GB/T 35019-2018 全断面隧道掘进机 泥水平衡盾构机

ICS91.220

P97

国；

中华人民共和国国家标准

GB/T35019-2018

全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机

Fullfacetunnelboringmachine-Slurryshieldmachine

2018-05-14发布2018-12-01实施

国家市场监督管理总局峪非

中国国家标准化管理委员会0(..'I(J

GB/T35019-2018

目次

ill

1范围……··

2规范性引用文件………

3术语和定义·

4基本参数与型号…………………………4

5技术要求…．．．．．．．．．．．

6民验方法…·

7检验规则……

8随行文件…………………19

9标志、包装和运输………………………19

附录A（资料性附录）泥水平衡盾构机刀盘扭矩计算方法……………21

附录B（资料性附录）泥水平衡盾构机盾体推力计算方法……………24

附录c（资料性附录）泥水平衡盾构机泥浆循环系统计算方法…

附录D（资料性附录）检查记录表………………………m

I

GB/T35019-2018

5.10.11盾体内部、管片拼装机区域的照度不应低于100Ix；主控室内照度不应低于150lxo

5.10.12主机及后配套拖车应配置备用电源插座。

5.11数据采集系统

5.11.1应具有实时监控、实时／历史曲线显示、报警及主控室重要操作和重要历史数据的记录及查询、

掘进数据报表生成等功能。

5.11.2应预留远程数据传输接口。

5.11.3应配置不间断电隙，供电时间不低于1h0

5.11.4信息储存容量不应小于500GB。

5.12导向系统

5.12.1导向系统应具备设计轴线管理、空间位置检测、姿态检测、图形显示、测量基点校核及盾掏自动

控制系统通讯等功能。

5.12.2直线段有效测量距离不应小于200m，角度测量精度不应小于2”。

5.13辅助系统

5.13.1钦接系统转弯能力应满足隧道最小转弯半径要求。

5.13.2管片吊机抓举能力不应低于管片拼装机的抓举能力。

5.13.3注浆系统能力应按不低于150%的浆液注入率计算。

5.13.4注浆系统应有泵体和注浆管路清洗、压力控制和流量控制及自动计量功能，并有手动与自动两

种控制模式。

5.13.5空气压缩机的额定压力不应低于0.8MPa，排气量应不低于同时工作时最大用气量的1.5倍。

5.13.6保压系统在断电时应能正常工作。

5.13.7工业水系统宜采用内外循环水冷却方式，内循环应采用软水。

5.13.8主驱动电机、减速机、变频器等宜采用强制水冷方式，并应设置冷却水温度检测报警装置。

5.13.9应配置水管储存延伸装置。

5.13.10在后配套拖车上应预留用水接口。

5.13.11供排水系统应能满足正常施工需要。

5.13.12应配备二次通风系统，后配套尾端的回风速度不应小于0.3m/s。

5.13.13储风筒储存风管长度不应小于100m，应配备刑’降装置。

5.13.14气动系统应符合GB/T7932的规定。

5.14职业健康与环境安全

5.14.1设备安全要求应符合GB/T34650的规定。

5.14.2主校室应配置空调设备，并且具备隔热、隔音、减震功能，主控室内的噪声不应高于70dB(A）。

5.14.3电气安全装置应符合GB5226.1、GB5226.3的规定。

5.14.4电气设备应配置警告标志，高压电设备周围应配置防护隔离装置。

5.14.5操作维护区域内棱角应符合GB/T17301的规定。

5.14.6声光报警装置输出的最低音量值比施工环境噪声至少高出10dB(A）。

5.14.7应配置气体监测系统，至少能检测02、CH1,H2S、co气体的浓度。

5.14.8人舱应配置气体检测，至少应能检测02、C矶、co和C02气体的浓度，舱内气体应符合进仓人

员呼吸要求。

5.14.9后配套拖车的出入口处、主控室内应当设置醒目的紧急信息指示牌，指示牌应包括疏散路线、

救护设备和灭火设备存放位置等。

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5.14.10盾体和后配套拖车应配置灭火器。

5.14.11应在主控室、人舱内外、电投柜、盾体平台、注浆系统现地操作箱位置配置电话通信系统。

5.14.12管片耕装区域、钢轨铺设区域和拖车尾部应配置视频监视设备，主控室设置显示终端。

5.14.13应配置应急发电机，功率至少应满足空气压缩机、带真空吸盘式管片拼装机液压泵用电的需

求，并具有断电自动启动功能。

5.14.14紧邻气垫仓的进、排浆阀应具有紧急关闭功能。

5.14.15在盾体内、主控室操作台、控制柜和拖车上应设置整机急停按钮。

5.14.16泥水管路不应与高压电缆同侧布置。

6试验方法

6.1测试条件

6.1.1环境温度宜为5℃～35℃，空气相对湿度小于90%。

6.1.2民验场地应满足承载设备要求。

6.1.3试验用仪器仪表应检查和校准，仪器仪表包括：全站仪、钢卷尺、钢直尺、直角尺、吊线锤、秒表、

兆欧表、照度仪、声级计和风速仪。主要仪器仪表的推荐量程及精度如下：

a)全站仪角度测量精度不应低于2”，采用标准棱镜的测距标准偏差为lmm+l.5×10-6;

