盾尾密封油脂泵送性测试仪器、测试方法与评价标准研究

盾尾密封油脂使用及控制分析摘要：在盾构机推进过程中，合理控制盾尾密封油脂注入量和注入压力，能够有效减少施工成本及安全风险。

以苏州地铁适用的某型号土压平衡盾构机盾尾密封系统为例，设有加注密封油脂的自动控制装置，可以实现时间模式和压力模式下注脂要求，以此对盾尾密封油脂的使用及控制方法进行分析，总结归纳出行之有效的使用及控制建议，为盾构施工中的设备管理和成本控制及风险管控提供一些有益参考。

关键词：盾尾密封油脂；自动控制装置；设备管理；成本控制；风险管控1引言盾构施工进行推进作业时，盾构机及后配套设备随推进向前移动，已拼装管片相对盾尾保持静止，设备与管片存在相对滑动，考虑地层内水土压力击穿盾尾密封进入盾体的安全风险，盾尾密封装置多采用钢板刷与钢丝刷组合形式，在其间注入密封油脂的方式进行密封止水。

盾尾密封的作用是既能隔绝土层泥砂与注浆材料的回流，也能保持土仓压力和注浆压力。

盾尾密封油脂对钢丝刷及钢结构有防锈、防蚀和减少磨损的功效，对提高盾构施工质量和工作效率起到了很好的作用。

盾尾密封系统是盾构机运转的重要系统，是影响盾构推进安全的重要因素。

作为盾构施工中主要的消耗材料，盾尾密封油脂有进口品牌和国产品牌两类，性能和价格有较大差异。

因为盾构施工中盾尾密封油脂必不可少且用量较大，从施工成本控制和安全管理角度讲，油脂使用量既要满足盾尾密封、润滑的要求，又要做到节约材料的成本管控目标。

图1盾尾密封原理图2盾尾密封油脂注入系统介绍2.1工作原理以常用的盾构机前中后3道盾尾刷组成密封系统为例，由1台气动油脂泵、气动阀、分配阀、注脂管路等部件组成，均布设在台车和设备桥上，盾尾密封油脂通过气动油脂泵，由压缩空气提供动力吸入后，通过油脂管路并经气动球阀和分配阀输送到盾尾处，再分别进入盾尾密封两个油脂腔内，在推进过程中建立并保持油脂压力，从而起到密封止水的功能。

盾构机下井组装后，盾尾前后3道钢丝刷的钢丝中填充手涂油脂，手涂油脂具备耐热阻燃特性，以防止用电动火作业带来的消防隐患。

盾构机盾尾密封系统失效、检测及管理对策摘要：盾尾密封系统出现渗漏甚至失效事故频发引发了工程界广泛的关注。

本文试图从盾尾密封系统失效模式、失效原因分析、盾尾刷和密封油脂检测和施工管理四个方面对盾尾密封系统进行全方位的总结和探讨，为盾构掘进过程中盾尾密封系统密封效果及风险管理提供了重要的参考价值。

关键词：盾构机；盾尾刷；密封油脂；失效模式；油脂逃逸0 引言盾构施工法已经成为我国城市隧道及过江隧道建设的主流施工方法。

盾构工法与明挖法、暗挖法等其它施工方法相比，其主要优点包括：施工劳动强度低，速度快；不影响地面交通及地下管线等设施，施工对周围环境影响程度低；地表占地面积小，施工占地和征地费用小；适用于大深度、长距离和高水头等恶劣条件下的施工，施工费用可控性好；施工不受地形地貌、江河水域等地表环境条件的限制；施工过程受天气状况和气候条件的影响小；开挖核心土和出土量小，有利于降低工程成本；施工构筑盾构隧道柔度大，抗震性能好；使用范围广，可广泛适用于软土、砂卵石、软岩直至硬岩等各类地层条件。

盾尾密封渗漏事故频发导致盾构掘进安全已经引起广发的关注。

近年来,我国城市轨道交通进入高速发展期，随之而来的安全事故也不断增加。

例如，2007年11月20日南京某地铁项目发生掩埋盾构事故; 2016年7月17日，武汉某地铁跨江隧道发生大规模盾尾密封泄漏事件; 2018年2月7日佛山某地铁项目发生大规模地陷事故。

