土压平衡盾构机技术规格及要求

土压平衡盾构机技术规格及要求1.土压平衡盾构机（以下简称盾构机）技术要求的说明1.1盾构机技术要求以南昌轨道交通工程、周边环境及地质条件要求，兼顾满足南昌轨道交通其他线路区间、周边环境及地质条件要求及各项施工条件。

1.2本技术要求为南昌轨道交通3号线盾构区间掘进的盾构机最低技术规格和施工要求。

1.3本技术要求对盾构机部件结构不作具体的规定，但其必须满足本标准对盾构机所需的功能、性能、配置等要求。

1.4本技术要求仅限于主要部件、总成、系统的功能、性能、配置等，未描述部分应自动满足南昌轨道交通3号线工程、周边环境及地质条件。

2.新机技术规格要求2.1整机盾构机技术规格必须满足南昌轨道交通3号线工程、周边环境及地质条件要求，兼顾满足南昌轨道交通其他线路区间、周边环境及地质条件要求及各项施工条件。

盾构机的各项安全性能指标必须满足国家及南昌地区相关安全使用和施工规范要求。

盾构机应满足南昌地铁三号线管片规格：外径Φ6000mm，内径Φ5400mm，宽度1200/1500mm，纵向螺栓分度36°。

盾构机最大推进速度应≤80mm/min。

盾构机最小掘进转弯半径应≤250m；适用隧道纵向坡度应≥±45‰。

盾构机最大工作压力应≥0.5Mpa。

盾构机主要部件及总成使用寿命应≥10km或10000小时。

盾构机主要部件应采用世界知名厂商品牌及产品。

盾构机主要结构件材料应采用国内知名厂商品牌及产品。

2.2刀盘2.2.1基本结构刀盘支腿数量≥4个，≤6个。

宜采用复合式刀盘，刀盘开口率应≥30%。

复合式刀盘滚刀的安装刀座宜采用单楔块方式。

软岩刀具的安装可采用螺栓紧固或销轴安装方式。

刀盘应配置仿形刀，仿形刀有效伸出量应≥100mm，仿形刀伸出量可在主控室设定和控制。

刀盘喷口数量应≥5个，且分布合理；泡沫喷口和膨润土喷口采用单管单泵，其中独立的泡沫喷口≥3个，独立的膨润土喷口≥2个。

喷口装置总成必须可从刀盘背部抽出更换。

喷口应设有防冲击防磨损保护装置。

刀盘必须配置盘体磨损检测装置，≥2个；应配置刀具磨损检测装置，≥2个。

刀盘主动搅拌棒≥4根。

2.2.2刀盘耐磨保护复合式刀盘面板应敷焊耐磨复合钢板；外圈梁外圆表面后端应配置一整圈宽度≥60mm 的硬质合金保护刀耐磨环，其余耐磨环可采用HARDOX材料或复合耐磨钢板；外圈梁后端表面应敷焊耐磨复合钢板。

辐条式刀盘刀梁应敷焊耐磨耐磨网格，外圈梁外圆表面后端应配置一整圈宽度≥60mm 的硬质合金保护刀耐磨环，其余耐磨环可采用HARDOX材料或复合耐磨钢板；外圈梁后端表面应敷焊耐磨复合钢板。

