盾構機選型、配置技術要求發出布版發出布版北京盾構工程協會中國標準出版社I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由北京盾構工程協會提出并歸口。本文件起草單位：中鐵工程裝備集團(天津)有限公司、北京城建軌道交通建設工程有限公司、中建交通建設集團有限公司、中建二局土木工程集團有限公司、中鐵十五局集團城市軌道交通工程有限公司、中鐵十一局武漢重型裝備有限公司、中隧隧盾國際建設工程有限公司、濟南重工集團有限公司、中鐵二局集團有限公司城通分公司、中能建葛洲壩軌道交通建設有限公司、徐工集團凱宮重工南京股份有限公司、中鐵四局集團有限公司城市軌道交通工程分公司、中交隧道工程局有限公司。1GB5226.1機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件GB/T34354全斷面隧道掘進機術語和商業規格GB/T34651全斷面隧道掘進機土壓平衡盾構機2刀盤最大工作扭矩(kN·m)與刀盤開挖直徑(m)三次方的比值。螺旋輸送機出渣門。伸出刀盤外周對開挖直徑外土體超挖的刀具。巖土中絕對粒徑小于或等于0.075mm的巖土中絕對粒徑小于或等于0.005mm的顆粒。4基本規定4.1盾構機選型、配置應編制完整的技術文件，技術文件主要內容應包含盾構機選型依據、主要系統針5.1.1根據地質條件進行的盾構機選型應符合下a)根據地層滲透系數進行的盾構機選型應符合下列要求：1)當地層滲透系數小于10-?cm/s時，宜選用土壓平衡盾構機；2)當地層滲透系數在10-?cm/s~10-6cm/s之間時，宜選擇土壓平衡盾構機或選用泥水平衡3)當地層滲透系數大于10-6cm/s時，宜選用泥水平衡盾構機。b)根據顆粒級配進行的盾構機選型應符合下列要求：1)巖土中粉粒和黏粒總量達到40%及以上時，宜選用土壓平衡盾構機；32)巖土中粉粒和黏粒總量低于40%時，宜選擇泥水平衡盾構機。5.1.2根據水文條件進行的盾構機選型應符合下列要求：5.1.3根據周邊環境因素進行的盾構機選型應符合下列要求：盾構機選型應從地質條件、水文條件及周邊環境因素等多方面因素進行綜合考慮，具體影響因素內容參考表1。45.2盾構機配置5.2.1刀盤配置應符合下列要求：a)軟土地層刀盤結構形式應根據地質磨蝕性、含水量、隧道長度等參數確定；開口率宜為40%~c)復合地層刀盤結構形式應根據地層特性、巖土力學等參數確定；開口率宜為30%~45%;先行刀5.2.2盾體應符合下列要求：a)盾體鋼結構強度及密封能力應根據隧道埋深、地下水位等條件確定；b)盾體鋼結構宜配置超前地質探測及加固孔位；d)盾體應配置徑向注漿孔；e)應配置壓力傳感器裝置；f)推進油缸分布應與項目管片規格相匹配；g)鉸接密封承壓能力應滿足使用要求。5.2.3主驅動單元應符合下列要求：a)刀盤主驅動形式應根據地質和環境要求確定，最大設計扭矩應滿足地質條件和脫困要求；d)具備刀盤冷凍功能的盾構機，驅動結構件材質應滿足抗凍需求。5.2.4人艙和保壓系統應根據項目開倉作業需求確定。5.2.6出渣系統應符合下列要求。a)土壓平衡盾構機渣土輸送裝置應符合下列要求：2)螺旋輸送機出渣能力應與盾構機推進速度相匹配，應具有雙向旋轉和無級調速功能；應配置前閘門和2道后閘門，后閘門應具有緊急關閉功能，伸縮與前閘門開關動作應具有聯鎖3)螺旋輸送機應配置渣土改良功能、筒體上應配置觀察窗口；4)帶式輸送機應符合GB/T10595規定；5)帶式輸送機輸送能力應與螺旋輸送機出渣能力相匹配，斜坡段傾角不宜大于12°;應配置刮b)泥水平衡盾構機泥漿輸送裝置應符合下列要求：1)泥漿循環系統應根據地質、線路和施工條件等確定，并應具備掘進模式、旁通模式、逆洗模2)進漿、排漿流速宜按照4m/s左右標定；3)宜配置渣石破碎裝置，渣石破碎能力應根據排漿管路及泥漿泵規格確定；4)排漿管路應具備耐磨措施，泥漿循環系統應配置防滯排裝置；55)泥漿管延伸裝置規格及型式應滿足隧道曲線最小轉彎半徑及便捷實用要求，宜配置換管收的中心回轉接頭密封型式和材質應滿足冷凍劑使用要求。