土壓平衡盾構機技術規(guī)格及要求

1、土壓平衡盾構機技術規(guī)格及要求1.土壓平衡盾構機（以下簡稱盾構機）技術要求的說明1.1盾構機技術要求以南昌軌道交通工程、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件要求，兼顧滿足南昌軌道交通其他線路區(qū)間、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件要求及各項施工條件。1.2本技術要求為南昌軌道交通3號線盾構區(qū)間掘進的盾構機最低技術規(guī)格和施工要求。1.3本技術要求對盾構機部件結構不作具體的規(guī)定，但其必須滿足本標準對盾構機所需的功能、性能、配置等要求。 1.4本技術要求僅限于主要部件、總成、系統(tǒng)的功能、性能、配置等，未描述部分應自動滿足南昌軌道交通3號線工程、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件。2.新機技術規(guī)格要求2.1整機Ø 盾構機技術規(guī)格必須滿足南昌軌

2、道交通3號線工程、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件要求，兼顧滿足南昌軌道交通其他線路區(qū)間、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件要求及各項施工條件。Ø 盾構機的各項安全性能指標必須滿足國家及南昌地區(qū)相關安全使用和施工規(guī)范要求。Ø 盾構機應滿足南昌地鐵三號線管片規(guī)格：外徑6000mm，內(nèi)徑5400mm，寬度1200/1500mm，縱向螺栓分度36°。Ø 盾構機最大推進速度應80mm/min。Ø 盾構機最小掘進轉(zhuǎn)彎半徑應250m；適用隧道縱向坡度應±45。Ø 盾構機最大工作壓力應0.5Mpa。Ø 盾構機主要部件及總成使用壽命應10km或10000小時。

3、Ø 盾構機主要部件應采用世界知名廠商品牌及產(chǎn)品。Ø 盾構機主要結構件材料應采用國內(nèi)知名廠商品牌及產(chǎn)品。2.2刀盤Ø 2.2.1基本結構Ø 刀盤支腿數(shù)量4個，6個。Ø 宜采用復合式刀盤，刀盤開口率應30%。Ø 復合式刀盤滾刀的安裝刀座宜采用單楔塊方式。軟巖刀具的安裝可采用螺栓緊固或銷軸安裝方式。Ø 刀盤應配置仿形刀，仿形刀有效伸出量應100mm，仿形刀伸出量可在主控室設定和控制。Ø 刀盤噴口數(shù)量應5個，且分布合理；泡沫噴口和膨潤土噴口采用單管單泵，其中獨立的泡沫噴口3個，獨立的膨潤土噴口2個。噴口裝置總成必須可從刀盤

4、背部抽出更換。噴口應設有防沖擊防磨損保護裝置。Ø 刀盤必須配置盤體磨損檢測裝置，2個；應配置刀具磨損檢測裝置，2個。Ø 刀盤主動攪拌棒4根。Ø 2.2.2刀盤耐磨保護Ø 復合式刀盤面板應敷焊耐磨復合鋼板；外圈梁外圓表面后端應配置一整圈寬度60mm的硬質(zhì)合金保護刀耐磨環(huán)，其余耐磨環(huán)可采用HARDOX材料或復合耐磨鋼板；外圈梁后端表面應敷焊耐磨復合鋼板。Ø 輻條式刀盤刀梁應敷焊耐磨耐磨網(wǎng)格，外圈梁外圓表面后端應配置一整圈寬度60mm的硬質(zhì)合金保護刀耐磨環(huán)，其余耐磨環(huán)可采用HARDOX材料或復合耐磨鋼板；外圈梁后端表面應敷焊耐磨復合鋼板。Ø

