关于盾尾密封油脂抗水压密封性和泵送性测试的探讨

对国内外盾尾密封油脂的抗水压密封性和泵送性的测试设备、测试方法和评价标准进行梳理和对比。根据中铁五院对盾尾密封油脂的配方与性能的研究成果,结合我国盾构隧道施工中盾尾密封油脂的具体使用情况,推荐抗水压密封性和泵送性的测试设备、测试方法和评价标准,这对制定盾尾密封油脂性能指标的国家标准具有借鉴意义。

盾尾密封油脂的抗水压密封性能评价标准研究

为解决目前国内外盾尾密封油脂抗水压密封测试标准不统一,不能定量测试油脂抗水压密封性等问题,研制出一种新型抗水压密封测试仪,并对国内外常见盾尾密封油脂进行抗水压密封性能测试。经分析,总结油脂抗水压密封机制,并定义水击穿压力测试指标,即实验室25℃下,使用1层网孔孔径为0.76 mm、丝径0.3 mm的金属钢丝网,300 g盾尾密封油脂被水击穿的最小压力。用水击穿压力可定量表征盾尾密封油脂抗水压密封性,进而提出抗水压密封测试标准。

耐高水压盾构用盾尾密封油脂及其性能表征

针对国内跨江越河等高水压(0.4~0.8 MPa)盾构施工所需盾尾密封油脂被进口产品垄断的难题,通过正交试验研究盾尾密封油脂各个配方组分之间的相互作用。结果表明:1)增稠流变剂的引入,提供了层间距为5~10 nm的片层结构,为基础油和聚异丁烯提供了进入空间,实现了增稠分散,提高了耐高水压盾尾密封油脂的剪切流变性,保证了稠度与泵送性的平衡;2)不同尺度的天然可降解纤维与配方中其他组分形成复合纤维增强阻水结构,使得耐高水压盾尾密封油脂的水击穿压力达7 MPa,是进口产品的1.75倍。在实现盾尾密封油脂稠度和泵送性适中的同时,大大提高了盾尾密封油脂的抗水压密封性,为我国跨江越河等高水压复杂地层盾构用高端盾尾密封油脂的进一步研发与转化打下坚实的基础。

盾尾密封油脂耐水压密封性能测试方法研究

采用静液压试验设备与耐水压密封试验装置相结合的方式进行耐水压密封性能试验,测试盾尾密封油脂可封堵的最大金属网孔直径(D_(max)),找出判定密封性能合格与否的测试条件,研究可用于对油脂密封性能进行等级评定的试验指标。结果表明:油脂样品经历2 MPa恒压10 min水压力后,其在可封堵最大金属网孔上形成的密封层可进一步完成3.5 MPa恒压60 min耐水压密封试验;将一层金属网、D_(max)、3.5 MPa恒压60 min无水渗漏作为耐水压密封性能合格判定条件,使用可封堵最大金属网孔直径与最大水击穿压力进行密封等级评定,结果表明两种测试方法效果均不理想,建议使用合格判定条件+渗油质量协同表征油脂样品耐水压密封性能。

一种盾尾密封油脂的配方研究与性能表征

采用正交试验法获得了WY盾尾密封油脂的优化配方,其配方组成为性能优异的基础油、复合黏度指数改进剂、天然可降解纤维和颗粒填充剂等。采用自制抗水压密封装置和熔融流动速率仪表征其抗水压密封性和泵送性,并将其与国内外同类产品进行比较。结果表明,该产品的抗水压密封性能与CONDAT产品一致,在3.5 MPa下,不漏水;泵送性是国内某品牌油脂的2～3倍,使该性能指标进一步接近国际水平。

盾构用盾尾密封油脂抗水压密封研究

盾尾油脂的抗水压密封性能测试仪器、测试方法和评价标准的国内外情况进行了总结比较。根据对盾尾油脂抗水压密封性能的研究以及国内盾尾密封油脂使用,借鉴国内外盾尾密封油脂抗水压密封性的评价标准,推荐了适合我国高水压盾构施工条件的评价标准。这对我国在高水压盾构施工时选择合适的盾尾密封油脂提供借鉴。

增黏剂对盾尾密封油脂性能影响的试验研究

为解决盾尾密封油脂在生产制备过程中增黏剂的选取和用量问题,分别选取松香树脂、萜烯树脂、古马隆树脂以及聚异丁烯四种增黏剂进行试验研究。试验结合盾尾密封油脂的产品特性和使用要求,通过比较其泵送性、表观粘度、抗水压密封性、粘附性和锥入度等指标,最终筛选出综合效果最佳的聚异丁烯增黏剂,确定其最佳用量为8%~10%。有助于工程实践中更好的提高盾尾密封油脂的使用性能。

盾构机用盾尾密封脂性能测试仪及测试方法的研究

泵送性和抗水压密封性是评价盾尾密封脂的2个重要性能指标,但目前国内外尚无统一的测试仪器、测试方法和评价标准。通过调研国内外相关标准和资料,针对盾构机盾尾密封脂使用工况,研制出了泵送性测试仪和抗水压密封测试仪,并建立了相应的测试方法,对于评价盾尾密封脂的性能、研发新的盾尾密封脂、施工选型等具有借鉴意义。

富水地层土压平衡盾构盾尾密封特性数值模拟

为解决盾构穿越富水砂质地层时盾尾密封失效所引发的开挖面稳定性不足,隧道结构自身承载力差和隧道易渗漏等一系列工程问题,依托南昌轨道交通四号线盾构隧道交通工程,开展盾尾密封流体动力学研究,分析盾尾油脂在盾尾密封装置中的流动规律并通过油脂流动的压力场、速率场及体积相分布对其进行探究。数据表明:在加压瞬间,盾尾密封油脂与高压水有较为整齐的交界面。随着盾尾泄漏程度不断加大,速率峰值点由入口上端转移至尾刷处,且随着水压进一步入侵,速率影响范围进一步加大;压力分布模式也由初始均匀扩散向压力稳定分布转移,且高压区与低压区之间存在明显的多孔介质压力过渡区。

安达环保型盾尾密封油脂的研究与应用

对安达环保型盾尾密封油脂的组成、作用、性能指标、现场使用和总结进行了梳理。从微观结构上探讨其组分的作用以及如何影响其宏观使用性能,并展示其详细的性能指标;通过产品的现场使用,总结出了不同的温度环境、不同的地层下,使用不同型号的盾尾密封油脂。这对我国不同地区、不同施工地层等选择高性价比的盾尾密封油脂提供参考。

盾尾密封油脂的研究现状与发展趋势

盾尾密封油脂作为盾尾密封系统主要的防水密封材料,不仅能保护盾尾密封结构,还能有效阻隔地下水和同步注浆浆液,保障盾构的顺利进行。本文从文献资料和专利角度系统阐述了国内外盾尾密封油脂的发展历程,总结产品专利技术、性能检测技术以及技术标准现状;并针对盾构隧道施工发展需求,提出建立行业标准的重要性,研制出宽温域、高性能、耐超高水压、生态友好型盾尾密封油脂是发展趋势,强调强化盾尾密封油脂基础研究的必要性。