本标准规定了土压平衡盾构机设计应遵守的基本原则和计算方法，并规定了制造安装和验收的技术要求、测试方法及包装、标志、储运。本标准适用于在软土、粘土、砂土中运用的Φ5.5m～Φ7.0m土压平衡盾构机。 CJ/T 284-2008 φ5.5m～φ7m土压平衡盾构机(软土) CJ/T284-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 93. 020
中华人民共和国城镇建设行业标准CI/T284—2008
Φ5.5m~Φ7m土压平衡盾构机（软土）5. 5 m~Φ7 m Earth pressure balance shield(soft ground)2008-08-11发布
中华人民共和国住房和城乡建设部2008-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
一般规定
制造、安装和验收要求
测试方法·
8标志，检验合格证、使用说助书9包装、运输、贮存
附录A（资料性附录）刀盘扭矩计算法，附泵B(资料性附录）
附录C（规范性附录）
盾构装备推力阻力计算法
检查记录表：
TTKONKAA
CJ/T 264—2008
本标准的附录A、附录B为资料性附录，附录C为规范附录。本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。CI/T 284—2008
本标准由住房和城多建设部城市轨道交通标准技术归口单位建设部地铁与轻轨研究中心归口。本标准主要草单位：上海隧道工程股份有限公司，建设部科技发展促进中心。本标准主要起草人：杨国祥、张庆风、毛鹤林、杨宏燕、傅德明、虞祖艺、杨磊、黎燕、毛佩明、顾德、石元奇、曹张良、赵洁咏、戴龙森，高国跃、宓佩明、虞伟忠、黄圣、方海珍。1范围
Φ5.5m~～Φ7m土压平衡盾构机（软土）CJ/T 284--2008
本标准规定了土压平衡盾构机的妥求，制造、安装和验收要求，测试方法，标志、检验合格证、使用说明书及包装、运输、存。
本标准适用于在软土中运用的5.5m一m土压平衡质构机。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用前成为本标准的条款。芃是注目期的引用文件，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。凡是不准日期的引用文作，其最新版本适用于本标准。GB150钢制压力容器
GB/T987带式输送机基本参数与尺寸GB/T2900.65电工术语照明
液压系统通用技术条件
GB/T3766
GB/T 7935
液压元件通用技术条件
GB/T10595
GB/T 13283
GB/T 15622
带式输送机技术条件
工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级被压缸试验方法
GB50017
GB50150
GB50168
GB50169
GB50170
GB 50171
GB50205
GB 147
GBI 148
GBJ 149
钢结构设计规范
电气装置安装工程电气设备交接试验标准电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范电气装置安装工程接地装置施工及验收规范电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范电气装登安装工程盘、拒及二次回路结线施工及验收规范钢结构工程施工质盘验收规范
电气装置安装工程高压电器施工及验收规范电气装置安装工程电力变压器、油接电抗器互感器施工及验收规范电气装置安装工程母线装叠施工及验收规范压力容器无损检测
JB4730
JB/T5000.12涂装通用技术条件
JB/T5943焊接件通用技术条件
JB/T10205液压技术条件
ISO4406:1999液压传动油液
厨体题粒污染等级代号法
3术语和定义wwW.bzxz.Net
下列术语和定义适用于本标准。3. 1
土压平衡盾构机earthpressnrebalanceshieldmacbine由刀盘旋转切削土体，切削扇的泥七进入密封土舱，在密封土舱内水土压力与并挖面水土压力取得1
TTTKONYKAA
CJ/12842008
平衡的同时，由螺旋输送机进行连续出土，由主机和后配套组成的机电一体化设备（简称盾构）。适合在软士层中进行捌进施工。
软士soft groond
通常是指抗剪强度低、压缩性高、渗透性较小的软土（粘土、砂土、砂砾等），如松散砂性上、尚末固结的吹(冲)填土,杂填土、素填王，泥、淤泥质土等。3.3
刀盘cutting wbeel
利用刀具旋转切削士体的钢结构组合体，设置在盾构的最前端。主要由盘体，切削刃其及超挖装置组成。
刀盘驱动装置cutter drive
驱动刀盘旋转的装置，主要由刀盘驱动动力装置，主轴承、土砂怖封等组成。通常有液压驱动、电机驱动两种形式。
管片segment
隧道预制村翻环的基本单元。管片的类型有钢筋混避土管片、纤维混凝土管片和钢管片，铸铁管片、复合管片等。
管片拼装机erector
拼装管片的机械装胃。能夹持或吸附管片作阅弧运动、径向运动和纵向运动等3.7
螺族输送机screwconveyo
输送密封土舱中土体的机械装置，主要由螺杆、简体、驱动装置、排土闻门、紧急关闸装置等部件组戒。
盾构壳体shield