5、 2.2.3刀具配置Ø 復合式刀盤應配置滾刀或可更換撕裂刀、切刀、邊刮刀；可增配撕裂刀。外圈梁處可配置可更換或焊接的保徑撕裂刀。Ø 輻條式刀盤應配置撕裂刀、切刀、邊刮刀；外圈梁處必須配置可更換或焊接保徑撕裂刀。Ø 復合式刀盤應配置仿形刀1把，并配備一定量的球齒滾刀。Ø 復合式刀盤的滾刀規(guī)格應17英寸，滾刀刀間距應在100130mm范圍內(nèi)，滾刀刃口硬度應HRC55。Ø 中心刀區(qū)域以外的切刀應全覆蓋開挖面，單向覆蓋率應200%。Ø 中心刀區(qū)域以外的撕裂刀應全覆蓋開挖面，單向覆蓋率應100%。Ø 弧形邊刮刀在刀盤弧形區(qū)域的單向覆蓋

6、率應400%，直形邊刮刀單向覆蓋率應400%。Ø 滾刀刀座除可安裝滾刀外，也可安裝可更換撕裂刀。Ø 除焊接撕裂刀外，其他所有刀具為固定式切刀、主刀或可更換式切刀的有機組合。Ø 2.2.4刀盤許用受力條件Ø 刀盤推力荷載按照全盤17英寸滾刀額定荷載核定，扭矩荷載按照脫困扭矩核定，共同加載進行受力分析計算。Ø 在上述推力荷載和扭矩荷載共同作用下，刀盤最大應力荷載應200Mpa。Ø 刀盤偏載推力荷載按照下半盤17英寸滾刀額定荷載、上半盤無荷載核定，扭矩荷載按照脫困扭矩核定，共同加載進行受力分析計算。Ø 在上述偏載推力荷載和扭矩荷載

7、共同作用下，刀盤最大應力荷載應240Mpa。Ø 2.2.5刀盤結構材料Ø 刀盤結構材料級別不應低于Q345B。2.3旋轉(zhuǎn)接頭Ø 旋轉(zhuǎn)接頭添加劑通道數(shù)量應5個。Ø 旋轉(zhuǎn)接頭液壓通道應4個。Ø 旋轉(zhuǎn)接頭應設有刀盤周向位置指示裝置。Ø 旋轉(zhuǎn)接頭添加劑密封動態(tài)壓力應0.5Mpa，靜態(tài)壓力應1.6Mpa。2.4土倉中心區(qū)域高壓水噴射裝置Ø 土倉中心隔板（或刀盤法蘭板）區(qū)域應設置高壓水噴射防泥餅裝置。其中中心噴射孔1個，中心周邊噴射孔2個。Ø 高壓水壓力應1.6Mpa。2.5主驅(qū)動Ø 刀盤驅(qū)動可采用液壓驅(qū)動或變頻電驅(qū)

8、動方式。刀盤必須可實現(xiàn)無級調(diào)速，可順、逆時針轉(zhuǎn)動。Ø 采用變頻電驅(qū)動時，每個驅(qū)動組必須配置扭矩限制裝置，宜配置一組制動裝置。Ø 變頻電驅(qū)動功率應600kW；液壓驅(qū)動功率應630kW。Ø 主軸承應采用三排滾柱軸承，軸承直徑宜2800mm。Ø 主軸承設計使用壽命必須10000h。Ø 主驅(qū)動密封壓力應0.5Mpa。Ø 主驅(qū)動額定扭矩應5500kNm。Ø 主減速器設計使用壽命應10000h。Ø 主電機絕緣防護等級應IP55。Ø 主軸承潤滑油系統(tǒng)應具備循環(huán)冷卻、過濾功能。2.6盾體 Ø 盾體宜采用倒錐形設

9、計。Ø 盾體可采用主動鉸接或被動鉸接方式。Ø 盾體上部應至少設置6個周向超前注漿孔，盾體下部宜設置周向超前注漿孔。前盾隔板應至少設置5個正面超前注漿孔。Ø 推進油缸的分度能滿足錯縫拼裝的要求，且每個分度點均應有居中的油缸對應。Ø 布置的推進油缸軸線中心宜與管片的厚度中心基本一致，油缸撐靴應不直接頂在管片接縫上，撐靴面積的壓強應25MPa。Ø 土倉隔板上的膨潤土注入口應于2個，泡沫注入口應2個。Ø 前盾隔板下部螺旋輸送機進口兩側應設置各1個聚合物注入噴口裝置及防噴涌裝置。Ø 盾體上應設計有盾殼外膨潤土注入孔裝置，注入口的數(shù)量應