5.2.8推進系統應符合下列要求：a)推進系統液壓缸應采取分區控制，各組應能夠實現獨立行程檢測，推進液壓缸分區的工作壓力應單獨可調；b)單位開挖面積(m2)的最大推力不應小于1000kN;c)推進系統應具有防后退功能；d)推進系統液壓缸配置應滿足管片在任意點位拼裝需求；e)雙缸應具備同步功能；f)應滿足盾構機曲線施工要求；g)推進油缸行程應滿足更換盾尾刷；h)應可利用管片拼裝機遙控器進行推進油缸伸縮控制。5.2.10管片運輸裝置應符合下列要求：a)管片輸送裝置結構及承載能力應根據整機設備布置及管片確定；應具備本地控制及無線控制功能；d)機械鎖固式管片吊機抓取安全系數不應小于1.5、非機械鎖固式管片吊機抓取安全系數不應小5.2.11后配套拖車應根據隧道曲線、搭載設備及安全通道。監測功能及報警連鎖功能。液壓系統主要工作油路過濾器應具備堵塞報警功能。a)主驅動潤滑油脂注入應采用獨立的潤滑油脂泵。主驅動密封與潤滑系統應具備壓力檢測，并在盾構機操作界面上顯示；b)盾尾密封油脂泵能力應滿足使用要求，并具備自動與手動控制功能；應具備盾尾密封油脂注入c)同步注漿系統應根據地質條件、設備及管片規格確定。同步注漿系統流量應連續可調，并具備d)宜配置二次注漿系統；e)應配置單管單泵泡沫系統；f)應配置加泥系統，加泥系統存儲罐應具備攪拌功能；g)水管延伸存儲裝置、二次通風系統應根據項目施工情況確定；h)空壓機能力應滿足盾構機帶壓掘進、進倉及盾構機部件系統使用要求。5.2.14電氣系統應符合下列要求：a)電氣系統配置應根據整機部件配置及功能確定；b)主驅動電機及照明燈具防護等級不應低于IP65,其他電氣設備外殼防護等級不應低于IP55;6備結構應滿足導向系統的安裝和通識要求，盾構機管理系統應能夠與導向系統實現數據交互。5.2.16有害氣體檢測裝置應根據區間地質中有害氣體類別及施工安全需求確定。5.2.17安全防護裝置應根據設備結構、高壓區域防護及運動部件區域等配置。5.3盾構機技術要求a)盾構機承壓能力不應低于隧道勘測最大水土壓力要求；b)盾構機轉彎能力及爬坡能力應滿足隧道曲線設計需求；5.3.2刀盤和刀具技術要求應符合下列規定：a)刀盤型式應與地層特性相匹配；b)刀盤結構強度和剛度應滿足使用要求；d)軟土地層宜配置輻條式刀盤及先行刀；e)復合地層宜配置復合式刀盤，應根據地層變化安裝滾刀或先行刀；f)刀具配置應滿足項目地質掘進使用；g)耐磨措施應與項目地質特性及區間掘進里程相匹配；h)宜設置磨損檢測裝置；i)應配置渣土改良的注入孔或沖刷裝置；j)應設置攪拌裝置；k)宜設置刀盤旋轉角度指示裝置；1)宜配置超挖刀或仿形刀。a)主驅動密封承壓能力設計應高于應用項目最大壓力需求；b)主軸承設計壽命不應小于10000h;c)土壓平衡盾構機扭矩系數不宜低于20,泥水平衡盾構機扭矩系數不宜低于12;d)主驅動應具備刀盤脫困功能；5.3.4盾體技術要求應符合下列規定：a)盾體結構型式應滿足項目掘進使用；b)盾體強度和剛度應滿足項目使用要求；d)水土壓力在不大于0.4MPa時盾尾刷不應少于3道，大于0.4MPa時盾尾刷不宜少于4道；e)盾尾同一個油脂腔兩個相鄰的油脂孔的弧線長度不宜大于3m;f)推進油缸分布應與項目管片規格相匹配；g)鉸接密封承壓能力應滿足使用要求；h)盾體和土倉隔板宜設置超前注漿孔，應配j)土壓傳感器宜滿足帶壓更換需求。