土压平衡盾构机

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6.1.2 盾构长度(参见图 1)
6.1.2.1 盾构壳体长度( )
盾构长度
盾构壳体长度( )是指壳板长度的最大值。根据地质条件、盾构的结构形式、转弯半 径、衬砌环宽度、管片拼装施工形式等因素确定。可由公式(2)表达:
式中:
(2)
—切口环长度, ;
—支承环长度, ;
—盾尾长度, 。
6.1.2.2 盾构机体长度( )
Baidu Nhomakorabea
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其 随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标 准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新 版本适用于本标准。 GB150-1998 钢制压力容器 GB699—1999 优质碳素结构钢 GB755—2000 旋转电机 定额和性能 GB3098.1—2000 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB4028-1993 外壳防护等级(IP 代码) GB4205-2003 人机界面(MMI)—操作规则 GB7947-1997 导体的颜色或数字标识 GB14048.2-2001 低压开关设备和控制设备低压断路器 GB50017-2003 钢结构设计规范 GB50052-95 供配电系统设计规范 GB50054-95 低压配电设计规范 GB50055-93 通用用电设备配电设计规范 GB50062-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50150-1991 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB50168-1992 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50169-1992 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB50170-1992 电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范 GB50171-1992 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范 GB/T985—1988 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB/T986—1988 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 GB/T987-1991 带式输送机基本参数与尺寸 GB/T1184—1996 形状和位置公差未注公差值 GB/T1231—1991 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 GB/T1801-1999 极限与配合 公差带和配合的选择 GB/T2900.18-1992 电工术语 低压电器 GB/T3633—1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 技术条件 GB/T3766—2001 液压系统通用技术条件 GB/T4942.2—1993 低压电器外壳防护等级 GB/T7935—1987 液压元件 通用技术条件 GB/T10595-1989 带式输送机技术条件 GB/T13869—1992 用电安全导则 GB/T14048.1-2000 低压开关设备和控制设备 总则 GB/T15622-1995 液压缸试验方法 GB/T17468-1998 电力变压器选用导则 GB/T18268-2000 测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求 GB/T18858.1-2002 低压开关设备和控制设备控制器—设备接口(CDI)第 1 部分:总则 GB/T18858.2-2002 低压开关设备和控制设备控制器-设备接口(CDI)第 2 部分:执行器
