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1、南京城轨机场段?6430 土压平衡盾构技术规范TECHNICAL SPECIFICATIONS FOR ? 6420 EARTH PRESSURE BALANCED SHIELD 中交天和机械设备制造有限公司2011 年 10 月 11 日GEE-1S6356B精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 19 页目 录I.引言INTRODUCTION1II. 设计条件 DESIGN CONDITION11.综合条件 GENERAL CONDITION12.工程名称 PROJECT NAME13.地质条件 GEOLOGICAL CON
2、DITION24.隧道配置 TUNNEL ALIGNMENT25.管片 SEGMENT LINING26.供电 SUPPLIED POWER SOURCE37.设计规则和标准 DESIGN CODE AND STANDARD3III. 技术规范 SPECIFICATION 31.盾构机 SHIELD MACHINE32.电气系统 ELECTRIC SYSTEM112.后续车架 FOLLOWING CARRIAGE153.辅助设施 FACILITIES ON THE BACK-UP154.涂漆 PAINTING17精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
3、 - -第 2 页，共 19 页I.引言 Introduction 本规范是 ? 6430 mm 土压平衡盾构 (EPB)的建议技术规范，包括以下装置：This is the Proposal Specification of ? 6430 mm Earth Pressure Balanced Shield (EPB) consist of following devices. ?盾构机体Shield shell ?推进千斤顶Thrust jacks ?管片拼装机Segment erector ?刀盘装置Cutter device ?仿形刀装置Copy cut device ?铰接装置Arti
4、culation device ?螺旋输送机Screw conveyor ?人闸及供气系统Man locksystem ?皮带输送机Belt conveyor ?管片运送装置Segment moving device ?同步注浆系统Grouting system ?盾尾密封油脂系统Tail grease system ?集中润滑系统Lubrication system ?添加剂注入系统（加泥、水）Slurry injection system ?泡沫注入系统Foam injection system ?后续车架Following carriage ?动力装置Power units ?电气设备E
5、lectric equipment ?管路和线路Piping and Wiring works ?PLC 控制系统和数据采集与监控系统PLC control system and Data collection system ?盾构机导向系统Shield guidance system II.设计条件 Design condition 1.综合条件 General condition 2.工程名称 Project name 1)工程名称 Project name : 南京城轨机场段2)工地所在地 Site location :南京市精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
6、 - - - - - - -第 3 页，共 19 页3.地质条件 Geological condition 1)土地类型 Type of ground: 粉质粘土、砂土层、中风化闪长玢岩、强风化及中风化安山凝灰岩等地层2)超负载标高 Over burden:m 3)地下水位 Underground water level:m 4)表面负荷 Surface load :kN/m2 4.隧道配置 Tunnel alignment 1)隧道长度 Tunnel length:最大 Maximumm 2)最小转弯半径 Minimum curve radius :平面曲率半径 Horizontalm 竖曲
7、线半径 Vertical m 3)坡度 Gradient :最大縦断面勾配Maximum5.管片 Segment lining 1)类型 Type :钢筋混凝土管片 Reinforced concrete segment 2)外径 Outer diameter : 6200 mm 3)内径 Inner diameter : 5500 mm 4)厚度 Thickness : 350 mm 5)长度 Length : 1500 mm 6)管片 Number of segments : 5+销 key 7)管片重量 Segment weight: 46 kN 8)销组装方法:左右组装及通常组装精选学
8、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 19 页6.供电 Supplied power source 1)电压 Voltage: 10+10%-10% kV 2)频率 Frequency:50 Hz 3)相位 Phase:3 相7.设计规则和标准 Design code and standard 基本采用以下规则和标准：Basically the following code and standard will be applied. 国际标准化组织 (ISO)的标准The standards of International Org
