JBT 14522-2023 建筑施工機械與設(shè)備 全斷面隧道掘進機 刀盤 (正式版)

ICSCCS91.220P97JBBuildingconstructionmachineryandequipment—Fullfacetunnelboringmac2023-12-29發(fā)布2024-07-01實施IJB/T14522—2023 III 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14分類型式與基本參數(shù) 34.1刀盤分類型式 34.2刀盤基本參數(shù) 35技術(shù)要求 45.1一般規(guī)定 45.2刀盤結(jié)構(gòu) 45.3刀具布置及安裝 45.4刀盤材料 55.5外觀質(zhì)量 55.6焊接要求與質(zhì)量 56試驗方法 5刀盤前面板平面度 56.2開挖直徑 66.3超挖量 66.4高差檢測 66.5刀具軌跡半徑 66.6刀高差檢測 76.7管路耐壓 76.8常壓換刀刀盤耐壓檢測 76.9鋼材性能 76.10耐磨表面硬度 7焊接質(zhì)量檢驗 8外觀質(zhì)量 焊接質(zhì)量檢驗 87檢驗規(guī)則 87.1檢驗分類 87.2出廠檢驗 87.3工地組裝檢驗 87.4合格判定 88隨行文件 99運輸和貯存 9附錄A（資料性）刀盤開口率計算 10附錄B（資料性）刀盤最外側(cè)刀具與前（護）盾高差記錄表 11JB/T14522—2023圖1刀盤正面結(jié)構(gòu)型式示意圖 3圖2刀盤支撐方式示意圖 3圖3刀具相對前（護）盾高差檢測示意圖 6圖4刀具軌跡半徑、刀高度偏差檢測示意圖 7圖A.1刀盤開口率計算示意圖 10表1檢驗項目分類表 8表B.1刀盤最外側(cè)刀具與前（護）盾高差記錄表 11JB/T14522—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國建筑施工機械與設(shè)備標準化技術(shù)委員會（SAC/TC328）歸口。本文件起草單位：盾構(gòu)及掘進技術(shù)國家重點實驗室、中鐵十一局武漢重型裝備有限公司、中鐵隧道局集團有限公司、中鐵工程服務(wù)有限公司、徐工集團凱宮重工南京股份有限公司、中鐵十局集團城市軌道交通工程有限公司、中鐵二局集團有限公司、濟南重工集團有限公司、中鐵工程裝備集團有限公司、中國鐵建重工集團股份有限公司、北方重工集團有限公司、中國水利水電第三工程局有限公司、中交天和機械設(shè)備制造有限公司、大連理工大學、天津大學、中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司、沈陽建筑大學、北京建筑機械化研究院有限公司。本文件主要起草人：洪開榮、周建軍、劉志斌、章龍管、熊勇軍、趙德成、盧慶亮、王家祥、賈連輝、暨智勇、江川、黃繼敏、霍軍周、王燦剛、張存、張茜、李龍、周鵬、張昆峰、張中華、張轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、丁少華、劉曙光、夏煒洋、張家年、王宇飛、張霄睿、田艷、于洪亮、曲傳詠、何恩光、郭璐、劉雙、尹文靜。本文件為首次發(fā)布。1JB/T14522—2023建筑施工機械與設(shè)備全斷面隧道掘進機刀盤本文件界定了全斷面隧道掘進機刀盤的術(shù)語和定義，規(guī)定了全斷面隧道掘進機刀盤的分類型式、基本參數(shù)和技術(shù)要求，描述了相應的試驗方法，規(guī)定了檢驗規(guī)則、隨行文件及運輸和貯存。本文件適用于圓形全斷面隧道掘進機刀盤的制造。