《全断面隧道掘进机+双护盾岩石隧道掘进机gbt+41056-2021》详细解读

《全断面隧道掘进机双护盾岩石隧道掘进机gb/t41056-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4基本参数和型号5技术要求6试验方法contents目录7检验规则8随行文件9标志、包装和运输附录A(资料性)刀盘理论扭矩计算方法附录B(资料性)掘进机理论推力计算方法附录C(资料性)带式输送机理论功率计算方法011范围适用对象本标准适用于全断面双护盾岩石隧道掘进机（以下简称“双护盾TBM”）的设计、制造、检验和验收。涉及使用双护盾TBM进行隧道掘进施工的相关单位和个人。双护盾TBM的试验方法，包括试验条件、试验项目和试验程序等。双护盾TBM的术语和定义、分类与标记。双护盾TBM的标志、包装、运输和贮存要求。双护盾TBM的技术要求，包括整机性能、主要部件、液压系统和电气系统等方面。双护盾TBM的检验规则，包括检验分类、检验项目、抽样方案及判定规则等。涵盖内容不适用范围本标准不适用于其他类型的隧道掘进机，如敞开式隧道掘进机、盾构隧道掘进机等。本标准不涉及双护盾TBM的施工方法、施工工艺及工程验收等内容。022规范性引用文件国家标准GB/T19001质量管理体系要求01GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划02GB/T6394金属平均晶粒度测定方法03GB/T8541锻压术语GB/T9441球墨铸铁金相检验国家标准GB/T11352一般工程用铸造碳钢件GB/T13306标牌国家标准GB/T15057.1焊接件通用技术条件GB/T17107锻件用结构钢牌号和力学性能国家标准GB/T20939铸件尺寸公差与机械加工余量GB/T25711焊接材料供货技术条件产品类别及技术要求JB/T5000.3重型机械通用技术条件第3部分焊接件JB/T5000.6重型机械通用技术条件第6部分JB/T5000.7重型机械通用技术条件第7部分行业标准铸钢件锻件JB/T5000.8重型机械通用技术条件第8部分金属结构件行业标准JB/T5000.10重型机械通用技术条件第10部分装配JB/T5000.12重型机械通用技术条件第12部分涂装JB/T5943工程机械焊接件通用技术条件JB/T9187隧道掘进机行业标准相关安全规范和环保标准等。其他相关引用文件033术语和定义3.1全断面隧道掘进机分类根据结构形式和使用方式，TBM可分为敞开式隧道掘进机和护盾式隧道掘进机两种。特点TBM集成了机、电、液、光、气等系统，能够实现掘进、支护、出渣等施工工序的并行连续作业，具有掘进速度快、施工效率高、对周围环境影响小等优点。定义全断面隧道掘进机（TBM）是一种用于隧道开挖的专用设备，能够在隧道断面内一次完成全断面的开挖工作。030201定义双护盾岩石隧道掘进机在掘进过程中，前护盾进行开挖工作，同时后护盾进行支护工作，两者交替进行，实现了高效的隧道开挖和支护。工作原理应用范围双护盾岩石隧道掘进机广泛应用于地铁、铁路、公路等岩石隧道的开挖工程中，能够显著提高施工效率和质量。双护盾岩石隧道掘进机是一种特殊类型的TBM，具有前后两个护盾，能够同时进行开挖和支护工作，适用于岩石地层的隧道开挖。3.2双护盾岩石隧道掘进机3.3相关术语解释敞开式隧道掘进机01指没有护盾保护，直接暴露在开挖面上的TBM，适用于地质条件较好的隧道开挖。护盾式隧道掘进机02指带有护盾保护的TBM，能够在开挖过程中提供额外的支护作用，适用于地质条件较差或需要更高支护要求的隧道开挖。隧道衬砌03指隧道开挖后，在隧道内壁进行的支护和加固结构，用于保护隧道的安全和稳定。量体裁衣式设计04指根据具体的地质条件和工程要求，对盾构机进行定制化的设计制造，以满足特定的施工需求。这种设计方式能够显著提高盾构机的适应性和施工效率。044基本参数和型号掘进直径指掘进机在隧道内掘进时形成的圆形断面的直径，是选择掘进机型号的重要依据。适用岩石硬度掘进机能够掘进的岩石硬度范围，通常以莫氏硬度计为衡量标准。掘进速度掘进机在特定条件下每分钟掘进的距离，受多种因素影响，如岩石硬度、刀具磨损等。总功率掘进机所有电动机功率的总和，反映了掘进机的能耗和效率。4.1基本参数4.2型号编制型号组成掘进机的型号通常由一组字母和数字组成，代表掘进机的类型、规格和生产厂家等信息。类型代号用于区分不同类型的掘进机，如敞开式、护盾式等。