传感器接口(AS-I) GB/T18858.3-2002 低压开关设备和控制设备控制器—设备接口(CDI)第 3 部分:DeviceNet GBJ149-1990 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范 JB4730-94 压力容器无损检测 JB/T5000.12-1998 涂装通用技术条件 JB/T5943-91 焊接件通用技术条件 JB/T10205-2000 液压缸 技术条件 JGJ46-1988 施工现场临时用电安全技术规范 NAS1638 美国宇航标准
5.3.2.3 变向载荷 当盾构在曲线上推进或修正蛇行时,盾构承受与其偏心推力相平衡的地 层土抗力的作用荷载。
盾构主机
6.1 盾构主体 6.1.1 盾构外径
盾构外径必须根据衬砌环外径、衬砌环外径与盾构壳体内径之间间隙、盾构壳体钢板厚 度确定。可按公式(1)计算。
式中:
(1)
—盾构外径, ;
—衬砌环外径, ; —盾尾间隙, ; —盾尾壳板厚度, 。
5.2.2 可选择的系统 皮带输送机 铰接装置 气闸和压缩空气站 加泥加水加泡沫装置 数据 采集系统 施工轴线连续测量装置
5.3 载荷 盾构上的载荷可分为运作载荷及外部载荷两种
5.3.1
运作载荷 运作载荷发生在盾构的垂直及水平方向。可以用载荷的最大组合来确定盾 构尺寸,这些载荷是结构设计和设备能力计算的主要依据。运作载荷是由于机器工艺 及现场运作在盾构结构内部引起的全部载荷的总称。最主要的运作载荷来源于推进油 缸、拼装管片、切削土体、注浆压力等。
指盾构的前端到盾尾的长度,可由公式(3)表达
式中:
(3)
—盾构机体长度, ;
—盾壳长度, ;
—刀盘长度, ;
6.1.2.3 盾构主机长度(L) 盾构主机长度是指盾构的最前点到螺旋机最末点的长度,如图(1)所示的L。
6.1.2.4 确定盾构壳体长度时,必须考虑盾构灵敏度,即盾构壳体长度与盾构外径的比值, 一般在0.75~1.5 之间。 6.1.3 切口环 6.1.3.1 切口环是保持开挖面的稳定、将挖掘下来的土砂向后方移动的通道。 6.1.3.2 切口环的长度一般取 0.8~1.2 倍的管片宽度。 6.1.4 支承环 6.1.4.1 支承环是盾构承受土压力及主机设备载荷的受力构件。 6.1.4.2 支承环的长度应满足设备安装空间的需要,结构必须有足够的强度和刚度来支撑切 口环和盾尾。 6.1.4.3 支承环的前部与后部均应设置环状的刚性结构件,一般采用纵筋板、横筋板对支承 环进行加固。在设计纵筋板时,应确保其能支承由支承环传递来的载荷,也能支承管片拼装 机、排土装置、后方作业平台等载荷。 6.1.4.4 有铰接系统的盾构其支承环必须注意分割部位周围的强度和刚度。 6.1.5 盾尾 6.1.5.1 盾尾的长度应根据衬砌环在盾构内的组装长度和盾尾密封的形状及其层数决定,同 时考虑到隧道的曲线施工等因素,需要有一定的富裕量。 6.1.5.2 盾尾的长度一般可采用公式(4)计算(参见图2):
总则
5.1 土压平衡盾构的应用范围 土压平衡盾构适合在粘土、砂土、砂砾等土层中进行隧道掘进施工。
5.2 土压平衡盾构的系统构成
5.2.1 系统的基本构成 盾构主体 盾尾密封系统 刀盘和刀盘驱动系统 推进系统 管片拼装 机 螺旋输送机 液压系统 后方台车 管片吊装机构 同步注浆系统 润滑系统 冷却系 统 供配电装置 照明装置 检测装置 二次回路
CJ/T 284-2008 φ5.5m~φ7m 土压平衡盾构机(软土)
◇ 前言 ◇ 1. 范围 ◇ 2. 规范性引用文件 ◇ 3. 术语和定义 ◇ 4. 符号 ◇ 5. 总则 ◇ 6. 盾构主机 ◇ 7. 液压系统 ◇ 8. 附属系统 ◇ 9. 盾构电气系统 ◇ 10. 技术要求 ◇ 11. 试验方法 ◇ 12. 检验规则 ◇ 13. 标志、标签、使用说明书 ◇ 14. 包装 运输 贮存 ◇ 附录 A (资料性附录) 刀盘扭矩计算法 ◇ 附录 B (资料性附录) 盾构装备推力阻力计算法 ◇ 附录 C (资料性附录) 液压元件的选择
本标准由 建设部标准定额研究所 提出 本标准由 建设部给水排水产品标准化技术委员会 归口。 本标准主要起草单位:上海隧道工程股份有限公司
范围
本标准规定了土压平衡盾构掘进机(以下简称盾构)设计应遵守的基本原则和计算方法, 并规定了盾构制造和验收的技术要求、试验方法、检验规则及包装、标志、储运。