2.2.3刀具配置复合式刀盘应配置滚刀或可更换撕裂刀、切刀、边刮刀；可增配撕裂刀。

外圈梁处可配置可更换或焊接的保径撕裂刀。

辐条式刀盘应配置撕裂刀、切刀、边刮刀；外圈梁处必须配置可更换或焊接保径撕裂刀。

复合式刀盘应配置仿形刀≥1把，并配备一定量的球齿滚刀。

复合式刀盘的滚刀规格应≥17英寸，滚刀刀间距应在100~130mm范围内，滚刀刃口硬度应≥HRC55。

中心刀区域以外的切刀应全覆盖开挖面，单向覆盖率应≥200%。

中心刀区域以外的撕裂刀应全覆盖开挖面，单向覆盖率应≥100%。

弧形边刮刀在刀盘弧形区域的单向覆盖率应≥400%，直形边刮刀单向覆盖率应≥400%。

滚刀刀座除可安装滚刀外，也可安装可更换撕裂刀。

除焊接撕裂刀外，其他所有刀具为固定式切刀、主刀或可更换式切刀的有机组合。

2.2.4刀盘许用受力条件刀盘推力荷载按照全盘17英寸滚刀额定荷载核定，扭矩荷载按照脱困扭矩核定，共同加载进行受力分析计算。

在上述推力荷载和扭矩荷载共同作用下，刀盘最大应力荷载应≤200Mpa。

刀盘偏载推力荷载按照下半盘17英寸滚刀额定荷载、上半盘无荷载核定，扭矩荷载按照脱困扭矩核定，共同加载进行受力分析计算。

在上述偏载推力荷载和扭矩荷载共同作用下，刀盘最大应力荷载应≤240Mpa。

2.2.5刀盘结构材料刀盘结构材料级别不应低于Q345B。

2.3旋转接头旋转接头添加剂通道数量应≥5个。

旋转接头液压通道应≥4个。

旋转接头应设有刀盘周向位置指示装置。

旋转接头添加剂密封动态压力应≥0.5Mpa，静态压力应≥1.6Mpa。

2.4土仓中心区域高压水喷射装置土仓中心隔板（或刀盘法兰板）区域应设置高压水喷射防泥饼装置。

其中中心喷射孔1个，中心周边喷射孔≥2个。

高压水压力应≥1.6Mpa。

2.5主驱动刀盘驱动可采用液压驱动或变频电驱动方式。

刀盘必须可实现无级调速，可顺、逆时针转动。

采用变频电驱动时，每个驱动组必须配置扭矩限制装置，宜配置一组制动装置。

变频电驱动功率应≥600kW；液压驱动功率应≥630kW。

主轴承应采用三排滚柱轴承，轴承直径宜≥2800mm。

主轴承设计使用寿命必须≥10000h。

主驱动密封压力应≥0.5Mpa。

主驱动额定扭矩应≥5500kNm。

主减速器设计使用寿命应≥10000h。

主电机绝缘防护等级应≥IP55。

主轴承润滑油系统应具备循环冷却、过滤功能。

2.6盾体盾体宜采用倒锥形设计。

盾体可采用主动铰接或被动铰接方式。

盾体上部应至少设置6个周向超前注浆孔，盾体下部宜设置周向超前注浆孔。

前盾隔板应至少设置5个正面超前注浆孔。

推进油缸的分度能满足错缝拼装的要求，且每个分度点均应有居中的油缸对应。

布置的推进油缸轴线中心宜与管片的厚度中心基本一致，油缸撑靴应不直接顶在管片接缝上，撑靴面积的压强应≤25MPa。

土仓隔板上的膨润土注入口应≥于2个，泡沫注入口应≥2个。

前盾隔板下部螺旋输送机进口两侧应设置各1个聚合物注入喷口装置及防喷涌装置。

盾体上应设计有盾壳外膨润土注入孔装置，注入口的数量应≥10个。

土压传感器设计数量应≥5个，且上部传感器位置不低于盾体顶部1m，其中上部及两处可更换土压传感器设置。

土仓压力隔板上应预留各种功能孔，包括带压进仓所需风、水、电通道，聚合物孔、改良加水孔等。

盾尾刷应≥3道，盾尾油脂每腔注入口数量≥于6路。

盾尾密封系统应具有自动及手动注脂的功能。

尾刷密封压力≥1.0Mpa。

尾盾同步注浆管宜采用内置式，必须配置有高压水清洗装置。

注浆口≥4个点位，每个点位应有2路注浆管，一用一备。

除此外，尾盾顶部宜再布置1路或2路注浆管。

盾体切口外圆表面应敷焊宽度≥50mm、厚度≥5mm的满堆焊耐磨层。

土仓底部前盾内表面90°范围内应敷焊耐磨耐磨网格。

2.7人舱人舱必须采用双舱形式，主舱容纳人数≥2人，副舱可容纳2人。

土仓上部仓门应设计为向人舱方向开启。

人舱宜在前盾的上部布置；应配置成熟的全气动压力调节装置；在网电断电时系统仍能正常工作，确保带压换刀时仓（舱）内人员安全撤离。