规格代号表示掘进机的主要技术参数，如掘进直径、功率等。生产厂家代号代表掘进机生产厂家的标识，有助于追溯产品质量和责任。装有刀具的旋转部件，用于切削岩石并形成隧道断面。位于刀盘后方的保护结构，用于支撑隧道壁并防止岩石崩塌。提供掘进机前进的动力，通常由液压马达或电动机驱动。将切削下来的岩石碎渣输送到隧道外部的设备，确保掘进作业连续进行。4.3主要部件及功能刀盘护盾推进系统出渣系统通风系统为隧道内部提供新鲜空气，确保作业人员的安全和健康。4.4辅助设备及功能01照明系统提供足够的照明强度，确保作业人员在隧道内部能够清晰观察作业情况。02除尘系统降低隧道内部的粉尘浓度，改善作业环境并保护作业人员的身体健康。03控制系统对掘进机的各项参数进行实时监控和调整，确保掘进作业的稳定性和安全性。04055技术要求整机应具备足够的推力和扭矩，以应对岩石的破碎和掘进。掘进机应具备良好的稳定性和操控性，确保施工安全和精度。掘进机应具备稳定的掘进性能，能在硬岩地质条件下进行高效、连续的掘进作业。5.1整机性能要求010203刀盘应设计合理，能够适应不同硬度的岩石，并具备较高的耐磨性和使用寿命。刀具应选用高强度、高耐磨性材料制造，以降低更换频率，提高施工效率。刀盘和刀具的安装、更换应方便快捷，以减少停机时间。5.2刀盘与刀具要求护盾应具有足够的强度和刚度，以保护掘进机在掘进过程中的稳定性和安全性。5.3护盾与推进系统要求推进系统应具备稳定的推力和精确的控制能力，以确保掘进的准确性和效率。护盾与推进系统应易于维护和保养，以降低故障率。5.4液压系统要求010203液压系统应提供稳定的动力输出，以满足掘进机在各种工况下的需求。液压元件应选用高质量、高性能的产品，以提高系统的可靠性和耐久性。液压系统应具备完善的保护措施，如过载保护、油温控制等，以确保系统的安全运行。066试验方法确定试验目的和要求明确试验的具体目标，例如测试掘进机的性能、可靠性、耐久性等。选择合适的试验场地确保试验场地符合掘进机的施工环境，包括地质条件、隧道尺寸等。准备试验设备和工具包括测试仪器、传感器、数据采集系统等，确保设备的准确性和可靠性。6.1试验准备6.2试验过程安装和调试设备按照试验要求安装掘进机及相关测试设备，并进行必要的调试。数据采集和分析通过测试仪器采集试验过程中的数据，并进行详细的分析和处理。进行空载试验在无负载的情况下运行掘进机，检查各系统的运行情况和协调性。进行负载试验在模拟实际施工负载的情况下运行掘进机，测试其性能表现和稳定性。性能评估根据采集的数据对掘进机的性能进行评估，包括掘进速度、效率、稳定性等。可靠性评估分析掘进机在试验过程中出现的故障和问题，评估其可靠性和耐久性。改进建议根据试验结果提出针对性的改进建议，优化掘进机的设计和性能。0302016.3试验结果评估将试验过程中采集的数据进行整理和分析，形成完整的试验报告。整理试验数据详细描述试验过程、方法、结果及评估，提出改进建议。撰写报告内容对试验报告进行审核和修改，确保内容的准确性和完整性，然后发布报告。审核和发布报告6.4试验报告编写010203077检验规则出厂检验每台双护盾岩石隧道掘进机在出厂前必须进行的检验，以确保产品符合标准要求。型式检验对双护盾岩石隧道掘进机的结构、性能、安全等方面进行全面检验，以验证产品的全面符合性。7.1检验分类检查产品的外观质量，包括涂漆、标志、紧固件等是否符合要求。外观质量检查测试产品的各项性能参数，如掘进速度、推力、扭矩等是否满足设计要求。性能参数测试检查产品的安全保护装置是否灵敏可靠，以确保操作人员的安全。安全保护装置检验7.2检验项目使用相关仪器测量产品的尺寸、性能参数等，以确保产品符合要求。仪器测量对产品进行实际的功能测试，如掘进、支护、出渣等，以验证产品的实际使用效果。功能测试通过目测检查产品的外观质量和标志等是否符合要求。目测检查7.3检验方法合格判定若产品符合标准要求，则判定为合格，并出具合格证明。不合格判定与处理7.4检验结果的判定与处理若产品不符合标准要求，则判定为不合格。对于不合格产品，应进行返修或报废处理，并重新进行检验，直至符合要求为止。0102088随行文件合格证明保修卡使用说明书其他文件应提供产品质量合格证明，包括产品名称、型号、生产日期、检验员等信息。应提供产品保修卡，明确保修期限、保修范围以及售后服务等信息。应提供详细的使用说明书，包括产品概述、结构特点、工作原理、操作方法、维护保养等内容。根据实际需要，还可以提供其他相关文件，如安全操作规程、应急预案等。