9、anization for Standardization (ISO) 国际电气技术委员会 (IEC)的标准The standards of International Electro technical Commission (IEC) 日本工业标准 (JIS) Japanese Industrial Standards (JIS) 日本电器制造协会 (JEM) 的标准The standards of Japan Electrical Manufacturing Association (JEM) 日本机电委员会 (JEC)的标准The standards of Japan Electrom
10、echanical Committee (JEC) 可采用 ISO 和 IEC 标准。对于上述规则和标准没有包括的工程则采用三菱标准。Standards of ISO and IEC will be applied as possible. Mitsubishi Standards will be applied for items those are not covered by above mentioned codes and standards. III.技术规范 specification 1. 盾构机 Shield machine 1)盾构机体 Shield shell (1)盾尾
11、外径 Tail outer diameter 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 19 页A 环外径:6450 mm B 环外径:6440 mm C 环外径: 6430 mm (2)盾尾间隙 Tail clearance : 30mm (3)总长 Overall length : 约 77.8m (4)总长 Overall length : 9475mm (从刀盘到盾尾 from cutterhead to tail) (5)总长 Overall length(盾构外壳 shield shell): 8695 mm (6)盾
12、尾长度 Tail length : 3795 mm 2)推力 Thrust (1)总推力 Total thrust: 38,400kN (2)行程 Stroke: 2150 (32No) mm (3)伸展速度 Extending speed : 8.0 cm/min (当全部推力油缸同时工作时in case all thrust cylinders are operated at the same time) (4)俯仰、摇摆检测器 :电气型，铅球型Pitching rolling detectorElectric type, Plumb-bob type (5)推力油缸加速行程检测器位置:油
13、缸 Cylinder Gr.1.8,16,25 Thrust cylinder speed stroke detector position 3)刀盘系统 Cutter (1)刀盘头 Cutter head a) 类型 Cutter head type: 面板型 Face type b) 挖掘外径 Excavation diameter: 滚刀配备时 6490 mm 主切削刀配备时 6470mm c) 开口率 opening ratio :约 32 % d) 磨耗防護 Wear-out protect: 耐磨钢板焊接 (hard plate welding) (2)切削刀 Cutter bit
14、s 切削刀 Cutter bits a) 主切削刀 Main Bi t:88 个精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 19 页b) 中心切削刀 Center Cutter :1 个c) 向导切削刀 Pilot Bit: 5 个d) 先行切削刀 Knife edge Bit :33 个e) 外周保護切削刀 Peripheral protection bit: 16 个f) 刀座保護切削刀 Saddle protection bit: 12 个滚刀 Disc cutter a) 单刃滚刀 A Single disc cutter
15、A: 17 英寸 32个b) 单刃滚刀 B Single disc cutter B: 17 英寸 10个4) 刀盘主驱动系统Cutter drive units (1) 支承类型 Support type:中间支承型 Intermediate support type (2) 功率 Power: 1100kW (3) 速度 Speed: 0.4 5.0rpm (4) 扭矩 Torque: 作业时 Working (100%) 5,216 kNm 最大 Maximum (120%) 6,259kNm (5) 驱动方式 Driving method :电驱动 Electric drive (变频
16、驱动 Inverter drive) (6) 回转方向 Rotating direction :顺时针和逆时针Clockwise and Counterclockwise 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 19 页Cutter Head Torque-Speed Performance Curve01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0000.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.50Cutter Head Speed (min-1)Cutter