10、10個。Ø 土壓傳感器設計數(shù)量應5個，且上部傳感器位置不低于盾體頂部1m，其中上部及兩處可更換土壓傳感器設置。Ø 土倉壓力隔板上應預留各種功能孔，包括帶壓進倉所需風、水、電通道，聚合物孔、改良加水孔等。Ø 盾尾刷應3道，盾尾油脂每腔注入口數(shù)量于6路。盾尾密封系統(tǒng)應具有自動及手動注脂的功能。尾刷密封壓力1.0Mpa。Ø 尾盾同步注漿管宜采用內(nèi)置式，必須配置有高壓水清洗裝置。注漿口4個點位，每個點位應有2路注漿管，一用一備。除此外，尾盾頂部宜再布置1路或2路注漿管。Ø 盾體切口外圓表面應敷焊寬度50mm、厚度5mm的滿堆焊耐磨層。土倉底部前盾內(nèi)表面

11、90°范圍內(nèi)應敷焊耐磨耐磨網(wǎng)格。2.7人艙Ø 人艙必須采用雙艙形式，主艙容納人數(shù)2人，副艙可容納2人。Ø 土倉上部倉門應設計為向人艙方向開啟。Ø 人艙宜在前盾的上部布置；應配置成熟的全氣動壓力調(diào)節(jié)裝置；在網(wǎng)電斷電時系統(tǒng)仍能正常工作，確保帶壓換刀時倉（艙）內(nèi)人員安全撤離。 Ø 人艙的最大工作壓力應0.45Mpa。Ø 人艙內(nèi)應設有刀具運輸軌道。2.8螺旋輸送機Ø 螺旋輸送機直徑應700mm，宜采用尾部驅(qū)動。Ø 宜采用軸式螺旋葉片，螺旋輸送機出渣口必須配置雙閘門。閘門關閉時的密封壓力0.3Mpa。Ø 螺旋輸送機

12、配置的添加劑注入孔3個，其中包含聚合物噴口裝置。Ø 螺旋輸送機應至少前后各配置1個土壓傳感器Ø 螺旋輸送機必須配置前閘門。螺旋輸送機應具有伸縮功能。 Ø 螺旋輸送機設計應15個節(jié)距。Ø 螺旋輸送機前端葉片軸3m長度范圍內(nèi)應配置耐磨合金塊,其余葉片也應采取相應的耐磨措施。螺旋輸送機前中段筒體內(nèi)壁應設置有耐磨板，后段筒體內(nèi)壁也應采取相應的耐磨措施。Ø 螺旋輸送機應配置保壓泵接口或防噴涌裝置接口。Ø 螺旋輸送機出料閘門必須具備停電緊急關閉功能。2.9管片拼裝機Ø 管片拼裝機宜采用中心回轉(zhuǎn)式。Ø 管片拼裝機必須有6個自由度

13、，縱向行程2000mm，并能滿足在隧道內(nèi)更換兩道尾刷的要求。Ø 管片拼裝機旋轉(zhuǎn)角度應±200°。Ø 管片拼裝機最大旋轉(zhuǎn)速度應1.8r/min。Ø 管片拼裝機必須有無線控制裝置，并預留有線接口。Ø 管片拼裝機提升力24kN，旋轉(zhuǎn)扭矩270kNm。Ø 管片拼裝機與連接橋之間應設置人行通道，內(nèi)側應設有高度不低于1m的欄桿。Ø 管片拼裝機應設置盡可能方便的管片拼裝操作平臺和相應的欄桿。Ø 管片拼裝機必須具備無線、有線控制功能。 2.10管片吊機Ø 管片運輸系統(tǒng)應配置單、雙梁吊機。Ø 管片吊機行

