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

ICSCCS91.220P97JBBuildingconstructionmachineryandequipment—Fullfacetunnelboringmac2023-12-29發(fā)布2024-07-01實(shí)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(yàn)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(cè) 66.5刀具軌跡半徑 66.6刀高差檢測(cè) 76.7管路耐壓 76.8常壓換刀刀盤耐壓檢測(cè) 76.9鋼材性能 76.10耐磨表面硬度 7焊接質(zhì)量檢驗(yàn) 8外觀質(zhì)量 焊接質(zhì)量檢驗(yàn) 87檢驗(yàn)規(guī)則 87.1檢驗(yàn)分類 87.2出廠檢驗(yàn) 87.3工地組裝檢驗(yàn) 87.4合格判定 88隨行文件 99運(yùn)輸和貯存 9附錄A（資料性）刀盤開口率計(jì)算 10附錄B（資料性）刀盤最外側(cè)刀具與前（護(hù)）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(duì)前（護(hù)）盾高差檢測(cè)示意圖 6圖4刀具軌跡半徑、刀高度偏差檢測(cè)示意圖 7圖A.1刀盤開口率計(jì)算示意圖 10表1檢驗(yàn)項(xiàng)目分類表 8表B.1刀盤最外側(cè)刀具與前（護(hù)）盾高差記錄表 11JB/T14522—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)建筑施工機(jī)械與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC328）歸口。本文件起草單位：盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中鐵十一局武漢重型裝備有限公司、中鐵隧道局集團(tuán)有限公司、中鐵工程服務(wù)有限公司、徐工集團(tuán)凱宮重工南京股份有限公司、中鐵十局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司、中鐵二局集團(tuán)有限公司、濟(jì)南重工集團(tuán)有限公司、中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司、中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司、北方重工集團(tuán)有限公司、中國(guó)水利水電第三工程局有限公司、中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司、大連理工大學(xué)、天津大學(xué)、中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、沈陽(yáng)建筑大學(xué)、北京建筑機(jī)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(jī)械與設(shè)備全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤本文件界定了全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤的術(shù)語和定義，規(guī)定了全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤的分類型式、基本參數(shù)和技術(shù)要求，描述了相應(yīng)的試驗(yàn)方法，規(guī)定了檢驗(yàn)規(guī)則、隨行文件及運(yùn)輸和貯存。本文件適用于圓形全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)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(duì)應(yīng)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(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T6396復(fù)合鋼板力學(xué)及工藝性能試驗(yàn)方法GB/T8163輸送流體用無縫鋼管GB/T11345焊縫無損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)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(cè)滲透檢測(cè)第1部分:總則GB/T19418鋼的弧焊接頭缺陷質(zhì)量分級(jí)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(cè)磁粉檢測(cè)GB/T29712焊縫無損檢測(cè)超聲檢測(cè)驗(yàn)收等級(jí)GB/T34354—2017全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)術(shù)語和商業(yè)規(guī)格GB/T34651—2017全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)GB/T37400.3重型機(jī)械通用技術(shù)條件第3部分：焊接件GB/T37400.6重型機(jī)械通用技術(shù)條件第6部分：鑄鋼件GB/T37400.8重型機(jī)械通用技術(shù)條件第8部分:鍛件GB/T37400.11重型機(jī)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(jī)切削刀具JB/T13384—2018全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)用刮刀JB/T13385全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)fullfacetunnelboringmachine2JB/T14522—2023通過開挖并推進(jìn)式前進(jìn)實(shí)現(xiàn)隧道全斷面成型，且?guī)в兄苓厷んw的專用機(jī)械設(shè)備。