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼GB/T6396復合鋼板力學及工藝性能試驗方法GB/T8163輸送流體用無縫鋼管GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定GB/T12467.3金屬材料熔焊質(zhì)量要求第3部分：一般質(zhì)量要求GB/T18851.1無損檢測滲透檢測第1部分:總則GB/T19418鋼的弧焊接頭缺陷質(zhì)量分級指南GB/T19804焊接結(jié)構(gòu)的一般尺寸公差和形位公差GB/T26951焊縫無損檢測磁粉檢測GB/T29712焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級GB/T34354—2017全斷面隧道掘進機術(shù)語和商業(yè)規(guī)格GB/T34651—2017全斷面隧道掘進機土壓平衡盾構(gòu)機GB/T37400.3重型機械通用技術(shù)條件第3部分：焊接件GB/T37400.6重型機械通用技術(shù)條件第6部分：鑄鋼件GB/T37400.8重型機械通用技術(shù)條件第8部分:鍛件GB/T37400.11重型機械通用技術(shù)條件第11部分：配管GB50661鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范JB/T11861—2014盾構(gòu)機切削刀具JB/T13384—2018全斷面隧道掘進機用刮刀JB/T13385全斷面隧道掘進機用盤形滾刀3術(shù)語和定義GB/T34354、GB/T34651—2017、JB/T11861—2014和JB/T13384—2018界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1全斷面隧道掘進機fullfacetunnelboringmachine2JB/T14522—2023通過開挖并推進式前進實現(xiàn)隧道全斷面成型，且?guī)в兄苓厷んw的專用機械設(shè)備。主要包括盾構(gòu)機、巖石隧道掘進機、頂管機等。[來源：GB/T34354-2017，2.1]3.2刀盤cutterhead設(shè)置在全斷面隧道掘進機的前端，通過旋轉(zhuǎn)或其他運動方式對地層進行全斷面開挖的鋼結(jié)構(gòu)和刀具的總成。[來源：GB/T34354-2017，2.20]3.3刀盤開口率openingratioofcutterhead刀盤進渣口投影面積占刀盤開挖面積的百分比。[來源：GB/T34354-2017，2.22]3.4刀具cuttingtools對地層進行切削或破碎的刃具。[來源：GB/T34354-2017，2.21]3.5盤形滾刀disccutter安裝在全斷面隧道掘進機刀盤表面部位，滾刀整體為盤狀，刀圈及刀體沿其軸承滾動（即自傳刀體隨刀盤公轉(zhuǎn)，刀刃與作業(yè)面接觸，通過對巖石進行擠壓，起裂完成破碎巖石的刀具，簡稱滾刀。[來源：JB/T13385-2018，3.1]3.6刮刀scraper安裝在全斷面隧道掘進機刀盤上，對作業(yè)面巖土進行刮削剝離的刀具。[來源：JB/T13384-2018，3.1]3.7中心刀centralcutter安裝在全斷面隧道掘進機刀盤中心位置，具有定位與切削功能的刀具。3.8正面刀frontcutter安裝在全斷面隧道掘進機刀盤正面區(qū)域的刀具，簡稱面刀。3.9超挖刀reamercutter；overcutter伸出刀盤外周對開挖直徑外土體進行超挖的刀具。[來源：GB∕T34651-2017，3.10]3.10仿形刀copycutter按設(shè)定超挖軌跡進行切削的超挖刀。[來源：GB∕T34651-2017，3.11]3.11開挖直徑excavationdiameter刀盤旋轉(zhuǎn)一周，最外端新刀（不包括超挖刀）刀刃形成的軌跡直徑。3JB/T14522—2023[來源：GB/T34354-2017，2.1]3.12常壓換刀atmospheriecutterchanging在設(shè)備工作環(huán)境氣壓條件下，在刀盤結(jié)構(gòu)內(nèi)利用專用換刀裝置，取出舊刀具和安裝新刀具的過程。4分類型式與基本參數(shù)4.1刀盤分類型式4.1.1根據(jù)正面結(jié)構(gòu)型式分類:a)輻條式，見圖1a）；b)面板式，見圖1b）；c)輻板式，見圖1c）。圖1刀盤正面結(jié)構(gòu)型式示意圖4.1.2根據(jù)刀盤支撐方式分類:a)中心支撐，見圖2a）；b)中間支撐，見圖2b）；c)周邊支撐，見圖2c）。