14、走裝置宜采用鏈輪鏈條驅(qū)動方式，應滿足最大縱坡50的使用。Ø 管片吊機起吊應設置雙速，提升高度必須滿足裝載不低于3片重疊管片的管片車自由出入及管片裝卸。Ø 管片吊機必須配置無線和有線兩種控制方式。Ø 管片吊機提升力32×2 kN，單梁50kN。2.11皮帶輸送機Ø 皮帶輸送機帶寬應800mm，最大帶速應3m/s。Ø 皮帶機斜坡段傾角必須10°。Ø 皮帶機驅(qū)動功率應37kW，宜采用變頻控制。Ø 皮帶機應設置有效的刮泥、清洗、調(diào)偏裝置，同時還應有打滑報警、防跑偏裝置、張緊裝置和緊急停止裝置，起到對設備保護作用和

15、防止意外情況的發(fā)生。2.12后配套拖車及連接橋Ø 后配套拖車和連接橋應設計為可拆裝式，以便于現(xiàn)場組裝或盾構機到達后可以順利地在到達井內(nèi)完成拆卸。Ø 后配套拖車和連接橋的各個部位都必須與隧道內(nèi)壁有不小于100mm的安全距離。Ø 后配套設備安裝應適應車站標準段邊墻距隧道軸線2.15m的要求，滿足后配套設備不需拆卸（可移動）就能滿足始發(fā)及維保要求。Ø 后配套拖車在安裝設備后的內(nèi)凈空尺寸與編組列車的最大橫斷面外形尺寸的單邊左右側間隙100mm。頂部間隙200mm。Ø 第一節(jié)拖車前端應設置防溜車裝置。Ø 安裝設備后后配套拖車必須設置從后端至主控

16、室的人行通道，人行通道可拐彎。人行通道最窄處的橫向尺寸應600mm，高度應2000mm。人行通道底板應設有防滑設置。主控室處的人行通道最窄處的橫向尺寸應450mm。Ø 后配套拖車在電瓶車司機操作側邊、司機頭部高度處的所有結構或設備的空隙處應設置防護檔板類裝置，防止司機頭部伸入。Ø 后配套拖車應預留安裝緊急發(fā)電機位置。2.13推進系統(tǒng)Ø 推進油缸行程應2000mm。Ø 推進油缸應至少分為4組分區(qū)，每組必須設有一個帶行程傳感器的油缸，行程傳感器應采用內(nèi)置式。Ø 推進系統(tǒng)單位面積推力（總面積為開挖橫斷面面積）1200kN/。Ø 推進油缸與靴

17、板的連接必須設有萬向鉸接裝置。Ø 采用被動鉸接方式的推進油缸徑向彈性支撐卡板宜設置為可移動卡板。2.14鉸接系統(tǒng)Ø 如果采用被動鉸接，鉸接油缸的主動拉力不小于10000kN；如果采用主動鉸接，主動鉸接推力最大推力的75。Ø 鉸接油缸應至少設置4根帶傳感器的油缸，傳感器應采用內(nèi)置式。Ø 鉸接密封承壓能力應0.5Mpa。鉸接密封至少應設置手動注脂孔裝置。Ø 鉸接密封后端必須設置聚氨酯等添加劑注入孔裝置。2.15注漿系統(tǒng) Ø 同步注漿泵應采用雙活塞泵。 Ø 砂漿儲存罐應至少不小于6.5m3，具備攪拌功能。Ø 注漿泵出口最

18、大壓力應達到6Mpa。Ø 同步注漿能力應滿足在最大掘進速度時，注漿填充率200%的要求。Ø 注漿系統(tǒng)應采用至少四點的注漿點位，并能自動控制。Ø 每根注漿管路應配置壓力傳感器，每個分支管路出口均應配置壓力和流量顯示及數(shù)據(jù)采集裝置，操作控制在主控室內(nèi)進行，注漿量可以累積計算顯示，并可在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中記錄每環(huán)及累積的實際注漿量，且注漿管道應設置沖洗裝置。Ø 每環(huán)注漿量及累計注漿量必須實時傳輸至集中監(jiān)控系統(tǒng)。Ø 應配置二次注漿系統(tǒng)，二次注漿系統(tǒng)采用雙液漿，雙液漿的配比可調(diào)節(jié)。安裝位置應盡量靠近設備橋。2.16泡沫系統(tǒng)Ø 泡沫系統(tǒng)應具備自動控制