主要包括盾構(gòu)機(jī)、巖石隧道掘進(jìn)機(jī)、頂管機(jī)等。[來源：GB/T34354-2017，2.1]3.2刀盤cutterhead設(shè)置在全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)的前端，通過旋轉(zhuǎn)或其他運(yùn)動(dòng)方式對(duì)地層進(jìn)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(jìn)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(duì)地層進(jìn)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(jìn)機(jī)刀盤表面部位，滾刀整體為盤狀，刀圈及刀體沿其軸承滾動(dòng)（即自傳刀體隨刀盤公轉(zhuǎn)，刀刃與作業(yè)面接觸，通過對(duì)巖石進(jìn)行擠壓，起裂完成破碎巖石的刀具，簡(jiǎn)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(jìn)機(jī)刀盤上，對(duì)作業(yè)面巖土進(jìn)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(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)刀盤正面區(qū)域的刀具，簡(jiǎn)稱面刀。3.9超挖刀reamercutter；overcutter伸出刀盤外周對(duì)開挖直徑外土體進(jìn)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(jìn)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(gè)；——刀具類型——數(shù)量，單位為把；——注入口數(shù)量，單位為個(gè)。5技術(shù)要求5.1一般規(guī)定5.1.1刀盤的強(qiáng)度和剛度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。5.1.2刀盤前面板平面度和尺寸公差應(yīng)符合GB/T19804中B級(jí)的規(guī)定。5.1.3開挖直徑的偏差不應(yīng)大于0.0mm～+4.0mm。5.1.4刀盤、刀具連接螺栓的性能等級(jí)不應(yīng)低于10.9級(jí)并滿足設(shè)計(jì)要求。5.1.5刀盤分塊形式應(yīng)滿足加工、運(yùn)輸、拆裝等要求。5.1.6刀盤質(zhì)量應(yīng)能滿足刀盤在各種工況條件下刀盤徑向跳動(dòng)值不大于設(shè)計(jì)量。5.1.7刀盤設(shè)計(jì)應(yīng)為再制造提供條件。5.1.8刀具及流體材料注入口應(yīng)設(shè)有標(biāo)號(hào)。5.2刀盤結(jié)構(gòu)5.2.1刀盤結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：a)盾構(gòu)機(jī)刀盤結(jié)構(gòu)開口率應(yīng)適應(yīng)地層，中心區(qū)域開口設(shè)置應(yīng)滿足渣土流動(dòng)要求，開口率的計(jì)算見附錄A；b)盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)渣口宜設(shè)計(jì)成楔形結(jié)構(gòu)，使開口逐漸變大；c)巖石隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤鏟斗和出渣槽應(yīng)能滿足最大掘進(jìn)速度時(shí)的出渣需要；d)應(yīng)合理設(shè)計(jì)刀盤刀間距及刀具數(shù)量，滿足地層掘進(jìn)、刀具均勻性磨損、刀盤受力平衡等要求。5.2.2應(yīng)根據(jù)刀盤的功能需求布置相應(yīng)管路。5.2.3刀盤管路、常壓換刀裝置應(yīng)做耐壓試驗(yàn)，以滿足設(shè)計(jì)要求。5.2.4盾構(gòu)機(jī)刀盤內(nèi)部管路耐壓性能應(yīng)符合GB/T37400.11的規(guī)定。5.2.5盾構(gòu)機(jī)刀盤常壓換刀刀盤的結(jié)構(gòu)體腔室應(yīng)做耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力不宜小于其最大工作壓力，保壓時(shí)間不宜小于30min，壓力下降值不應(yīng)超過試驗(yàn)值的10%。5.2.6刀盤刀具宜配置磨損檢測(cè)裝置。5.2.7盾構(gòu)機(jī)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(jìn)機(jī)刀盤應(yīng)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(yīng)滿足地層掘進(jìn)要求，其中刮刀應(yīng)符合JB/T13384的規(guī)定，盤形滾刀應(yīng)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(yīng)保證運(yùn)行軌跡覆蓋整個(gè)開挖面。5.3.4刀盤最外側(cè)刀具相對(duì)前（護(hù)）盾的高差應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。5.3.5除刀盤最外端新刀及設(shè)計(jì)初裝滾刀外，其他刀具的軌跡半徑偏差范圍應(yīng)為±2mm。5.3.6中心刀及正面刀的刀刃高度偏差不應(yīng)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(shí)，滾刀應(yīng)采用背裝式設(shè)計(jì)。5.3.9盾構(gòu)機(jī)刀盤宜配置超挖刀或仿形刀，超挖量應(yīng)符合設(shè)計(jì)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(biāo)要求，鋼材的性能等級(jí)應(yīng)滿足GB/T1591的要求。