由于盾尾密封涉及到设备制造、检测、防水密封性、现场施工管理等多学科综合的问题，例如盾尾刷渗漏原因包括盾尾刷自身的弹性恢复性能不足、盾尾油脂压力不足导致盾尾密封渗漏问题较为复杂，目前,对盾尾密封系统的设计没有严格意义的理论支撑，国内外对于密封状态的监测和预警也几乎是空白。

针对盾构在承压含水层内易发生泄漏的情况，通过增加盾尾刷道数、改造油脂管路、改变注脂方式、优化同步注浆、改变油脂成分可增强盾尾密封能力，这些方法可操作性较强、密封效果响应及时，但仍然是一类粗放型的解决方案,会造成资源的浪费和施工成本的增加[4-8]。

盾尾密封脂的泵送性和抗水密封性摘要:重点介绍了盾尾密封脂泵送性和抗水密封性的重要性,高分子合成液可以改善盾尾密封脂的泵送性,纤维可以提高盾尾密封脂的抗水密封性。

关键词:盾构机;盾尾密封脂;抗水密封性;泵送性;高分子合成液;纤维盾构技术是目前国际上发达国家较为广泛采用的地下隧洞全机械化开挖施工技术,盾构技术运用的关键是使用了盾构机,盾构机是盾构法施工中的主要施工机械。

盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法,盾构机(又称全断面隧道挖掘机)在地下掘进,在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时,在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。

盾构机(TunnelingBoringMachine,简称TBM,中文直译为隧道挖掘机)体积庞大,直径一般为3m~10m,长200m以长,重200t以上。

按盾构方式分为泥浆式盾构机和土压平衡式盾构机,均用密封脂对盾尾实施密封,因此对密封脂的密封性,抗水性和泵送性提出了严格的要求。

1盾构机对密封脂的要求盾构机密封脂用于盾构机的尾部,起到密封地下水(淡水或海水)、密封泥桨和密封膨润土泥桨(如使用)的作用。

盾尾密封脂都是采用机泵加入,因此盾构机密封脂中最重要的性能即是泵送性和抗水密封性,另外还应具有较好的粘附性。

表1是某进口盾尾密封脂的技术参数。

从表1可看出,盾尾密封脂与普通润滑脂或密封脂有很大的区别,盾尾密封脂是一种粘稠的膏状物,从严格意义上讲不属于润滑脂的范畴。

表1中的绝大多数试验方法都不是为润滑脂设计的,如JISA5758爬行时间是日本工业标准中建筑用密封材料(填缝剂)的试验方法。

盾构机实际使用盾尾密封脂是用机泵来输送的,从表1还可看出,此类脂的锥入度为3号,要求如此粘稠的物质要有很好的流动速率,故泵送性是盾尾密封脂的技术关键之一。

盾尾密封脂的用途就是密封水,包括地下水、泥浆,所以水密封性或称抗水密封性就是盾尾密封脂的关键技术参数。

2泵送性盾构机密封脂泵送性的试验方法是ASTMD1092,即密封脂在特定的压力下通过一定管径的毛细管时的流量,以g/min表示,毛细管的管径不一样,测定的值就有很大的区别,表1中的泵送性修正值就是针对毛细管而言的。

大连科琳清洗化学有限公司企业标准Q/KL.JC950-2019盾尾密封油脂Foam agent for shield machine2019-06-01发布2019-06-15实施大连科琳清洗化学有限公司发布Q/KL -2016前言1.盾构泡沫剂目前尚无国家标准和行业标准，为了保证产品质量，规范生产过程和产品质量检验，特制订本企业标准。

2.本标准按GB/T1.1-2009进行起草。

3.本标准由大连科琳清洗化学有限公司提出并起草。

4.本标准由大连科琳清洗化学有限公司批准发布。

5.本标准主要起草人：王成善、刘泓伯、梁晓明盾尾密封油1.范围本标准规定了盾尾密封油脂的分类和标记、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存。

本标准适用于盾构机用盾尾密封油脂。

2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T269-1991润滑脂和石油脂锥入度测定法GB/T7326-1987润滑脂铜片腐蚀测试方法SH/T0229固体和半固体石油产品取样法GB/T3682-2000热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定3.分类和标记3.1产品分类产品按使用方法分为：手涂型、泵送型。