保护橱进设备和人员安全的钢结构外壳。包括切口环、支承环、盾尾三部分。3. 9
切口环cutting shield
保持开挖面的稳定、将挖掘下来的上矽向后方移动的通道。3.10
支承环Bupportshield
盾树承受土压力及主机设备荷载的受力构件。3. 11
盾尾 shield tail
盾构尾部确保管片拼装作业,壁后注浆作业等的受力构件。3. 12
盾尾密封系统tail skin seal systerr由盾尾密封和油脂加注装置等组成的系统。通常采用钢丝刷、钢板束等密封，必要时增设紧急膨服密封。
后方台车carriage
CJ/T 284—2008
在隧道内装裁盾构掘进所需的主要由机、电、液等装备并跟随在盾构后行走的车架，也是进行各种作业的场所。
推进液压缸thrustjack
为盾构掘进提供推力的液压缸。3. 15
铰接装置
articulation
以液压缸连接，可调节前后壳体姿态的装置，主要出铰接液压缸，铰按密封和止转装置等组成。3. 16
outer diameter
质构外径
盾构壳体的最人外径。
届构总长 total lengtb of shield盾构刀盘最前点至后方台车最后点的长度。3. 18
质构机体长度Jegth of shield
构刀盘的最前点到盾尾最后点的长度。3.19
盾构生机质量weight of shield质构主机部分的总质量，不包括后方台车及配套设备的质总。3.20
质构总质量total welght of shield盾构总长范围内所有设备及结构件质量的总和。3.21
开口率open ratio
刀盘面板开口部分的总面积（刀具投影面积忽略不计）与刀盘面积的比值。3.22
盾构捆进速度adyance speed
构掘进时的前进速度。
质构装备推力thrust force
全部推进液压缸所能提供的最大推力。3.24
盾构灵敏度sensitivity
盾构壳体长度与盾构外径的比值。3.25
tait clearance
盾尾间
衬砌环外卡径与盾构盾尾环内半径之间的间隙。3.26
architectureclearance
建筑间颜
刀盘切前地层的直径与衬砌环外径之间的间隙。3
TTTKANTKACA
CJ/T 284—2008
壁后注浆simultaneousbackfilling在盾构掘进过程中，在盾构居部注人浆液填充建筑问的过程。3.28
excavationdiameten
刀盘切前直径
盾构掘削中心至刀盘最外缘刀刃的2倍距离。3.29
管片吊运机构segnient swing systern将管片从管片运输小车上吊运至管片拼装机下的设备。4一般规定
4.1土压平衡盾构机构成
4. 1. 1 盾构主机
盾构壳体：
刀盘和刀盘驱动装置；
·气闸系统；
：铰接装置，
推进装置；
---管片拼装机；
螺旋输送机；
皮带输送机;
盾尾密封系统。
4. 1. 2 液压系统
4. 1. 3附属系统
管片吊运机构；
集中润滑系统，
壁后注浆系统，
添加剂注人系统：
导向测量系统；
后方台车；
冷却系统；
通风系统。
4. 1.4电气系统
供配电系统：
照明系统：
控制系统；
据采集系统；
-检测系统。
4.2荷载
盾构上的荷载可分为运作荷裁及外部荷载两种。4. 2. 1 运作荷教
运作荷载是由于机器工艺及现场运作在盾构结构内部引起的全部荷载的总称。发生在盾构的垂直水平方向，主要来源下推进液压缸、拼装管片、切削土体，注浆压力等。运作荷载是结构设计和设备能4
力计算的主要依据。
4.2.2外部荷载
CJ/T 284--2008
外部荷戴是土压、水压、开挖面支撑正力、上覆荷载、变向荷裁等作为一个整体施加在盾构结构上的荷载的总称。外部荷载可分为盾构周医荷裁、盾构正面荷载和盾构变向荷裁三部分。4.2.2.1盾构周围荷裁
垂直作用于盾构壳体面的外部荷载。包括土压力、水斥力等。4.2.2.2后构正面荷裁
作用于盾构开挖面的土压力和水压力等荷裁。4.2.2.3变向荷截
当盾构在曲线上推进或纠偏时，盾构承受与其偏心推力和平衡的地层十抗力的作用荷载。5要求
5.1盾构主机
5. 11 1 质构壳体
盾构壳体设计应符合下列规定：a）盾构外径应根据衬研环外径、盾尾间隙、盾构壳体钢板厚度确定。可按公式（1)计等：D=D.+2(+t)
式中：
D—盾构外径、单位为米(m)；
一衬环外径，单位为米（m)
盾尾间隙，单位为米（m)：
.盾尾壳板厚度，单位为米（m）。（）
b）盾构机体长度（见图1)应根据地匾条件、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确定。可按公式(2)计算：t.m
式中：
图 1 盾构长度
L-L+,+t
L…—盾构机体长度，单位为米（m)：一盾构壳体长度，单位为米（m）；Lr
TTTKNTKACA
CJ/T 284—200B
l刀盘长度,单位为米(m);
刀盘与壳体之间的间隙，单位为米(m）。盾构灵敏度应适应控制推进方向、纠偏和曲线捆进，宜为0.75~1.5。d)
切口环的长度与平衡开挖面七体的效果和出土状态有关，通常为0.8借1.2倍管片宽度。支承环的长度应满足设备安装空的需要，结构应有足够的强度和刚度。有接装置的盾构，其支承环应注意分制部位周围的强度和刚度。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道数确定，同时考虑到隧道的典线施工等因索，应有一定的余量。盾尾的长度可按公式（3)计算（见图2）：L= L,+e+ L, +2 +L.