5.4.1.2原材料進(jìn)廠后應(yīng)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(yīng)按爐批號(hào)進(jìn)行化學(xué)成分、力學(xué)性能、超聲波探傷復(fù)檢。鋼板超聲波探傷，質(zhì)量等級(jí)應(yīng)滿足GB/T2970Ⅱ級(jí)要求。5.4.1.3材料上面的標(biāo)識(shí)如規(guī)格、厚度、材質(zhì)、爐批號(hào)等應(yīng)清晰、齊全。5.4.1.4鋼材的跟蹤標(biāo)記應(yīng)妥善保管，并進(jìn)行爐批號(hào)移植記錄。5.4.1.5刀盤鍛件應(yīng)符合GB/T37400.8的規(guī)定。5.4.1.6刀盤鑄件應(yīng)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(yīng)符合GB/T8163的規(guī)定。5.4.2耐磨材料刀盤易磨損的位置應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(fù)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(jí)應(yīng)達(dá)到GB/T8923的規(guī)定Sa2.5級(jí)或St3級(jí)。5.5.2應(yīng)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(yīng)有銹蝕。5.5.4所有安裝孔及配合面不應(yīng)有油漆。5.6焊接要求與質(zhì)量5.6.1焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)符合GB/T37400.3的規(guī)定，刀盤前面板的平面度應(yīng)符合GB/T37400.3中E級(jí)的規(guī)定，耐磨層堆焊的質(zhì)量應(yīng)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(yīng)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(yīng)按GB50661的規(guī)定達(dá)到一級(jí)焊接質(zhì)量。5.6.4焊接吊耳的焊縫應(yīng)至少按GB/T11345進(jìn)行100%超聲波檢查，等級(jí)至少A級(jí)，驗(yàn)收等級(jí)不應(yīng)低GB/T29712中的3級(jí)要求。5.6.5焊接后的刀盤結(jié)構(gòu)件應(yīng)消除應(yīng)力處理。6試驗(yàn)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(tái)，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(jìn)機(jī)的條件下，選定并標(biāo)識(shí)水平及垂直方向基點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)刀盤，使用全站儀測(cè)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(biāo)準(zhǔn)樣板鋁合金靠尺、卷尺及鋼板尺測(cè)量超挖量。6.4高差檢測(cè)檢測(cè)步驟如下：a)將檢測(cè)裝置固定在刀盤最外側(cè)刀具位置，見圖3；b)用鋼直尺測(cè)量最外側(cè)刀具刀刃與檢測(cè)裝置的徑向距離x，測(cè)量結(jié)果記入表B.1；c)將前（護(hù)）盾沿軸向等分為12個(gè)檢測(cè)區(qū)域，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，用鋼直尺測(cè)量各區(qū)域檢測(cè)裝置與前（護(hù)）盾的最小距離y，測(cè)量結(jié)果記入表B.1。圖3刀具相對(duì)前（護(hù)）盾高差檢測(cè)示意圖6.5刀具軌跡半徑刀具軌跡半徑檢測(cè)方法及步驟如下：a)將刀盤放置于水平平臺(tái)上；b)將測(cè)量工裝固定于刀盤中心，調(diào)整工裝測(cè)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(cè)量直角尺對(duì)應(yīng)工裝上的刻度值；e)計(jì)算得出刀具半徑尺寸R值，并與設(shè)計(jì)進(jìn)行比對(duì)。7JB/T14522—2023圖4刀具軌跡半徑、刀高度偏差檢測(cè)示意圖6.6刀高差檢測(cè)刀高差檢測(cè)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(cè)量工裝固定于刀盤面板中心，調(diào)整工裝測(cè)量面與刀盤法蘭水平；c)直角尺水平邊緊靠測(cè)量工裝，實(shí)刻線與刀具刀刃最高點(diǎn)中心線平齊，見圖4；d)記錄直角尺對(duì)應(yīng)工裝上的刻度值、直角尺水平邊到刀具最高點(diǎn)的刻度值；e)依次測(cè)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(jìn)行刀盤內(nèi)部管路耐壓試驗(yàn)。6.8常壓換刀刀盤耐壓檢測(cè)常壓換刀刀盤耐壓檢測(cè)方法如下：a)關(guān)閉刀盤通道倉(cāng)門；b)打開進(jìn)氣閥；c)將試驗(yàn)壓力設(shè)定為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值；d)關(guān)閉進(jìn)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(jìn)行刀盤鋼材性能試驗(yàn)，根據(jù)刀盤進(jìn)場(chǎng)材料檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行確認(rèn)。6.10耐磨表面硬度8JB/T14522—2023用便攜式硬度計(jì)檢查耐磨表面硬度。6.11外觀質(zhì)量目測(cè)檢查刀盤外觀質(zhì)量。6.12焊接質(zhì)量檢驗(yàn)6.12.1焊接質(zhì)量應(yīng)按照GB/T37400的規(guī)定執(zhí)行。6.12.2按照GB/T11345中的方法進(jìn)行超聲波檢測(cè)，按GB/T26951進(jìn)行磁粉探傷檢測(cè)，按GB/T18851.1進(jìn)行滲透探傷檢測(cè)。6.12.3焊縫外觀采用目測(cè)法檢測(cè)，焊縫質(zhì)量