75.3.5人艙技術要求應符合下列規定：a)艙內和艙外應設置獨立的加減壓控制系統；b)艙內和艙外應設置機械式應急排氣閥，配置永久性紅色警示標記；c)艙外及艙室應配備通信系統；d)人艙內應設置刀盤動作本地控制裝置，與主控室控制具有互鎖功能；5.3.6管片拼裝機技術要求應符合下列規定：b)管片拼裝機平移行程能夠滿足更換2道盾尾刷功能；c)采用機械鎖固的抓取裝置安全系數不應小于1.5,非機械鎖固的抓取裝置安全系數不應小于2.5;d)應進行載荷試驗，靜載試驗載荷應為設計最重管片重量的1.25倍，動載試驗載荷應為設計最重管片重量的1.1倍；e)斷電情況下，真空吸盤式管片吊機保持吸附狀態不應小于20min,且真空度不低于80%;g)縱向行程宜滿足在隧道內更換兩道盾尾刷；i)應具備慢速微調功能；j)應配置制動裝置；k)應具備自鎖功能。5.3.7螺旋輸送機技術要求應符合下列規定：a)結構型式應滿足項目出渣粒徑出渣量需求；b)出渣能力應大于盾構機最大推進速度時的出渣量；c)應具有雙向旋轉和無級調速功能；d)伸縮與前閘門開關動作應具有聯鎖控制功能；e)宜配置土倉前閘門，宜配置2道后閘門，后閘門具備緊急關閉功能；f)后閘門應具有開度調節及斷電自動關閉功能。a)通道數量及性能滿足介質輸送需求；b)密封承壓能力應滿足項目使用需求。5.3.9推進鉸接系統技術要求應符合下列規定：a)單位開挖面積(m2)的最大推力不應小于1000kN;b)推進系統液壓缸應采取分區控制，各組應進行獨立行程檢測，推進液壓缸分區的工作壓力應單獨可調；c)推進液壓缸應具有快速伸縮功能；d)推進系統應具有防后退功能；e)推進系統液壓缸配置應滿足管片在任意點位的拼裝需求；f)推進系統與主驅動單元應具有聯鎖功能；g)鉸接液壓系統油缸應具備油缸行程監測與顯示功能。5.3.10管片輸送裝置技術要求應符合下列規定：a)承載能力應滿足使用需求；b)應具備本地控制及無線控制功能。8a)輸送能力應大于螺旋輸送機最大出渣量；c)應配置刮渣及清洗裝置；d)應配置皮帶張緊裝置；e)應配置皮帶跑偏檢測裝置；f)應配置皮帶打滑檢測裝置；g)應設置全程急停裝置和啟動前聲光報警系統。b)吊架上應具備移動風險標識；c)應具備防撞/限位功能；d)應具備聲光報警裝置；e)機械鎖固式管片吊機抓取安全系數不應小于1.5;f)非機械鎖固式管片吊機抓取安全系數不應小于2.5;g)斷電情況下，真空吸盤式管片吊機保持吸附狀態不應小于20min,且真空度不低于80%;h)爬坡能力不應小于5%坡度。a)換管裝置應滿足隧道曲線轉彎需求；b)泥漿管延伸區域應設置防滑和防爆裂警示標志；c)宜配置收漿裝置；d)應具備管路泄壓及管路微調功能。a)應配置消防系統；b)主控室應采取隔音措施，內壁應選用阻燃材料；c)宜配置防撞裝置；d)盾構機應配置人員安全通道。a)主驅動液壓系統應配置恒功率控制模塊；b)應配置獨立的控制油泵；c)液壓系統應配置獨立的冷卻系統；e)液壓系統主要工作油路的過濾器應具備堵塞報警功能。a)主驅動齒輪油潤滑系統應配置熱交換器；b)主驅動潤滑油脂注入應采用獨立的潤滑油脂泵；c)主驅動密封與潤滑系統應具備壓力檢測，并在盾構機操作界面上顯示；d)盾尾密封油脂泵能力應滿足使用要求，并具備自動與手動控制功能；e)應具備盾尾密封油脂注入壓力檢測功能，并在盾構機操作界面上顯示；f)同步注漿系統應滿足最大掘進速度要求，設計漿液注入率不應小于1.5;g)同步注漿系統流量應連續可調，并h)應配置單管單泵泡沫系統；9i)應配置加泥系統，加泥系統存儲罐應具備攪拌j)應配置水管延伸存儲裝置；k)應配備二次通風系統，通風系統隧道內風速不應小于0.15m/s。5.3.17泥漿環流系統技術要求應符合下列規定：b)泥漿循環系統應配置中心沖刷系統；c)泥漿泵的泵送能力應滿足使用要求；d)排漿管路應具備耐磨措施；e)泵密封沖洗水系統應與泥漿泵運轉連鎖；f)氣墊式泥水盾構機宜配置兩套保壓系統；g)氣墊倉內宜配置泥漿液位檢測裝置；h)泥漿循環系統應配置防滯排裝置。a)高壓