 润滑方法包括稀油润滑和干油润滑等。 5． 3． 2． 2润滑系统的设计应符合下列规定： a)选择适当的润滑油、脂的种类； b)针对不同部位选择适当的注入方法； c)应设置多重报警装置，显示工作状态，确保注入油脂工作正常以及润滑部位有足够量的油脂； C3／ T 2842020 d)润滑设备须按规定的方法定期、定量加注指定的润滑油脂 ； e)系统元器件须经出厂标定，应具有较高的可靠性。 5． 3． 2． 3集中润滑应包括以下部位： a)刀盘驱动的轴向土砂密封和径向土砂密封； b)盾构铰接处的土砂密封； c)螺旋输送机螺杆支承的轴承、密封； d)刀盘驱动轴承； e)中心回转接头。 5． 3． 3壁后注浆系统 5． 3． 3． 1壁后注浆设备应根据盾构的直径、施工长度、注浆材料、注入时间、注浆方法、注浆量等确定， 并能将注浆材料均匀填充到盾尾空隙处，且易于清洗维护。 主要包括：材料贮藏设备、计量设备，拌浆设 备，贮液槽、注浆泵、注入管、注人控制装置、记录装置 等。 5． 3． 3． 2注浆系统可通过衬砌管片上的注浆孔注浆，也可通过盾构上的注浆管注浆。 其中，通过注浆 管注浆分为注浆管外置式注浆和注浆管内置式注浆 (见图 14)。 a)注浆管外置式注浆 b)注浆管内置式注浆 1—— 注浆管； 2—— 盾构壳体。 图 14通过盾构上的注浆孔注浆方式 5． 3． 3． 3注浆量应根据盾构施工建筑间隙、地层条件、隧道线路和盾构掘进方式等因素确定，应按公式 (15)计算： Q一247。 Ⅱ (D；～ d： ) z A 4 式中： Q—— 注浆量，单位为立方米(m3)； D。 —— 刀盘切削直径，单位为米 (m)； d； —— 衬砌环外径，单位为米(m)； 卜一回填注浆段长度，单位为米(m)； ^—— 注浆率 (应取 150％～ 250％ )。 5． 3． 4添加剂注入系统 5． 3． 4． 1 添加剂注入系统由设在后方台车的搅拌系统、螺杆泵、泡沫发生器、管路、控制系统和盾构主 机上的切削刀盘、密封土仓、螺旋输送机等的外加剂注人口构成 (见图 15)。 15 Cj／ T 2842020 1—— 切削刀盘； 2—— 密封土舱； 3—— 管路； 4—— 中心回 转接头； 5—— 螺旋输送机； 6—— 泡沫发生器； 7—— 驱动装置； 8—— 搅拌箱； 9—— 后方台车； 10—— 螺杆。 图 15添加剂注入系统 5． 3． 4． 2应根据开挖土质、盾构直径、刀盘支承方式、刀盘面板的形状等条件确定注入口的位置、口径 和数量。 注人口应设有单向止回装置，防止泥沙倒灌。 5． 3． 4． 3添加剂注入系统应能按照刀盘扭矩的变动、密封土仓内的土压力、螺旋输送机的出土状态等 因素调节注入的压力和流量。 5． 3． 4． 4控制系统应设置切换装置，确保施工人员可根据实际状况选择加泥加水或加泡沫，注入管路 可使 用专用管路，也可采用共管形式。 5． 3． 5导向测量系统 5． 3． 5． 1应遵循准确性、正确性、实用性、经济性、先进性的设计原则，系统应能够连续检测盾构的空间 位置和姿态。 5． 3． 5． 2导向测量系统应具备下列功能： a) DTA(设计轴线 )管理功能； b)空间位置检测功能，包括相对 DTA的切口水平和高程偏差、盾尾水平和高程偏差； c) 姿态检测功能，包括盾构相对 DTA的方位角、倾斜角、旋转角； d)图形显示功能，包括盾构空间位置和姿态的实时数据和历史数据的连续曲线显示； e)测量基点校核功能； f)与盾构自动 控制系统通信功能。 5． 3． 5． 3导向测量距离为 100 m，测量精度小于 15 mm，校核周期为 25 m。 5． 3． 6后方台车 后方台车的设计应符合下列规定： a)应根据隧道的断面、曲线、坡度、渣土的运出和管片的运人方式、所安装设备的数量与空间尺寸 】 6 cj／ x 284— 2020 等条件确定，并考虑维护管理的方便； b)在陡坡施工区间，应采取足够的安全措施； c)在曲率半径小的区间，后方台车行驶需确保与管片的距离，牵引时需防止后方台车倾覆、脱 轨等； d)应设置各种安全设施，如安全通道和扶 手、栏杆等。 5． 3． 7冷却系统 5． 3． 7． 1冷却系统应能够消除设备和动力装置在盾构掘进中产生的热量，确保盾构正常运转。 5， 3． 7． 2冷却系统应对液压系统、刀盘驱动装置中的土砂密封、大功率的空气压缩机和变频器、配电柜 进行冷却： 5． 3． 7． 3冷却器选择应符合下列规定： a)有足够的散热量； b)散热效率高； c) 油液通过时压力损失小； d)结构应紧凑、坚固； e)具有一定可靠性及寿命。 5． 3． 7． 4冷却系统的选择要符合下列规定： a)应根据系统工作液进入冷却器时的温度、流量、压力和需要冷却器带走的 热量确定； b) 系统应采用温度不超过 30℃的净水。 5． 3． 8通风系统 5． 3． 8． 1 盾构内的通风由最后一节后方台车延伸来的通风装置持续提供新鲜空气，通过通风管传递至 最前一节的后方台车处，并替换盾构机区域内的热量和废气。 5． 3． 8． 2应根据盾构直径、送风距离、需要通风量、衬砌的施工方法以及使用的机械种类等选择合适的 设备，确保隧道内安全、卫生。 5． 4电气系统 5． 4． 1一般要求 5． 4． 1． 1应以科学严谨、安全可靠、技术先进、经济合理、操作方便为基本设计原则，以盾构总体设计要 求为功能设计依据。 5． 4． 1． 2应考虑施工环境对设备的防护要求。 电气设备外壳防护等级应符合表 2的规定。 表 2电气设备外壳防护等级 设备 防护等级 后方台车上的电气箱柜 iP54 盾构本体的电气箱柜 IP55 变压器保护柜 iP45 电动机 IP55 现场传感器 IP65 控制室内的电气箱柜 lP44 5． 4． 1． 3应考虑施工环境对人身安全的保护要求。 低压供配电 (高于安全电压的用电设备 )应设置两 级漏电保护。 5． 4． 1． 4电气系统设置应合理利用盾构结构空间，便于操作和维护。 5． 4． 1． 5盾构电 气系统所选用的设备、装置、元器件、材料必须成熟可靠，适应隧道施工工况条件、符合 设计要求。 17 CJ／ T 284— 2020 5． 4． 2供配电系统 5． 4． 2． 1供电系统 5．。