17、HeadTorque(kN-m)6,259kN-m5,216kN-m2,086kN-m5.03min-12.01min-15) 人孔闸 Man lock (1) 类型 Type: 2 室人孔闸 2-chamber man lock (2) 数量 Quantity: 1 set (3) 尺寸 Dimension 直径 Diameter:约 ?1500mm 长度 Length:约 1230+1450m m 6) 螺旋输送机 Screw conveyor (1) 螺旋输送机 Screw conveyor a)类型 Type:丝带的螺旋输送机Screw conveyor with shaft b)壳体
18、内径 Casing I.D. : 800 mm c)速度 Speed: 2.2to 22.5 rpm d)最大扭矩 Torque: 202 kNm e)输送量 Capacity: 约 364 m3/h(当 when =100% 时) f)最大输出介质粒径Maximum size of gravel: 263mm g)驱动方式 Driving method:油压马达驱动 Hydraulic motor drive 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 19 页(2) 螺旋门 Screw gate a)类型 Type : 闸门型
19、Knife gate type b)驱动方式 Driving method:液压油缸传动型 Hydraulic cylinder actuated c)数量 Quantity : 2 set (3) 舱壁螺旋门 Bulkhead Screw gate (a) 类型 Type : 闸门型 Knife gate type (b) 驱动方式 Driving method:液压油缸传动型 Hydraulic cylinder actuated (4) 螺旋滑动 Screw slide (a) 类型 Type : 轴滑动 shaft slide type (b) 驱动方式 Driving method:
20、液压油缸传动型 Hydraulic cylinder actuated 7) 管片拼装机 Segment erector (1)类型 Type:环形齿轮式 Ring gear type (2)速度 Speed: 0.2-1.5rpm (3)回转角度 Turning angle: 220 deg (4)推进力 Push-in force: 220 kN (5)提升力 Lifting force: 150kN (6)垂直行程 Vertical stroke:700mm (7)滑动行程 Slide stroke: 1000 mm (8)内部自由空间 Internal free space : 约 2
21、990 mm (9)可操作重量 Handling weight: 50kN (10)支承千斤顶 A Support jack:43 kN x s 100mm x 4台7)铰接装置 Articulation device (1) 总推力 Total thrust: 31,800kN (2) 行程 Stroke :有効 170mm (3) 角度 Angle :水平 1.5 垂直 0.5 8)盾尾密封系统Shield tail seal system (1)盾尾密封 Tail seal a)型式TYPE 加强型钢丝刷式密封 ,钢式密封精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
22、 - - - - - -第 9 页，共 19 页Reinforced wire brush seal and plate seal b)耐压压力 Withstand pressure1.0 MPa c)装备数量Quantity 钢丝刷式 250mm 2 排钢式刷式 300mm 1 排逆流防御钢板 200mm 1 排(2)供脂 Greasing a) 供应油脂 Grease type盾尾油脂 Tail grease b) 注脂孔口径Grease port diameter25 mm c) 注脂部位数量 Number of greasing ports12处(各舱 6处) d)盾尾油脂泵Tail
23、grease pump (a) 型式Type空气工作类型Air actuated type (b) 数量Quantity 1 套1set. 9)集中润滑系统centralized Lubrication system (1) 油脂供应装置 Grease lubricator a) 供脂处Lubrication location 刀盘土砂密封部Soil and sand seal area in the cutter b) 供 脂 方 法Greasing method供脂泵方式 Lubrication pump c) 过 滤 方 法Filter method Y 型滤清器（ Y type str
24、ainer）d) 压 力传 感 器Pressure sensor0 1.0 MPa 2 e) 液压油取样阀 Oil sampling valve 1B 1 个f)油 脂 供应 泵Grease lubrication pump (a)型式Type 38cc柱塞类型38cc tube type (b)数量Quantity 2 套2 no. (2) 自动供油装置 Automatic lubrication system a)供油处Lubrication location 刀盘轴承部 Cutter bearing b)供 油 方 法Lubrication method 供油泵方式 Lubricatio
25、n pump c)过 滤 方 法 Filter method 磁性沉积杯滤清器Magnetic filter d)液压油取样阀 Oil sampling valve 2B1个10)同步壁后注浆管Simultaneous backfill injection pipe1) 注浆位置 : 盾尾Shield tail 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 19 页2)型式Type:注入单液的注浆型single liquid injecting type 3) 口径Diameter :30mm 50mm 4)装 备 数 量Numbe