圖2刀盤支撐方式示意圖4.2刀盤基本參數(shù)刀盤的基本參數(shù)如下：4JB/T14522—2023——開挖直徑，單位為毫米（mm）；——開口率%——總質(zhì)量，單位為千克（kg）；——分塊數(shù)量，單位為個；——刀具類型——數(shù)量，單位為把；——注入口數(shù)量，單位為個。5技術(shù)要求5.1一般規(guī)定5.1.1刀盤的強度和剛度應符合設(shè)計要求。5.1.2刀盤前面板平面度和尺寸公差應符合GB/T19804中B級的規(guī)定。5.1.3開挖直徑的偏差不應大于0.0mm～+4.0mm。5.1.4刀盤、刀具連接螺栓的性能等級不應低于10.9級并滿足設(shè)計要求。5.1.5刀盤分塊形式應滿足加工、運輸、拆裝等要求。5.1.6刀盤質(zhì)量應能滿足刀盤在各種工況條件下刀盤徑向跳動值不大于設(shè)計量。5.1.7刀盤設(shè)計應為再制造提供條件。5.1.8刀具及流體材料注入口應設(shè)有標號。5.2刀盤結(jié)構(gòu)5.2.1刀盤結(jié)構(gòu)型式設(shè)計應滿足如下要求：a)盾構(gòu)機刀盤結(jié)構(gòu)開口率應適應地層，中心區(qū)域開口設(shè)置應滿足渣土流動要求，開口率的計算見附錄A；b)盾構(gòu)機刀盤進渣口宜設(shè)計成楔形結(jié)構(gòu)，使開口逐漸變大；c)巖石隧道掘進機刀盤鏟斗和出渣槽應能滿足最大掘進速度時的出渣需要；d)應合理設(shè)計刀盤刀間距及刀具數(shù)量，滿足地層掘進、刀具均勻性磨損、刀盤受力平衡等要求。5.2.2應根據(jù)刀盤的功能需求布置相應管路。5.2.3刀盤管路、常壓換刀裝置應做耐壓試驗，以滿足設(shè)計要求。5.2.4盾構(gòu)機刀盤內(nèi)部管路耐壓性能應符合GB/T37400.11的規(guī)定。5.2.5盾構(gòu)機刀盤常壓換刀刀盤的結(jié)構(gòu)體腔室應做耐壓試驗，試驗壓力不宜小于其最大工作壓力，保壓時間不宜小于30min，壓力下降值不應超過試驗值的10%。5.2.6刀盤刀具宜配置磨損檢測裝置。5.2.7盾構(gòu)機刀盤根據(jù)渣土改良需求，刀盤背部宜設(shè)置攪拌棒，刀盤上宜布置流體材料注入口。5.2.8巖石隧道掘進機刀盤應設(shè)置霧化噴水裝置。5.3刀具布置及安裝5.3.1刀具選型應滿足地層掘進要求，其中刮刀應符合JB/T13384的規(guī)定，盤形滾刀應符合JB/T13385的規(guī)定。5.3.2相鄰軌跡的刀具宜采用中心布置形式。5.3.3刮刀布置應保證運行軌跡覆蓋整個開挖面。5.3.4刀盤最外側(cè)刀具相對前（護）盾的高差應滿足設(shè)計要求。5.3.5除刀盤最外端新刀及設(shè)計初裝滾刀外，其他刀具的軌跡半徑偏差范圍應為±2mm。5.3.6中心刀及正面刀的刀刃高度偏差不應大于2mm。5JB/T14522—20235.3.7滾刀刀刃擋圈側(cè)宜朝向刀盤中心。5.3.8刀盤開挖直徑大于等于4.5m時，滾刀應采用背裝式設(shè)計。5.3.9盾構(gòu)機刀盤宜配置超挖刀或仿形刀，超挖量應符合設(shè)計要求。5.4刀盤材料5.4.1鋼材料5.4.1.1刀盤結(jié)構(gòu)的主要材料宜選用不低于Q355B性能指標要求，鋼材的性能等級應滿足GB/T1591的要求。5.4.1.2原材料進廠后應檢查截面尺寸，表面不得有裂紋、夾雜、銹蝕等缺陷。厚度大于等于40mm的板材，應按爐批號進行化學成分、力學性能、超聲波探傷復檢。鋼板超聲波探傷，質(zhì)量等級應滿足GB/T2970Ⅱ級要求。5.4.1.3材料上面的標識如規(guī)格、厚度、材質(zhì)、爐批號等應清晰、齊全。5.4.1.4鋼材的跟蹤標記應妥善保管，并進行爐批號移植記錄。5.4.1.5刀盤鍛件應符合GB/T37400.8的規(guī)定。5.4.1.6刀盤鑄件應符合GB/T37400.6的規(guī)定。5.4.1.7刀盤管路宜采用輸送流體用無縫鋼管。刀盤管路應符合GB/T8163的規(guī)定。