4.技术要求4.1一般要求本标准规定的产品不应对人体、生物与环境造成有害的影响，所涉及与使用有关的安全与环保要求，应符合我国相关国家标准和规范的规定。

4.2技术要求4.2.1手涂型盾尾密封油脂的技术要求应符合表1的规定。

表1手涂型盾尾密封油脂的技术要求项目指标外观淡黄色均匀纤维膏状体锥入度(25℃)0.1mm210∼230金属腐蚀性（T2铜片，100℃，24h）铜片无绿色或黑色变化抗水密封性（3.5Mpa，1h，25℃)无漏水挥发性(80℃，5h)%≤2.5密度（25℃）g/cm3 1.37±0.054.2.2泵送型盾尾密封油脂的技术要求应符合表2的规定。

盾尾密封油脂执行标准(一)盾尾密封油脂执行标准引言•密封油脂是机械设备中不可或缺的重要部分，它能够有效防止润滑剂的流失和污染，保持设备的正常运转。

而对于盾尾密封油脂的执行标准，更是决定了其质量和应用效果的关键。

标准的重要性•盾尾密封油脂的执行标准能够保证生产商在生产过程中遵守统一的要求，确保产品的质量和性能得到保证。

同时，标准的制定也有助于提高行业整体的技术水平和竞争力。

标准的制定过程•制定盾尾密封油脂执行标准需要经过以下步骤：–市场调研：了解目前市场上盾尾密封油脂的应用情况和存在的问题。

–技术评估：评估不同类型盾尾密封油脂的性能指标和技术要求。

–标准起草：根据市场需求和技术评估结果，制定具体的标准内容。

–审核发布：经过专家评审和行业领导的批准，将制定的标准发布出去。

标准的主要内容•盾尾密封油脂的执行标准通常包括以下内容：–原材料要求：明确使用的原材料种类、质量标准以及采购要求。

–性能指标：阐述密封油脂的物理和化学性能指标，如黏度、耐高温性能等。

–技术要求：规定生产过程中的关键技术要求，如混合比例、搅拌时间等。

–检测方法：明确判定密封油脂质量合格与否的检测方法和标准。

标准的应用和推广•盾尾密封油脂执行标准在实际应用中能够起到以下作用：–保障设备可靠性：标准的遵循可以确保密封油脂的质量稳定，延长设备寿命。

–促进技术进步：标准的制定与推广可以推动行业内技术的创新和改进。

–规范市场秩序：标准的执行降低了产品的质量波动性，增强了消费者的信心。

结论•盾尾密封油脂执行标准的制定和执行对于提高产品质量、促进技术创新、规范市场秩序具有重要意义。

各生产商和行业相关人员应密切关注和遵守相关标准，以提升行业整体水平和竞争力。

盾尾密封油脂与盾构施工温度适应性研究1 引言截止到2017年12月底，全国有58个城市获批城市轨道交通项目，规划总里程达到7 300 km，总投资达35 000亿元。

除了开通运营的33个城市外，目前全国在建城市轨道交通的城市有48个，在建里程5 636 km。

按直径为6.28 m的盾构机平均掘进（双线）1 km消耗80 t国产泵送型盾尾密封油脂计算，将消耗450 000 t，目前国产产品价格在12元/kg左右，国产盾尾密封油脂市场容量将超过54亿元。

作为盾构机盾构施工用的消耗性密封材料，其性能以及与盾构施工的匹配性直接决定施工能否顺利进行，因此盾尾密封油脂与盾构施工适应性研究尤为重要。

而这又引起一个学界经常讨论的“磨洋工”问题。

那到底有没有人偷懒、怠工呢？笔者就此问题进行了访问：答1：在生产队做工，不会有多卖力，除了包工。

我们这边一般都有脱粒机打谷，因为我们这里人少田多，基本上都是包工。

做集体工，有时肯定会拖拉点的，不会很卖力，只是普普通通去做。

包工了大家就卖力了。

(LXH170509[注]引文后为访谈记录编号。

大写的英文字母为访谈对象姓名的首字母，“170509”表示此访谈于2017年5月9日做的。

引言括号内容为笔者所加。

下同。

)答2：没有什么偷懒的。

工也做，就是慢一点。

(LQJ170709)答3：有些人啊，(现在)请别人做工，也有个别比较懒点。

(XJD170707)近十多年以来，全国在建的48个城市几乎囊括了各种施工地质环境，而在这种多样的盾构施工环境中，不管是采用进口产品还是国产产品，都或大或小出现过问题。

