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摘要:重點介紹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,纖維可以提高盾尾密封脂的抗水密封性。關(guān)鍵詞:盾構(gòu)機(jī);盾尾密封脂;抗水密封性;泵送性;高分子合成液;纖維
盾構(gòu)技術(shù)是目前國際上發(fā)達(dá)國家較為廣泛采用的地下隧洞全機(jī)械化開挖施工技術(shù),盾構(gòu)技術(shù)運用的關(guān)鍵是使用了盾構(gòu)機(jī),盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)法施工中的主要施工機(jī)械。盾構(gòu)施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法,盾構(gòu)機(jī)(又稱全斷面隧道挖掘機(jī))在地下掘進(jìn),在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩(wěn)定的同時,在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行隧洞的開挖和襯砌作業(yè)。
盾構(gòu)機(jī)(TunnelingBoringMachine,簡稱TBM,中文直譯為隧道挖掘機(jī))體積龐大,直徑一般為3m~10m,長200m以長,重200t以上。按盾構(gòu)方式分為泥漿式盾構(gòu)機(jī)和土壓平衡式盾構(gòu)機(jī),均用密封脂對盾尾實施密封,因此對密封脂的密封性,抗水性和泵送性提出了嚴(yán)格的要求。
1盾構(gòu)機(jī)對密封脂的要求
盾構(gòu)機(jī)密封脂用于盾構(gòu)機(jī)的尾部,起到密封地下水(淡水或海水)、密封泥槳和密封膨潤土泥槳(如使用)的作用。
盾尾密封脂都是采用機(jī)泵加入,因此盾構(gòu)機(jī)密封脂中最重要的性能即是泵送性和抗水密封性,另外還應(yīng)具有較好的粘附性。表1是某進(jìn)口盾尾密封脂的技術(shù)參數(shù)。從表1可看出,盾尾密封脂與普通潤滑脂或密封脂有很大的區(qū)別,盾尾密封脂是一種粘稠的膏狀物,從嚴(yán)格意義上講不屬于潤滑脂的范疇。表1中的絕大多數(shù)試驗方法都不是為潤滑脂設(shè)計的,如JISA5758爬行時間是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中建筑用密封材料(填縫劑)的試驗方法。盾構(gòu)機(jī)實際使用盾尾密封脂是用機(jī)泵來輸送的,從表1還可看出,此類脂的錐入度為3號,要求如此粘稠的物質(zhì)要有很好的流動速率,故泵送性是盾尾密封脂的技術(shù)關(guān)鍵之一。盾尾密封脂的用途就是密封水,包括地下水、泥漿,所以水密封性或稱抗水密封性就是盾尾密封脂的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。
2泵送性
盾構(gòu)機(jī)密封脂泵送性的試驗方法是ASTMD1092,即密封脂在特定的壓力下通過一定管徑的毛細(xì)管時的流量,以g/min表示,毛細(xì)管的管徑不一樣,測定的值就有很大的區(qū)別,表1中的泵送性修正值就是針對毛細(xì)管而言的。
為保證盾尾密封脂的粘附性,盾尾密封脂組分中一般使用了高分子合成液,高分子合成液的分子量對盾尾密封脂泵送性的影響見表2。由表2可看出,一般而言,高分子合成液的分子量越大,盾尾密封脂的泵送性越好。
3抗水密封性
抗水密封性是盾尾密封脂的關(guān)鍵性能,抗水密封性不好,盾構(gòu)機(jī)在實際使用過程中很可能發(fā)生透水事故,造成機(jī)毀人亡的重大事故,所以抗水密封性是盾尾密封脂所必須具備的性能。為了保證盾尾密封脂的抗水密封性,一般都加入了一定的纖維,這些纖維在盾尾密封脂中起到骨架的作用,保證在高水壓下的密封性。
根據(jù)歐洲建筑用特殊化學(xué)品聯(lián)合會(EFNARC)“隧道挖掘特殊產(chǎn)品規(guī)范與指南”(SpecificationandGuidelinesfortheUseofSpecialistProductsforSofGroundTunneling)的規(guī)定,測定盾尾密封脂抗水密封試驗要求抗水密封壓力在3MPa以上。
4結(jié)束語
中國地鐵建設(shè)的前景很廣闊,目前在地鐵建設(shè)中有多臺盾構(gòu)機(jī)已投入使用,隨著中國地鐵建設(shè)大量地使用盾構(gòu)機(jī)[1],盾構(gòu)機(jī)盾尾密封脂的需求量必然會大增,盾尾密封脂具有廣闊的發(fā)展前景。加強(qiáng)對盾尾密封脂的研究開發(fā),實現(xiàn)盾尾密封脂的國產(chǎn)化具有積極的意義。
參考文獻(xiàn)
1 施仲衡.盾構(gòu)機(jī)在中國地鐵建設(shè)中的應(yīng)用.建筑機(jī)械,2002,(5):20~22