b)兆欧表额定电压为500V（低压系统）和2500V（高压系统）两种，准确度达到20级以上；

c)照度仪总量程为OIx~500Ix，照度精度土3%rdg;

d)声级计选用参照GB/T34650，性能不应低于2型仪器的要求；

e)风速仪风速测量范围为0.3m/s~5m/s，分辨率0.1m/s。

6.2目测检查

6.2.1设备的布置状态、动作状态、显示状态。

6.2.2检查不应拆解部件。

6.3检测数据采集

试验检测时，单项数据采集次数不应少于3次，并与规定值进行比对。

6.4整机

6.4.1开挖直径

在刀盘已安装到泥水平衡盾构机条件下，选定并标识水平及垂直方向基点，旋转刀盘，用全站仪测

量开挖直径。

6.4.2最大转速

刀盘｝1191／逆时针旋转，转速由零调至最大，运行平稳后用秒表测量刀盘旋转3转的时间，计算刀盘

正／反转最大转速，并与设计值进行对比。

6.4.3设计最大推力

掘进机最大推力按式(1）计算：

F二f×l)T2×ρ×Z…(1)

式中：

F一一掘进机最大推力，单位为牛（N);

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OT一一推进油缸无杆腔缸径，单位为毫米（mm);

卢泵出口设计最大压力，单位为兆帕（MPa);

Z一一推进液压缸的数量，单位为个。

6.4.4最大推进速度

在空载状态下，控制所有推进液压缸同时伸出，用秒表测量全部达到最大行程时间，计算得出最大

推进速度。

6.5刀盘与刀具

6.5.1耐磨

用便携式硬度计测量各耐磨表面的硬度，其值应符合设计要求。耐磨堆焊的条纹密度和图案应符

合图样的规定。

6.5.2最外侧刀具相对盾体高差

最外侧刀具相对盾体高差检测步骤如下：

a)在刀盘最外侧刀具位置固定检测装置，见图3;

b)用钢板尺测量最外侧刀具刀刃与检测装置的径向距离r，测量结果ic入表D.l;

c)将盾体等分成12个区域，缓慢转动刀盘，用钢板尺测量各区域检测装置与盾体的最小距离JI'

测量结果记入表D.l，计算得出盾体高差（y.T）值。

“‘『…－－·

→二·一

说明－

I→←前盾；

2一一刀盘；

3－一鼓外侧刀具；

4→一中含泪｜！装置。

图3刀盘外侧刀具相对盾体的高差测量示意图

6.5.3营路耐压

按JB/T5000.11中的方法进行刀盘内部管路耐压试验。

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6.5.4刀具安装半径

刀具安装半径检测步骤如下：

a)将刀盘放置于水平平台上；

b)将测量工装固定于刀盘面板中心，调整工装测量而使之水平；

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，见图5;

d)记录直角尺对应工装上的刻度值r;

e)依次iYl~出每件刀具的轨迹半径r，与设计要求值对比。

6.5.5刀具刀刃高度尺寸公差

刀具刀刃高度尺寸公差检测步骤如下：

a)将刀盘放置于水平平台上；

b)将测量工装固定于刀盘商板中心，调整工装测量丽使之水平；

c)直角尺水平边紧靠测量工装，竖直边与刀具刀刃最高点对齐，见图4;

d)记录直角尺水平边到刀具最高点的刻度值h;

e)依次测出每件刀具的竖向尺寸h，计算最大偏差值。

ב/

说明：

1一一测量工装；

2－一直角尺；

3－一刀具；

4－一刀盘；

5－一水平基准丽。

图4刀具安装半径和刀具刀刃高度尺寸公差检测示意图

6.6盾体

6.6.1盾体外径偏差

盾体外径偏差检测步骤如下：

a)加工端丽朝下，将盾体放置在水平平台上，见图5;

b)在盾体顶部安装检测工具，初步确定外回中心；

c)将线锤固定在与盾体外圆相距约50mm检测工装上；

d)转动检测工装，用直尺按米字测量各处α～d距离值，记入表D.2;

c)用线锤所在半径值减去所有μ～d距离值，计算各成对半径的和，求得盾体直径值，用最大直

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径~成去最小直径，得到外径偏差；

£)根据各α～d距离偏差，可重调检测工装中心，按以上a）～巳）步骤重测，此时根据需要改变测

量角度，增加测量次数，测得多组α～d距离值。

6.6.2盾体圆柱度

盾体圆柱度检测步骤如下：

a)按6.6.1测得的。～d距离值，见图5;

b)在水平困上用各水平圆中最大值减去最小值，得到盾体圆度，如：“n,,x(In,in;

c)根据a）、b）测得的直线度和圆度，计算出圆柱度。

/s

飞、．

、→

一、

.