26、r of units: 4 个5)洗净方法 Cleaning method:水洗净 Water Cleaning 膨润土浆液 Bentonite liquid 11)注入口 Injection port 1) 刀盘 Cutterhead:?40 x5套2) 舱壁 Bulkhead:?50 x 6 套3) 螺旋输送机 Screw conveyor:?50 x2 套4) 盾构机侧面 Shield side:?50 x8 套12)液压油缸 Hydraulic cylinder 名称 Description 推力Thrust (kN) 行程Stroke (mm) 压力Pressure (MPa) 数量
27、Q ty备注Remarks 推力 Thrust 1200 2150 35 32 拼装机伸出Erector extension 110 700 14 2 拼装机滑动Erector slide 70 1000 14 1 拼装机支承 Erector support 43 100 14 4 仿形刀盘Copy cutter 200 130 21 1 螺旋门 Screw gate 105 690 21 4 螺旋滑动Screw slide 323 850 21 2 舱壁螺旋门BulkheadScrew gate 165 420 21 2 铰接 Articulation 2650 200 35 12 Grip
28、per800 150 35 4 13)液压泵 Hydraulic pump 名称 Description 输送量Delivery (l/min) 压力Pressure (MPa) 速度Speed (min-1) 数量Q ty备注Remarks 推力 Thrust 9035 1500 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 19 页拼装机油缸Erector cylinder 21.2 14 1500 1 拼 装 机 转 弯Erector turning 120.5 21 1500 1 仿形刀盘Copy cutter 25.4
29、 21 1500 1 油脂润滑Grease lubrication 0.038 18 1500 2 油润滑Oil lubrication 9 0.2 1500 1 螺旋输送机Screw conveyor 235/128 17.5/32.5 1500 4 螺旋门 Screw gate 46.1 21 1500 1 铰接 Articulation 25.4 35 1500 1 14)电动马达 Electric motor 油压动力装置用电动马达Electric motor for hydraulic power unit 类型 : 全封闭风扇冷却室外型 (IP55) Type : Totally
30、enclosed fan-cooled outdoor type (IP55) 名称 Description 功率Power (kW) 极数(p) Pole 电源Power source (V x Hz) 数量Q ty备注 Remarks 推力 Thrust 75 4 380 x 50 1 刀盘 Cutterhead 110 6 380 x 44 10 变频调速电机Inverter拼装机油缸Erector cylinder 7.5 4 380 x 50 1 拼装机旋转Erector turning 55 4 380 x 50 1 仿形刀盘Copy cutter 11 4 380 x 50 1
31、油脂润滑Grease lubrication 0.09 4 380 x 50 2 油润滑Oil lubrication 0.75 4 380 x 50 1 螺旋输送机Screw conveyor 75 4 380 x 50 4 螺旋门 Screw gate 18.5 4 380 x 50 1 铰接 Articulation 18.5 4 380 x 50 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 19 页15)油压马达 Hydraulic motor 名称 Description 排量Displacement (l/rev)
32、 扭矩 x 压力Torque x Pressure (kNm x MPa) 数量Q ty备注Remarks 拼装机 Erector 1.613 5.39 x 21 3 螺旋输送机Screw conveyor 4.01 19.4x 30.53 2. 电气系统 Electric system 1) 电气系统 Electric system 盾构机配备有电动马达、照明、电控制系统、线路和所有其它必需的设施。ISO,IEC,JIS,JEC, and JEM.除了操纵盘外，盾构机配备的大部分电气零件都是IP55 型的。操纵盘为IP42 型。实际的工作实施、设计和制作须根据所有相关的法律、法规（劳动安全卫
33、生规定，电气设施技术标准，等）、ISO、IEC、JIS、JEC和 JEM 进行。Shield machine will be equipped with electric motor, lightning, electric control system, wiring and all other necessary facilities. Most of electric parts equipped in the shield machine except operation panel will be of IP55. Operation panel will be of IP42. A