人舱的最大工作压力应≥0.45Mpa。

人舱内应设有刀具运输轨道。

2.8螺旋输送机螺旋输送机直径应≥700mm，宜采用尾部驱动。

宜采用轴式螺旋叶片，螺旋输送机出渣口必须配置双闸门。

闸门关闭时的密封压力≥0.3Mpa。

螺旋输送机配置的添加剂注入孔≥3个，其中包含聚合物喷口装置。

螺旋输送机应至少前后各配置1个土压传感器螺旋输送机必须配置前闸门。

螺旋输送机应具有伸缩功能。

螺旋输送机设计应≥15个节距。

螺旋输送机前端叶片轴3m长度范围内应配置耐磨合金块,其余叶片也应采取相应的耐磨措施。

螺旋输送机前中段筒体内壁应设置有耐磨板，后段筒体内壁也应采取相应的耐磨措施。

螺旋输送机应配置保压泵接口或防喷涌装置接口。

螺旋输送机出料闸门必须具备停电紧急关闭功能。

2.9管片拼装机管片拼装机宜采用中心回转式。

管片拼装机必须有6个自由度，纵向行程≥2000mm，并能满足在隧道内更换两道尾刷的要求。

管片拼装机旋转角度应≥±200°。

管片拼装机最大旋转速度应≥1.8r/min。

管片拼装机必须有无线控制装置，并预留有线接口。

管片拼装机提升力≥24kN，旋转扭矩≥270kNm。

管片拼装机与连接桥之间应设置人行通道，内侧应设有高度不低于1m的栏杆。

管片拼装机应设置尽可能方便的管片拼装操作平台和相应的栏杆。

管片拼装机必须具备无线、有线控制功能。

2.10管片吊机管片运输系统应配置单、双梁吊机。

管片吊机行走装置宜采用链轮链条驱动方式，应满足最大纵坡50‰的使用。

管片吊机起吊应设置双速，提升高度必须满足装载不低于3片重叠管片的管片车自由出入及管片装卸。

管片吊机必须配置无线和有线两种控制方式。

管片吊机提升力≥32×2 kN，单梁≥50kN。

2.11皮带输送机皮带输送机带宽应≤800mm，最大带速应≤3m/s。

皮带机斜坡段倾角必须≤10°。

皮带机驱动功率应≥37kW，宜采用变频控制。

皮带机应设置有效的刮泥、清洗、调偏装置，同时还应有打滑报警、防跑偏装置、张紧装置和紧急停止装置，起到对设备保护作用和防止意外情况的发生。

2.12后配套拖车及连接桥后配套拖车和连接桥应设计为可拆装式，以便于现场组装或盾构机到达后可以顺利地在到达井内完成拆卸。

后配套拖车和连接桥的各个部位都必须与隧道内壁有不小于100mm的安全距离。

后配套设备安装应适应车站标准段边墙距隧道轴线≤2.15m的要求，满足后配套设备不需拆卸（可移动）就能满足始发及维保要求。

后配套拖车在安装设备后的内净空尺寸与编组列车的最大横断面外形尺寸的单边左右侧间隙≥100mm。

顶部间隙≥200mm。

第一节拖车前端应设置防溜车装置。

安装设备后后配套拖车必须设置从后端至主控室的人行通道，人行通道可拐弯。

人行通道最窄处的横向尺寸应≥600mm，高度应≥2000mm。

人行通道底板应设有防滑设置。

主控室处的人行通道最窄处的横向尺寸应≥450mm。

后配套拖车在电瓶车司机操作侧边、司机头部高度处的所有结构或设备的空隙处应设置防护档板类装置，防止司机头部伸入。

后配套拖车应预留安装紧急发电机位置。

2.13推进系统推进油缸行程应≥2000mm。

推进油缸应至少分为4组分区，每组必须设有一个带行程传感器的油缸，行程传感器应采用内置式。

推进系统单位面积推力（总面积为开挖横断面面积）≥1200kN/㎡。

推进油缸与靴板的连接必须设有万向铰接装置。

采用被动铰接方式的推进油缸径向弹性支撑卡板宜设置为可移动卡板。

2.14铰接系统如果采用被动铰接，铰接油缸的主动拉力不小于10000kN；如果采用主动铰接，主动铰接推力≥最大推力的75％。

铰接油缸应至少设置4根带传感器的油缸，传感器应采用内置式。

铰接密封承压能力应≥0.5Mpa。

铰接密封至少应设置手动注脂孔装置。

铰接密封后端必须设置聚氨酯等添加剂注入孔装置。

2.15注浆系统同步注浆泵应采用双活塞泵。

砂浆储存罐应至少不小于6.5m3，具备搅拌功能。

注浆泵出口最大压力应达到6Mpa。

同步注浆能力应满足在最大掘进速度时，注浆填充率≥200%的要求。