.

.

.

·.

.,

气＼

说明：

l→一盾体（前盾／中盾／尾盾）；

2→一测盐工装；

3－一线锈；

4－一水平平台丽。

图5盾体外径偏差和圆柱度检测示意图

6.6.3油脂孔弧线长度

沿尾盾内壳表面周长方向，用钢卷尺测量相邻油脂管间的距离。

6.6.4气垫仓压力测试

工地组装完成具备试掘进条件后，对气垫仓充气进行压力测试，民验压力应为设计压力的1.1倍。

6.6.5安全门开口大小

在主控室操作安全门，检测安全门的开、闭、中位。对比实测尺寸与主控室的显示位置尺寸。

6.7主驱动单元

6.7.1主轴承寿命

检查并核对主轴承厂家提供的寿命计算文件。

6.7.2慢速点动

点动旋转刀盘，现场用秒表测量刀盘转速。

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6.7.3密封润滑

启动主驱动单元润滑系统，从前盾正面观察油脂是否从密封间隙处渗出，检查压力、流量显示。

6.7.4连锁控制

在刀盘禾旋转情况下启动推进模式，检查连锁控制。

6.8人舱

压力测试检测步骤如下：

a)关闭所有舱门；

b)打开各舱室进气闹；

c)试验压力为人舱工作压力；

d)关闭进气球阀，保压30min

6.9推进系统

6.9.1速度连续可调

在空载状态下，依次伸出各分区带有位移传感器的推进液压缸，伸出过程中调节推进速度旋钮，观

察上位机速度显示。

6.9.2伸缩速度

启动管片安装模式，推进液压缸全行程伸、缩，用秒表记录伸、缩时间，计算得出伸、缩速度。

6.10管片拼装机

6.10.1回转速度

片拼装机抓取设计最重管片状态下，进行提升、平移、回转及定位动作，用秒表记录动作时间，计

管

算得出回转速度。

6.10.2安全系数

检查并核对抓取装置安全系数的计算文件。

6.10.3眼持状态

管片拼装机抓取设计最重管片状态下，切断动力源，20min后观察管片的吸持状态及其空表显

示值。

6.10.4旋转角度

管片拼装机正逆时针旋转，旋转位置应达到拼装机上标定位置。

6.10.5纵向行程

用钢卷尺测量管片拼装机纵向行程，并核查图纸规定行程值。

6.10.6制动性能

管片制’装机抓取设计最重管片状态下，旋转过程中关闭动力源，检查制动性能。

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6.10.7抓取载荷试验

载荷鼠验包括静载试验和动载试验，i式验方法如下：

a)静载试验：抓取机构静载试验载荷为设计最重管片重量的1.25倍，抓取时间10min以上，观

察管片＃f:装机的状态；

b)动载试验：抓取机构动载试验载荷为设计最重管片重量的1.1倍，分别进行全行程的提剂、平

移、回转及定位动作，观察管片拼装机的运行状态。

6.11泥浆循环系统

6.11.1工作模式

在掘进、旁通、隔离、逆洗及补浆模式下，检测对应的阀门状态。

6.11.2工作压力精度

在现场掘进过程中，检查主控室界丽上显示的气垫仓压力值的波动范围。

6.11.3破碎渣土粒径

分别检查破碎装置在自动及于动模式下工作状态，用钢直尺检查破碎装置排出渣土的最大粒径。

6.11.4高压冲刷口

检查刀盘中心和排渣口区域的冲刷口设置及冲刷系统装配情况。

6.11.5进排浆压力、密度及流量传感器

检查主控室界面显示进排浆压力、密度及流量参数的准确性。

6.11.6泥浆泵调速

操作泥浆泵电机，观察转速变化。

6.11.7泥浆管延伸行程

操作泥浆管延伸装置移动架，测量移动架起停行程。

6.11.8泥浆系统紧急停止

按下主控室操作台上控制泥浆循环系统的急停按钮，检查泥浆系统是否停止运转。

6.12液压系统

6.12.1油温报警

设定温度传感器油温报警、停机试验值，启动液压系统，当油温分别升高至设定的报警或停机试验

值时，观察控制而板报警指示或停机状态，并用温度计测量油温进行比对。

6.12.2污染度

按GB/T20082的测定方法，检测液压油污染度。

6.12.3滤芯堵塞报警

模拟过滤器堵塞故障，在主控室界而上检查报警功能工作状态。

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6.13电气系统

6.13.1漏电保护功能