式中：
一盾尾长度，单位为米(m)：
一盾构推进液压缸安装长度，单位为米（m）：-(3)
管片拼装余，单位为米（m），(通常为0.1m~0.15m，对于轴向插入型封顶块管片，应根据管片插人角度适当加长)；
管片宽度,单位为米（m);
其他余量（管片在盾居内部分的长度余量）,单位为米（m)；盾尾刷安装长度，单位为米(m)
盾尾的内径应是衬砌环外径与 2 倍盾尾间隙(应为 20 mm~40 mm)之和。g)
图 2 盾尾长度
h）盾尾壳板的厚度在变形允许范围内宜采用高强度钢板作盾尾的材料。5.1.2刀盘和刀盘驱动装置
5.1.2.1刀盘形式分为面板式和辐条式（见图3）。刀盘的支承方式分为中心支承、中间支承和周边支承（见图4）。
a）面板式
图 3刀盘的结构形式
b)辐条式
）中心支承
b）中间支承
图4刀盘的支承方式
CJ/T 2842008
）周边支承
5.1.2.2刃具按形状分为工形刀具、屋形刀具、壳形刀具等；按切削功能分为切削刮刀，中心刀、周边刀，先行刀（包括壳形刀、撕裂刀）等（见图5）。a）T形刀具
c）壳形刀真
图5切削刀形式
b)屋形刀具
5.1.2.3应根据工程地质和水文地质条件和施工要求来选择超挖装置，分为超挖刀和仿形刀，5.1.2.4刀盘应符合下列规定：
刀盘形式应根据工程地质和水文地质条件确定，并应考虑盾构形式、盾构装备推力、刀盘支承a)
方式、刃盘装备扭矩、刀盘开口率、刀其及其组合方式等因素。刀盘的支承方式应满足居构直径、工程地质和水文地质条件等要求，并应考虑与排土装的b)
组合方式等因素。
刀盘川口率应根据工程地质、水文地质条件、开挖面的稳定性和挖掘效率来确定其形状、尺寸，配置。应按公式（4)计算：
× 100%
式中：
,开口
A，一-面板开口部分的总面积（刀具的投影面积忽略不计），单位为平方米(m\），A,--刀盘面积,单位为平方米(m\)。TTKNTKACA
·（4
CJ/r284—2008
d）切削刀具应根据工程质和水文地质条件、盾构外径、掘进速度、施工总长度等配置。刀具的布置应满足刀盘正反转及全断面切削的要求。刀具的高度需根据工程地质和水文地质条件，切削距离、掘进速度、切削转速和切入深度等因e)
素决定。通常先行刀的高度高于切削刀。刀具的刃口材料宜采用硬质合金。f）
超挖刀的刀头从刀盘内向盾构外侧突出，沿盾构全周方位以一定盘进行翘挖切前。刀头突出可采用液压缸调整的方式或刃盘最外侧设置固定刀具的方式。仿形刀是安装了仿形机构的超挖刀，伤形机构能根据超挖的需要，将切削刀具按伤形量轨h)
迹伸出盾构外周进行切削。
5.1.2.5刀盘驱动装置应符合下列规定：a）主轴承应根据实际工程受力条件计算设计，寿命应满足工程要求。b）刀盘驱动部分的土砂密封应符合下列规定；1）能保护驱动轴承，避免土砂、地下水、添加剂等侵人；应满足能承受密封土舱内的泥土压、地下水压、添加剂注入压力和气压的要求；2
应根据厦土深度、地下水位、添加剂注入压力、施工总长度等确定其安装位置、环数、滑动3
速度、润滑油脂量、如油脂压力等数，其中安装位置应根据刀盘支承方式确定（见图6）：采用的材质应具有耐压性、耐磨损性、耐油性、耐热性；4
应对润滑脂的注人压力、注入量、渗出物取样、土砂密封温度进行监测管理。5
1-土砂甾封：
2—驱动轴承