8.1随行文件的种类和内容随行文件的内容应准确无误，能够真实反映产品的实际情况。准确性随行文件的文字表述应清晰明了，易于理解，避免使用过于专业的术语或复杂的句子结构。清晰性随行文件应包含所有必要的信息和说明，确保用户能够正确使用和维护产品。完整性8.2随行文件的编制要求应提供纸质版的随行文件，方便用户随时查阅。纸质版可以提供电子版的随行文件，便于用户保存和传输。同时，电子版文件应及时更新，确保与纸质版内容一致。电子版8.3随行文件的提供方式维护保养随行文件中的维护保养内容能够指导用户对设备进行日常维护和保养，延长设备使用寿命。解决问题当用户遇到问题时，可以查阅随行文件中的常见问题解答或联系售后服务人员寻求帮助。指导操作随行文件能够为用户提供详细的使用说明和操作指南，帮助用户正确、安全地使用产品。8.4随行文件的重要性099标志、包装和运输标志010203产品铭牌每台掘进机都应在显眼位置固定产品铭牌，标明制造商名称、产品型号、生产日期、额定功率等主要技术参数。安全警示标志在掘进机的危险部位或需要操作人员特别注意的地方，应设置明显的安全警示标志，以提醒操作人员注意安全。追溯性标志为确保产品质量追踪和售后服务，应在产品上标注唯一序列号或追溯码。对于掘进机的金属部件，应采用防锈油、防锈纸等防锈材料进行包装，以防止在运输和存储过程中生锈。防锈包装对于精密部件和易损件，应采用泡沫塑料、气垫膜等防震材料进行包装，以防止在运输过程中受到震动而损坏。防震包装为确保产品安全，应采用防水材料对产品进行外包装，以防止雨水、海水等液体侵入。防水包装包装运运输方式选择根据产品的尺寸、重量和运输距离等因素，合理选择运输方式，如公路运输、铁路运输、水路运输或航空运输等。运输过程中的固定与保护在运输过程中，应对产品进行可靠的固定和支撑，以防止在运输过程中发生移位、碰撞等现象。同时，应采取必要的保护措施，以防止产品在运输过程中受到损坏。运输保险与索赔为确保产品在运输过程中的安全，应购买运输保险。若在运输过程中发生损坏或丢失等情况，应及时向承运方和保险公司提出索赔。10附录A(资料性)刀盘理论扭矩计算方法切削扭矩由刀具切削岩石所产生的扭矩，与岩石的硬度、刀具的类型和切削深度有关。刀盘扭矩的组成摩擦扭矩刀盘与岩石之间的摩擦力所产生的扭矩，与刀盘的压力和转速有关。附加扭矩由于刀盘的不平衡、刀具的磨损和岩石的不均匀性等因素所产生的额外扭矩。刀盘理论扭矩的计算步骤确定切削扭矩根据岩石的硬度、刀具的类型和切削深度，通过试验或经验公式计算出切削扭矩。02040301估算附加扭矩根据实际情况，对附加扭矩进行估算，可以考虑刀具的磨损、岩石的不均匀性等因素。确定摩擦扭矩根据刀盘的压力和转速，以及岩石与刀盘之间的摩擦系数，计算出摩擦扭矩。总扭矩计算将切削扭矩、摩擦扭矩和附加扭矩相加，得到刀盘的总理论扭矩。岩石硬度越大，切削扭矩越大。可以通过优化刀具类型和切削深度来降低切削扭矩。岩石硬度影响因素及调整方法刀盘压力越大、转速越高，摩擦扭矩越大。可以调整刀盘的压力和转速来优化摩擦扭矩。刀盘压力与转速刀具磨损和岩石不均匀性会导致附加扭矩的增加。应定期检查刀具磨损情况，及时调整或更换刀具，以降低附加扭矩。刀具磨损与岩石不均匀性11附录B(资料性)掘进机理论推力计算方法掘进机在均匀的地质条件下工作，不考虑地质变化对推力的影响。推力计算的基本假设掘进机的刀具切削岩石时，岩石的破碎是瞬间完成的，不考虑切削过程中的动态效应。忽略掘进机在推进过程中的振动和偏移，认为掘进机是沿直线匀速推进的。推力计算公式$F=mucdotN+fcdotA$，其中$F$为掘进机的推力，$mu$为摩擦系数，$N$为掘进机对岩石的正压力，$f$为岩石的抗压强度，$A$为刀具与岩石的接触面积。参数确定根据地质勘察报告和实验室试验数据，确定摩擦系数$mu$、岩石的抗压强度$f$以及刀具与岩石的接触面积$A$。正压力$N$可通过掘进机的重量和推进液压缸的压力来计算。推力计算的公式及参数012.根据掘进机的技术参数，计算正压力$N$。4.根据实际工程情况，对理论推力进行修正和调整，以满足施工要求。1.收集地质勘察报告和实验室试验数据，确定相关参数。3.将参数代入推力计算公式，求出掘进机的理论推力$F$。推力计算的步骤020304推力计算是掘进机设计和选型的重要依据，可以帮助工程师选择合适的掘进机和刀具配置，以提高施工效率和质量。在施工过程中，可以根据实际推力与理论推力的对比，及时调整施工参数