这些问题轻则影响盾构施工的正常进行，重则引起江水倒灌、地基下沉或坍塌，造成比较大的损失[1-2]。

因此，经过近几年对盾尾密封油脂的深入研究、现场使用，发现了诸多问题，例如:（1）盾尾密封油脂受环境温度影响大，在春秋换季或者冬天温度较低时，容易出现盾尾油脂泵“打不动”油脂的问题[3]；（2）盾尾密封油脂受地层影响大，特别是在富水砂层或砂卵石地层，油脂消耗量偏大，还容易出现盾尾漏水漏浆的问题[4-5]；（3）盾构推进时姿态不稳，导致部分位置盾尾间隙过大，出现漏浆漏水问题[6]；（4）盾尾密封油脂的注入速度与掘进速度不匹配可能导致漏浆漏水，或者造成大量浪费的问题[7]；（5）盾尾刷质量差，磨损严重时会形成漏浆通道，导致漏浆漏水，并使得油脂消耗量增大的问题[8-9]。

盾尾密封油脂防水密封性能评价指标的相关性分析
郭世情
【期刊名称】《城市轨道交通研究》
【年(卷),期】2024(27)4
【摘要】[目的]盾尾油脂的性能对盾尾防水密封效果有显著的影响。

盾尾油脂的性能检测指标较多,但这些指标与盾尾防水性能的关系尚未阐明,需对油脂各检测指标与防水性能之间的关系展开研究。

[方法]选取了4种典型的盾尾油脂材料,分别进行了泵送性试验、稠度试验及耐水压密封性试验,获取了4种油脂的泵送量、锥入深度、保压时间及防水失效压力等4个性能指标的测试数据。

基于自主设计的盾尾防水性能试验装置,开展了盾尾油脂的防水性能试验。

采用皮尔逊相关系数法,分析了这4个性能指标与防水性能的相关性。

[结果及结论]具有长纤维的油脂可以抵抗一定的应力,且较好的保压性能。

不同盾尾油脂的防水失效压力有较大差异,其防水失效压力在0.41~0.70 MPa之间,并不是所有盾尾油脂都能满足0.60 MPa的设计防水压力,在油脂选型时应对油脂的性能进行检测。

锥入深度与耐水压密封性、锥入深度与防水失效压力之间均呈高度负相关。

【总页数】5页(P181-185)
【作者】郭世情
【作者单位】中国铁建股份有限公司南京地铁9号线一期工程施工总承包
【正文语种】中文
【中图分类】U455.43
【相关文献】
1.盾构法隧道的盾尾防水密封与盾尾密封油脂
2.盾构法隧道的盾尾防水密封与盾尾密封油脂
3.盾尾密封油脂的抗水压密封性能评价标准研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

盾尾油脂长距离泵送压降及密封性试验研究
凌文
【期刊名称】《建筑科技》
【年(卷),期】2024(8)2
【摘要】通过模拟苏州河段深层排水调蓄管道系统工程中远距离泵送浆液和油脂的实际情况,分别开展浆液和油脂泵送试验,探究泵送过程中浆液和油脂的压力损失情况,并基于效果最佳的油脂开展盾尾密封性试验。

浆液和油脂泵送试验结果表明:100 m长软管对油脂压力的影响程度大于对浆液压力的影响程度;油脂泵送试验中,康纳特油脂泵送效率是4种油脂中最高的,100 m长软管对霍顿牌油脂造成的损失最大,损失率达85.29%。

盾尾密封性试验结果表明:单道钢板刷+4道钢丝刷工况下,盾尾最大可承受水压为12.3 bar,试验全过程均未发生泄漏;单道钢板刷+4道钢丝刷+动态工况下,最大水压承载能力约为12.1 bar,盾尾密封性能满足实际施工的要求。

【总页数】5页(P35-39)
【作者】凌文
【作者单位】上海城建隧道装备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U455.43
【相关文献】
1.盾尾密封油脂的抗水压密封性能评价标准研究
2.基于压缩和油脂逃逸试验的盾尾刷密封性分析
3.盾尾密封油脂耐水压密封性能测试方法研究
4.超高水压盾尾密封性能试验台设计与研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。