本标准适用于在软土、粘土、砂土中运用的 5.5m~7.0m 土压平衡盾构。
4.1 几何符号 A―面积; D―直径; L―长度; t―厚度。
符号
4.2 计算系数 α―扭矩系数; C―耗气系数; K ―安全系数; n―输送能力备用系数。
4.3 其他常用符号 F―力; T―扭矩; -速度; -功率; Qa―耗气量; QS―螺旋机输送量; -电流; -电压; -效率; -转速; ω―角速度; ω0―开口率。
术语和定义
3.1 土压平衡盾构 Earth pressure balance shield machine 由刀盘旋转切削土体,切削后的泥 土进入密封土舱,在密封土舱内泥土压力与开挖面泥土压力取得平衡的同时,由螺旋输送机 进行连续出土的盾构。适合在粘土、砂土、砂砾等土层中进行掘进施工。 3.2 刀盘 Cutting wheel 在盾构前端装有刀具,能旋转切削土体的钢结构。 3.3 刀盘驱动装置 Main drive 驱动刀盘旋转的装置。该装置包括液压设备(或电动机、离合 器)、减速器、大小齿轮、大轴承等。 3.4 管片 Segment 构筑隧道衬砌的拼装式预制弧型构件。有钢筋混凝土管片、复合管片和 钢管片等。 3.5 管片拼装机 Erector 拼装管片的机械装置。能夹持管片,作圆弧运动、径向运动和纵 向运动等。 3.6 螺旋输送机 Screw conveyor 输送土仓中土体的机械装置,包括螺旋机和驱动装置。 3.7 盾构壳体 Shield 保护掘进设备的钢结构外壳。包括切口环、支承环、盾尾环三部分。 3.8 盾尾密封系统 Tail skin seal system 为防止衬砌环与盾构之间施工空隙涌水、漏泥而设 置,由密封刷和油脂加注装置等组成的系统。 3.9 后方台车 Gantry 在隧道内装载着掘进所需主要机、电、液装备并跟随在盾构后行走的 台车。 3.10 推进液压缸 Thrust jack 用来推动盾构前进的液压缸,能克服盾构推进时所遭遇的阻 力。 3.11 铰接装置 Articulation 为确保隧道曲线段施工而设置。主要由铰接液压缸、密封装置 以及铰接止转装置等组成。 3.12 盾构外径 Outer diameter 盾构的外径即指盾壳的最大外径。 3.13 盾构总长 Total length of shield 盾构总长是指盾构最前点至后方台车最后点长度的最 大值。 3.14 盾构主机长度 Length of shield including screw conveyor 盾构主机长度是指盾构的最 前点到螺旋机最末点的长度。 3.15 盾构总重 Total weight of shield 盾构总重指盾构总长范围内所有设备及结构件的总重 量。 3.16 开口率 Open ratio 刀盘开口率是面板开口部分的面积 (刀头投影面积忽略不计)与 刀盘面积 的比值,即 。 3.17 盾构推进速度 Advance speed 盾构推进速度是指盾构工作时的掘进速度。 3.18 盾构装备推力 Thrust force 盾构的装备推力盾构推进机构所能提供的最大推力。 3.19 盾构灵敏度 Sensitivity 盾构灵敏度即盾构壳体长度与盾构外径的比值。 3.20 盾尾间隙 Tail clearance 盾尾间隙是指衬砌环外径与盾构壳体内径之间的间隙。
前言
我国从六十年代开始用盾构法开挖隧道,先后制造了各种类型的盾构,取得了用盾构法 开挖隧道的经验,盾构的制造技术也不断提高,生产的盾构广泛用于地下工程,为我国的城 市建设做出了重大贡献。然而到目前为止,我国还没有盾构的国家标准。为了促进技术进步、 提高产品质量、扩大对外开放、加快与国际惯例接轨,根据多年来制造盾构的经验,特制定 了本标准。
5.3.2 外部载荷 外部载荷就是土压、水压、开挖面支撑压力、上覆荷载、变向荷载及其他 作为一个整体施加在盾构结构上的载荷的总称。外部载荷可分为盾构四周载荷、盾构 正面载荷和盾构变向载荷三部分。
5.3.2.1 盾构四周载荷 由土压及水压引起的外部载荷垂直作用在盾构四周面上,即盾壳面 上的载荷。
5.3.2.2 盾构正面载荷 由作用于盾构正面开挖面的土压力和水压力,或泥土和泥水的灌注 压力造成的阻力载荷。
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