19、功能。Ø 泡沫系統(tǒng)應采用單管單泵形式，回路應3路。Ø 泡沫系統(tǒng)原液注入能力300L/hØ 泡沫系統(tǒng)每路應配置有視鏡，可以通過視鏡觀察泡沫發(fā)泡效果。Ø 每路泡沫均應配置有流量計、泡沫流量的大小可通過流量傳感器進行檢測，并能顯示在主控室操作頁面，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可記錄每環(huán)及累積的實際注入量。Ø 每環(huán)泡沫原液量及累計量必須實時傳輸至集中監(jiān)控系統(tǒng)。2.17膨潤土系統(tǒng)及聚合物系統(tǒng)Ø 宜同時配置改良膨潤土系統(tǒng)和盾殼外膨潤土潤滑系統(tǒng)。Ø 輸送到刀盤前部的膨潤土注入管路應2路，膨潤土和泡沫能夠同時注入到刀盤前部，并在主控制室內(nèi)操控。Ø

20、; 膨潤土系統(tǒng)宜采用擠壓泵，擠壓泵宜設置2個，其中一個為改良泵，一個為盾殼外潤滑泵，可單獨控制使用，也能共同用于改良或外注。Ø 應配置至少6m3膨潤土罐，具備攪拌功能。Ø 膨潤土系統(tǒng)的總注入能力16 m3/h。Ø 聚合物注入系統(tǒng)能力600g/min。2.18壓縮空氣及保壓、呼吸系統(tǒng)Ø 應配置2臺空壓機，總排氣量12m3/min。Ø 空壓機出口必須配置三級過濾，第三級過濾采用活性碳過濾器。Ø 儲氣罐容量應1m3，壓縮空氣排氣壓力0.7Mpa。Ø 必須采用全氣動式氣體保壓系統(tǒng),氣體保壓系統(tǒng)要求一用一備，保壓精度0.05bar&#

21、216; 應使用水冷式螺桿空壓機。2.19工業(yè)供水及冷卻系統(tǒng)Ø 冷卻系統(tǒng)應采用內(nèi)外循環(huán)水冷卻方式，內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)水罐液位低于警戒液位時能夠報警及對相關設備進行保護。Ø 應配置高揚程增壓水泵用于高壓水噴射，揚程90m。Ø 冷卻系統(tǒng)允許的進水溫度28°，進水壓力0.2 Mpa，0.6Mpa。Ø 應配置2個水管卷筒，每個卷筒應配置40m長度水管。Ø 應配置獨立的土倉加水系統(tǒng)，用于無水地層碴土改良。2.20排污系統(tǒng)（如配置）Ø 排污水箱容量4m3。Ø 主機需配置污水泵，類型不限。Ø 應配置污水箱排污泵。2.21齒輪油

22、系統(tǒng)Ø 齒輪油應采用循環(huán)過濾系統(tǒng)，要有堵塞報警裝置，必須配置熱交換器。Ø 主控制室應顯示油溫，并具有油溫報警功能。2.22主驅(qū)動油脂密封及潤滑系統(tǒng)Ø 宜采用HBW及EP2兩種密封油脂及注入系統(tǒng)，HBW油脂采用流量控制，注入量不足時須報警。Ø 如采用多點注入泵，多點泵須有液位傳感器，液位低時可自動啟動補油泵注入，注到高液位時補油泵可自動停止。Ø 油脂系統(tǒng)宜采用200L油脂桶。2.23盾尾油脂系統(tǒng)Ø 盾尾油脂泵應有自動計數(shù)裝置。Ø 每路注入管路應設置有尾刷腔出口端壓力傳感器，以保證實現(xiàn)壓力注入模式。Ø 盾尾油脂應有手動