34、ctual work execution, design and manufacturing shall be carried out in accordance with all related laws and regurations (labor safety hygiene regulations, electric facilitiy technical standards, etc.), ISO,IEC,JIS,JEC, and JEM. 2) 电源 Power source (1) 电源电路 Power circuit : 380Vx50 Hzx?3 (2) 控制电路 Contr
35、ol circuit : 100Vx50Hzx?1 (3) 照明 Lighting circuit : 220Vx50 Hzx?1 (4) 应急照明 Emergency lighting: AC200V 3) 操纵方式 Operating method 电动马达容量Electric motor capacity 启动方式 Starting method 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 19 页30 kW 未满直接启动 Direct starting 30 kW 以上星形-三角形启动 Star-Delta startin
36、g 操作开关 Operation switch 按钮开关 Push button switch 凸轮开关 Cam switch 4) 电气仪表 Electric instruments (1)提供配电板、操纵盘、接线盒和拼装机操纵盒。Power board, operation panel, terminal box, and erector operating box will be provided. (2)安装位置 Place of installation 每一个装置应如下安装，以便容易接近和维护：Each device shall be installed as following,
37、 for easy access and easy maintenance. 配电盘 Power board :支承架 Back-up gantry 操纵盘 Operating panel: 支承架 Back-up gantry 接线盒 Terminal box:支承架 Back-up gantry 盾构机内 Inside shield machine 拼装机操纵箱 :盾构机内 Inside shield machine Erector operating box手提式，按钮开关Portable type, push button switch 5) 照明 Lightning (1)荧光灯 F
38、luorescent light: 20 Wx AC220 Vx38 no. (2)应急照明灯 Emergency light: 20 WxAC24V x9no. (3)备用电插头 Spare electric plug: 0.5 kW xAC220 Vx4no. (盾构机内 2个，操作盘上两个 .) (2 No:in the shield body, 2 No:at control panel) 6) 高压变压器 High Voltage Transformer (1)类型 Type:干式变压器 Resin dry type(2)容量 Capacity: 2500 kVA (3)数量 Qua
39、ntity: 1 套精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 19 页(4)一次电压 Primary voltage: AC10(+10%-10%)kV (5)二次电压 Secondary voltage: AC400/230V (6)频率 Frequency: 50 Hz (7)保护等级 Protection: IP55 (8)标准 Standards: IEC, JEC, JEM ,等7) 盾构控制系统 Shield machine control system (1)控制方法 Control method 除了以下工程外，
40、控制基本上是手动型的。当采用自动模式时，将会自动调节螺旋速度以保持预设的土压。Basically control shall be of manual type except following item.Earth pressure will be controlled manually or automatically. When in automatic mode, screw speed will be automatically adjusted to maintain the preset earth pressure. (2)测量仪器 Measuring instruments
41、工程 Item 测量范围 Range 数量 Q ty备注Remarks 检测器Detector 指示器Indicator 推力油缸行程Thrust cylinder stroke 02150 mm 4 4 推力油缸速度Thrust cylinder speed 0100 mm/min 4 推进压力Thrust pressure 050 MPa 1 1 总推力Total thrust 050000 kN - 1 推进区划压力Thrust block pressure 050 MPa 4 4 铰接行程Articulation stroke 0200mm 4 4 铰接角度Articulation a
42、ngle 水平 Horizontally 2.0 deg - 1 纵贯 Vertically 1.0 deg 1 俯仰角度Pitching 5.0 deg 1 1 摇摆角度Rolling 10.0 deg 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 19 页刀盘功率Cutter head power 01320 kW 1 1 刀盘转矩Cutter head Torque 07000kN-m - 1 刀盘速度Cutter head speed 05.0 min-11 1 工程 Item 测量范围 Range 数量 Q ty备注R