5.4.2耐磨材料刀盤易磨損的位置應采取耐磨措施，位置包括但不限于面板、輻條、攪拌棒、刀盤外周邊、刀座、進渣口、面板管路，耐磨措施可在以下措施中選擇一種或幾種進行：a)堆焊耐磨網(wǎng)格，硬度不宜小于50HRC;b)焊接碳化鉻耐磨復合鋼板，硬度不宜小于57HRC;c)焊接耐磨鋼板，硬度不宜小于45HRC;d)焊接碳化鎢硬質(zhì)合金耐磨塊（環(huán)），硬度不宜小于85HRA。5.5外觀質(zhì)量5.5.1刀盤體除銹等級應達到GB/T8923的規(guī)定Sa2.5級或St3級。5.5.2應無毛刺、尖角、缺角、割渣，表面光滑。5.5.3刀盤所有法蘭連接面不應有銹蝕。5.5.4所有安裝孔及配合面不應有油漆。5.6焊接要求與質(zhì)量5.6.1焊接結(jié)構(gòu)應符合GB/T37400.3的規(guī)定，刀盤前面板的平面度應符合GB/T37400.3中E級的規(guī)定，耐磨層堆焊的質(zhì)量應符合GB/T12467.3的規(guī)定。5.6.2焊縫接頭的外面及母材表面處引弧不應造成局部損傷。5.6.3法蘭支撐與法蘭及前斜板的焊接要求應按GB50661的規(guī)定達到一級焊接質(zhì)量。5.6.4焊接吊耳的焊縫應至少按GB/T11345進行100%超聲波檢查，等級至少A級，驗收等級不應低GB/T29712中的3級要求。5.6.5焊接后的刀盤結(jié)構(gòu)件應消除應力處理。6試驗方法6.1刀盤前面板平面度6JB/T14522—2023將刀盤水平放置于工作平臺，用數(shù)顯水平尺檢查刀盤前面板工作面的平面度。6.2開挖直徑在刀盤已安裝到全斷面隧道掘進機的條件下，選定并標識水平及垂直方向基點，旋轉(zhuǎn)刀盤，使用全站儀測量開挖直徑。6.3超挖量在超挖刀油缸完全伸出狀態(tài)下，用標準樣板鋁合金靠尺、卷尺及鋼板尺測量超挖量。6.4高差檢測檢測步驟如下：a)將檢測裝置固定在刀盤最外側(cè)刀具位置，見圖3；b)用鋼直尺測量最外側(cè)刀具刀刃與檢測裝置的徑向距離x，測量結(jié)果記入表B.1；c)將前（護）盾沿軸向等分為12個檢測區(qū)域，緩慢轉(zhuǎn)動刀盤，用鋼直尺測量各區(qū)域檢測裝置與前（護）盾的最小距離y，測量結(jié)果記入表B.1。圖3刀具相對前（護）盾高差檢測示意圖6.5刀具軌跡半徑刀具軌跡半徑檢測方法及步驟如下：a)將刀盤放置于水平平臺上；b)將測量工裝固定于刀盤中心，調(diào)整工裝測量面使之水平；c)直角尺緊靠刀盤刀具刀刃中心，見圖4；d)測量直角尺對應工裝上的刻度值；e)計算得出刀具半徑尺寸R值，并與設(shè)計進行比對。7JB/T14522—2023圖4刀具軌跡半徑、刀高度偏差檢測示意圖6.6刀高差檢測刀高差檢測方法及步驟如下：a)在刀盤水平放置狀態(tài)下，將刀盤法蘭面調(diào)至水平；b)將測量工裝固定于刀盤面板中心，調(diào)整工裝測量面與刀盤法蘭水平；c)直角尺水平邊緊靠測量工裝，實刻線與刀具刀刃最高點中心線平齊，見圖4；d)記錄直角尺對應工裝上的刻度值、直角尺水平邊到刀具最高點的刻度值；e)依次測出每件刀具的高度尺寸h值。6.7管路耐壓按GB/T37400.11中的方法進行刀盤內(nèi)部管路耐壓試驗。6.8常壓換刀刀盤耐壓檢測常壓換刀刀盤耐壓檢測方法如下：a)關(guān)閉刀盤通道倉門；b)打開進氣閥；c)將試驗壓力設(shè)定為試驗標準值；d)關(guān)閉進氣球閥，保壓30min以上，記錄壓力下降值。6.9鋼材性能按GB/T6396中的方法進行刀盤鋼材性能試驗，根據(jù)刀盤進場材料檢測報告進行確認。6.10耐磨表面硬度8JB/T14522—2023用便攜式硬度計檢查耐磨表面硬度。6.11外觀質(zhì)量目測檢查刀盤外觀質(zhì)量。6.12焊接質(zhì)量檢驗6.12.1焊接質(zhì)量應按照GB/T37400的規(guī)定執(zhí)行。6.12.2按照GB/T11345中的方法進行超聲波檢測，按GB/T26951進行磁粉探傷檢測，按GB/T18851.1進行滲透探傷檢測。6.12.3焊縫外觀采用目測法檢測，焊縫質(zhì)量