逐一按压回路漏电保护装置的测试开关，观察开关是否跳开；合上开关后，观察是否恢复回路供电。

6.13.2绝缘

用高低压电源摇表检测电气设备和线路的绝缘电阻值。

6.13.3应急照明

在断电状态下，用秒表测量应急照明的后备供电时间，并用照度仪测量照度值。

6.13.4照明

在通电状态下，用照度仪测量工作区域和人行通道的照度。

6.14数据采集系统

6.14.1数据记录、查询及报表生成

检查主控室界而工作参数及故障显示状态，测试数据自动记录及生成报表功能。

6.14.2远程数据传输接口

施工掘进时，在地面监控室查看掘进数据和视频图像。

6.14.3不间断电源持续供电时间

断电后用计时器检查不间断电源持续供电时间。

6.15导向系统

6.15.1设计轴线管理

输入数据与设计数据允许的偏差值，模拟输入错误的设计轴线数据，使测量数据与设计轴线的偏差

大于允许误差，观察导向系统是否发出警告。

6.15.2导向系统测量精度

检查主控室导向系统画面显示的测量精度及距离。

6.16辅助系统

6.16.1最小转弯半径

采用模拟方法验证最小转弯半径有效性。

6.16.2刀盘驱动传动机构冷却润滑系统

检查刀盘驱动传动机构冷却系统润滑管路连接是否正确，模拟过滤器堵塞故障，在主控室界而上目

视检查IU!tl温元件及报警功能工作状态。

6.16.3二次通凤系统固凤速度

在隧道施工及二次风机运行正常条件下，用风速仪检测工作区域囚风速度。

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6.17职业健康与环境安全

6.17.1躁声

用声级计检测主控室噪声，检测方法按照GB/T34650-2017附录C的规定执行。

6.17.2声言报警盲量值

掘进作业时，用声级计在距离声音警报装置1m的四周测量报警装置的音量。

6.17.3气体监测系统

依次使用02、C陀、H2S标准气体分别对安装于主驱动中心位置、除尘风机出风口处的气体监测系

统进行测试，将标准气体容器通过管路连接至气体监测系统进气口，气瓶喷嘴与集气罩距离不应大于

5mm，查看报警状态和浓度值。气体监测系统监测02浓度范围一般为O%vol～25%vol，精度0.1%vol;

监测CH,浓度范围一般为O%lel～100%lel，精度1%lel；监测H2S浓度范围一般为0～100×106，精

度1×106。

6.17.4视频监视设备

在主控室的监视器上，观察5.14.12规定区域的图像，图像是否稳定、清晰。

6.17.5阀门紧急关闭

紧邻泥水仓的进、排浆阀，应有自动和手动两种控制方式，阅体动作灵活。按主控室而板上开关按

钮，观察阀门开闭情况是否与主控室丽板上显示阀门开闭状态一致。

6.17.6紧急停止

分别按下盾体内、主控室操作台、控制柜和拖车上整机急停按钮，检查相应装置是否停止运转。

7检验规则

7.1检验分类

检验分为出厂检验、工地检验和型式检验。

7.2出厂检验

7.2.1制造商检验由制造商质量检验部门进行，检验合格后出具出厂检验合格证。

7.2.2出厂检验项目，见表L

表1检验项目分类表

工地桥验

出厂

序号类别检验项目技术要求试验方法

工地组装试掘进

检验

检验检验

、j

开挖直径5.1.66.4.l

如－

2刀盘最大转速5.4.56.4.2

飞／、J

肿－

整机参数

3设计最大推力5.6.36.4.3

~j

一5.6.56.4.4、j

4设计最大推进速度

、／

16

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表1（续）

工地检验

t:11厂

类别检验项目技术要求试拾方法

序号

工地组装试掘进

检验

检验检验

5耐磨5.2.26.5.l.J

,____

6高差5.2.36.5.2.J

一

75.2.56.5.3

管路耐压.J、J

,____

8刀盘与刀具刀具安装半径5.2.76.5.4.J

,___

95.2.86.5.5

刀刃高度尺寸公差.J

t

105.2.96.2

滚刀挡阔侧朝向.J

i

115.2.106.2

磨损检测刀具数量；.J

125.3.l6.6.l

外径偏差.J

,____.

13j首体圆柱度