23、及自動2種注入模式。Ø 油脂系統(tǒng)宜采用200L油脂桶。2.24二次通風系統(tǒng) Ø 應配置兩個儲風筒。每個儲風筒儲存軟風管長度100m。Ø 應配置儲風筒吊機，且有安全保護繩。Ø 二次通風管直徑應不小于600mm。Ø 應配置二次風機。2.25導向系統(tǒng)Ø 導向系統(tǒng)應采用激光導向系統(tǒng)，且精度不低于1s。Ø 應具有機器掘進過程中即時測定機器的位置（X，Y，Z）及姿態(tài)（方位/俯仰/旋轉(zhuǎn)）的裝置，其檢測結果在操作室顯示并與設計數(shù)據(jù)進行比較，操作人員可根據(jù)顯示的結果方便地控制盾構機正常作業(yè)。Ø 導向系統(tǒng)應能將掘進過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)

24、保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中以備將來分析。2.26供電系統(tǒng)Ø 高壓供電宜采用10kV。變壓器類型可采用油浸式或干式。Ø 次級電壓根據(jù)用電設備額定電壓確定。照明電壓36V，電控閥電壓根據(jù)所采用的元件額定電壓確定。Ø 應配置無功自動補償裝置，功率因數(shù)應不小于0.9。Ø 配置電纜卷筒或電纜箱，如果采用電纜卷筒，卷筒應滿足容納不小于250m電纜能力；如果采用電纜箱，電纜箱應滿足容納不小于800m電纜能力。Ø 所有用電系統(tǒng)采用二級漏電保護和可靠的接地，相對獨立的部件總成應設置可靠的接地連接。2.27安全及有害氣體檢測Ø 按照消防規(guī)范必須配備相應通用型滅

25、火器，其中盾體內(nèi)手提式滅火器數(shù)量應不小于3個，每節(jié)拖車至少配置手提式干粉滅火器1個，手提式二氧化碳滅火器1個。Ø 螺旋輸送機出口位置必須配置有害氣體檢測裝置，氣體檢測類型包括但不限于甲烷、硫化氫；Ø 必須配置一個便攜式氣體檢測裝置，氣體檢測類型包括但不限于甲烷、二氧化碳、氧氣等。2.28其它Ø 盾構應配置掘進參數(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng),能將盾構的各種掘進參數(shù)實時傳輸至地面，便于地面進行監(jiān)控。Ø 盾構應配置一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在螺旋輸送機出口及皮帶機卸渣口各安裝一部攝像頭，攝像頭的防護等級應不低于IP65。Ø 主控室內(nèi)安裝一部彩色顯示器，主控

26、制室必須配置空調(diào)。Ø 盾構應配置安全警示標識，對線纜、軟管、液壓元件、電氣部件用標牌進行標識，各類硬管用油漆加以區(qū)別。3.既有盾構的主要要求采用既有盾構施工，原則上各項功能、配置及參數(shù)需參考新機要求，累計已掘進里程應低于6km，具體要求如下：3.1根據(jù)盾構掘進階段的故障情況，對盾構機進行動態(tài)勘驗和靜態(tài)勘驗，并結合南昌軌道交通3號線區(qū)間施工要求，編制專項盾構機維修、改造及保養(yǎng)方案，在大修后需進行出廠驗收。3.2對于更換的金屬結構件及零件的材料強度必須滿足使用要求，重要零部件、結構件的材料必須具有性能試驗報告和質(zhì)量保證書。3.3主軸承的累計掘進里程應在6km以下，使用已超過3km里程的主軸承必須檢查密封、跑道的磨損情況，根據(jù)槽痕深度及范圍、密封安裝后的壓縮量等因素采取相應的措施，且大修后必須更換主軸承的密封。3.4檢查刀盤的耐磨情況，對磨損區(qū)域進行修復至規(guī)定要求；對缺損的刀具及其緊固件、連接件必須進行補充或更換；檢查刀盤變形及重要焊縫情況，根據(jù)實際情況進行修復至規(guī)定要求。3.5檢查螺旋輸送機筒體及螺旋軸葉片的磨損情況，按要求進行修復。3.6對液壓油、齒輪油進行油樣檢測并提交檢測報告。3.7對