43、emarks 检测器Detector 指示器Indicator 仿形刀盘行程Copy cutter stroke -20110 mm 1 1 Gripper stroke -10140 mm 4 4 螺旋输送机速度Screw conveyor speed 025 rpm 1 1 螺 旋 输 送 机 压 力Screw conveyor pressure 035 MPa 1 1 螺旋门开度 Screw gate opening 0100 % 1 1 土压 Earth pressure 01.0 MPa 6 6 Bulkhead4 Screw2 人闸孔压力 man lock -0.050.5MPa
44、2 2 液面计 oillevel 0700mm 1 1 (3)盾构机导向系统a)功能通信周期：每 3秒更新数据保存间隔：每隔100mm 精密 ROBOTEC 测量：测量 2 点目标、用精密测量、复数次测角来充分提高精度的方式（机器停止时）高速 ROBOTEC 测量：测理 2 点目标、高速测距、测角方式（机械挖掘时）图画功能：将棱镜、器械画图动作过程：将测量的动作状态实时地进行信息显示各种设定功能：为适应现场功能的进行的设定单独操作功能：进行已知点换位及动作测试等b)精度器械：测角 2 秒、仰角 2 秒精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
45、16 页，共 19 页测距 2mm+2ppm 读入 1mm 自动双轴补偿动作范围（补偿器）5.5分棱镜（RMT）：短距离 300m 2.后续车架 Following carriage (1) 类型 Type : 门架式(2) 数量 Quantity : 1 节连接 6 节拖车(3) 总长 Total length : 约 48.3 m 3.辅助设施 Facilities on the back-up 操纵盾构机的液压动力系统Hydraulic power system for operating the shield machine操纵盾构机的电气系统Electrical system for
46、 operating the shield machine管片提升器和提升轨Segment hoist and hoist rail传送带 Belt conveyor背后注浆系统 Back grouting system加泥? 泡沫注入系统 Soil conditioner injection system注水系统 Water injecting system盾尾油脂注入系统 Tail grease injecting system高压变压器 High voltage transformer1) 传送带 Belt conveyor (1)输送能力 Hauling capacity: 450 m
47、3/h (2)设计弯曲半径 Designed curve radius : 250 m (3)带宽 Belt width: 800 mm (4)带速 Belt speed: 150 m/min (5)惰辊角度 Angle ofidler roller : 30 deg (6)长度 Length: 约 45 m (7)提升高度 Lift: 3 m (8)功率 Power: 37 kW 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 19 页2) 同步注浆系统 Backfill grout injection system (1)注入泵
48、Injection pump for mortar injection 输送量 Capacity : 最大 200L/min 功率 Power : 30 kW 压力 Pressure : 最大 3 MPa 数量 Quantity : 2 台(2)搅拌罐 Agitator tank for mortar injection 容量 Capacity : 6m3搅拌器功率 Agitator power : 7.5 kW 3) 二次注浆系统（选配）(1)注入泵 Injection pump for mortar injection A液泵输送量 Capacity : 最大 40 L/min B液泵输送
49、量 Capacity : 最大 5 L/min (2)储浆罐 Slurry storage tank A液容量 Capacity : 1.5 m3B液容量 Capacity : 0.5 m34) 加泥注浆系统 Additive injection system 注浆比率 Injection rate : 20 % 注入流速 Injection flow rate : 520 L/min 罐容量 Tank volume : 9.7 m3 管路 Line :2 条独立管路 2independent lines 泵类型 Pump type :管型 tube type（变频调速）功率 Power :
50、22kW 输送量 Capacity : 最大 260 L/min 压力 Pressure : 最大 1.2MPa 泵数量 Pump quantity : 2台精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 19 页5) 泡沫注入系统 Foam injecting system 注浆比率 Injection rate : 30 % 注入流速 Injection flow rate : 790 L/min 罐容量 Tank volume : 0.5 m3 管路 Line :2 条独立管路 2independent lines 泵类型 Pu