[发明专利]一种盾尾密封系统中密封刷磨损量的在线监测方法

说明书

本发明提供了一种盾尾密封系统中密封刷磨损量的在线监测方法，包括以下步骤：步骤1、将需要监测磨损的盾尾密封刷两侧的油脂腔内注入油脂。前腔油脂压力大于后腔油脂压力。前后腔油脂压力差保证油脂由前腔向后腔流动；步骤2、记录前后腔压力差及前腔油脂的泄漏率，结合前后腔压力差‑泄漏率‑盾尾密封刷磨损曲线，即可确定盾尾密封刷的磨损量，实现盾尾密封刷磨损的在线监测，提高盾尾密封系统的密封效率和密封性能。

技术领域

本发明涉及隧道掘进施工领域，具体的是一种盾尾密封系统中密封刷磨损量的在线监测方法。

背景技术

盾构法施工以其安全、高效的特点，已成为隧道工程中一种重要的施工方法。这种工法施工通过采用盾壳支撑前方和上部土体，并采用密封措施防止盾壳外部水土侵入盾体内，从而可有效地保证盾构施工人员的安全。后盾与管片之间的密封称为盾尾密封系统。盾尾密封系统是土压/泥水盾构中防止地下水、沙土、泥水和注浆液渗漏进入尾盾的关键装置。常见的盾尾密封系统包含多道尾刷，尾刷间形成油脂腔。盾构掘进时，通过注脂泵向油脂腔内注入足够的盾尾油脂，盾尾刷与衬砌相互挤压，达到密封的目的。在盾构机掘进过程中尾刷压紧管片并产生相对运动。因此，尾刷在较大的预紧力下很容易产生磨损，若磨损过度没有及时更换，很容易引起油脂腔的泄露从而导致盾尾密封系统破坏。盾尾密封系统一旦破坏，则盾体外的水土、背填浆液很容易穿透盾尾密封进入盾体内，出现盾尾漏浆、漏水现象，严重影响盾构掘进施工，甚至造成地面沉陷、水淹隧道等事故。盾尾密封损坏情况相当普遍，对施工安全、设备安全、人员安全形成重大威胁，对盾构顺利掘进形成重大挑战。

发明内容

为了实时监测盾尾密封刷的磨损量，本发明提供了一种盾尾密封系统中密封刷磨损量的在线监测方法，所述盾尾密封系统中密封刷磨损量的在线监测方法能监测盾尾密封刷的磨损量，并可以设置磨损预警值提示技术人员定期更换盾尾密封刷，从而避免密封仓的泄露，保障盾构机掘进工作的持续高效进行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种盾尾密封系统中密封刷磨损量的在线监测方法，所述盾尾密封系统含有多道密封刷，密封刷的前后两侧分别含有油脂腔，所述盾尾密封系统中密封刷磨损量的在线监测方法包括以下步骤：

步骤1、向待测的密封刷前侧和后侧的油脂腔内注入密封油脂，使该密封刷前侧的油脂腔内的压强大于该密封刷后侧的油脂腔内的压强，测量该密封刷前侧的油脂腔内的压强，测量该密封刷后侧的油脂腔内的压强，测量向该密封刷前侧的油脂腔注入所述密封油脂的注入量和注入时间；

步骤2、得到待测的密封刷的前后油脂腔压强差，计算出待测的密封刷的泄漏率，根据前后油脂腔压强差-泄漏率-盾尾密封刷磨损量关系曲线，确定待测的密封刷的磨损量。

本发明的有益效果是：

1、通过监测压强差和泄漏率间接计算尾刷的磨损量，不需要设计电路系统，因此不受环境和电磁干扰，在大型监测环境下更加稳定。

2、能够监测盾尾密封刷的磨损量，并可以设置磨损预警值提示技术人员定期更换盾尾密封刷，从而避免密封仓的泄露，保障盾构机掘进工作的持续高效进行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述盾尾密封系统的示意图。

图2是所述设定前后油脂腔压强差值为0.1MPa时的泄漏率-盾尾密封刷磨损量关系曲线。

图3是所述设定前后油脂腔压强差值为0.5MPa时的泄漏率-盾尾密封刷磨损量关系曲线。

图4是所述设定前后油脂腔压强差值为1MPa时的泄漏率-盾尾密封刷磨损量关系曲线。