图6刀盘驱动部分的土砂密封的安装示意图）刀盘装备扭矩应根据地质条件、盾构结构形式确定。通常有两种计算法：设计扭矩计算法、经验计算法。设计扭矩计算法按公式（5）、公式（6）：TKIXT
T = Ti+-T+T+T,+ T,+
式中：
T——由土体的抗剪力产生的切削阻力扭矩，单位为牛米(N·m)；I—切削刃具的切削扭矩，单位为牛米(N·m)；T，—与土体之间的摩擦阻力扭矩，单位为牛米(N·m)轴向荷裁的短，单位为牛米(N·m)；Te
径向荷载的扭矩，单位为牛米（N·m）；一搅拌棒搅拌扭矩,单位为牛米(N·m)T.
T.刀盘所需扭矩，单位为牛米(N·m);KT-扭矩安全系数，
T刀盘装备扭矩，单位为牛米（V·m）。具体计算参见附录A。
经验计算法接公式(7)：
T=αXD'×10'
式中：
T-刀盘装备扭矩,单位为牛米(N·n);D—盾构外径，单位为米(m);
CJ/T 284—2008
扭矩系数。（扭矩系数根据盾构直径、土质等不同而不同。土压平衡盾构机的通常为1.4~~2,3)。
5.1.2.6刀盘转速应根据地质条件，施工要求确定，应为0.5r/min~1.5r/min。5.1.3气闸系统
5.1.3.1气闸分为人行闻和材料闸两种，主要由压力容器、加减压管路系统、监控、通讯、报警和照明等设备组成。用子施工抢险、排除设备故障、更换磨损力具等作业。5.1.3.2气闸系统应符合下列规定1a）气闸的加、减压管路布置应便于安装。阀门通讯讯号和仪表设置应便于探作人员操作，压力表应能显示相应各部位的实际压力；b）人行阐的外舱和内舱均应设置独立的加、减压管路系统，在人行闻外有专人对其变玉进行操作；
c）材料闸的尺寸应满足材料、设备和工具等进出的要求。5.1.4铰接装蛋
铰接装置可根据隧道线路调整盾构姿态，在隧道轴线曲率半径小于400m时采用。5. 1. 4. 1
铰接装置应符合下列规定：
5. 1. 4. 2
铰接液压缸的行程应满足隧道轴线曲率半径要求，最大推力应能克服前后壳体姿态变化引起a)
的阻力；
铰接密封应由集中润滑系统注入润滑油脂，并保持·定的密封压力。5.1.5推进装置
5.1.5.1推进装置主要由推进液压缸.顶靴等组成。5.1.5.2推进装置主要靠推进液压缸顶在已拼装好的隧道管片上向前推进或调整居构姿态。推进液压缸应有足够的推力克服盾构推进过程中所遇到的最大阻力，并留有一定余量。5.1.5.3推进装置应符合下规定：应选用重最轻、耐久性好、结构紧漆的被压缸，宜选用高压液压征。a)
推进装置布置应满足盾构掘进所需推力的要求和管片排装要求。b)
推进液压缸通常布置于盾构壳板内侧，并确保管片不偏心受力且不受损：推进液压缸配置时，推进液压轴线平行于盾构轴线，也可采用倾斜配置。d)
推进液压缸的推力和数盘应根据盾构外径、总推力、管片结构和隧道路线等因素确定。e)
顶靴的结构应确保推力均勾分布在管片的端面上，中心宜偏离推进液压缸中心线（见图7）。摊进液压缸行程应根据管片宽度及一定的余量（通常为100mm～150mm）来确定。位于封顶g）
块的推进液压缸，需根据誉片插人方法来确定行程。）推进液压缸的工作速度应根据掘进速度和施工效率确定。当全部液压缸在系统额定流量下工作，推进液压缸的工作速度通常为30mm/min～100mm/min，
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。