[发明专利]一种盾尾刷密封性能测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种盾尾刷密封性能测试装置及其测试方法，它包括框架、压力测试槽、上盖、压力监测装置；在所述压力测试槽的槽内底面上安装有多个待测试的被测尾刷；所述每个被测尾刷的内部均分别通过密封穿装在压力测试槽底板上所开设的供油通孔内的油脂管路与供油系统相连通；在被测尾刷倾斜方向最右端的腔体内通过密封穿装在压力测试槽底板上所开设的供浆通孔内的泥浆管路与浆液注入系统相连通；所述压力监测装置的压力信号输入端分别通过电缆与分别设置在高压腔和低压腔内的压力检测器相连接；采用该装置可实现对不同压力条件下盾尾刷选型和尾刷布置设计，避免因尾刷选型不当造成泄漏带来的隧道施工风险。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种盾尾刷密封性能测试装置及其测试方法。

背景技术

在采用盾构进行隧道施工过程中，盾尾刷本身价值不高但是对盾构施工具有决定其成败的影响。盾构施工过程中主要是依靠在一个刚性壳体的掩护下，并通过安装管片不断向前掘进。因为掩护的壳体通过推进油缸不断向前掘进，为了保证壳体不把管片挤伤或者损坏，壳体与管片外侧之间留有一道环形缝隙，而管片外侧就是地下高压状态，内侧为常压工作状态，在实际工作过程中就是通过盾尾刷实现对刚壳体与管片外侧之间的环形缝隙进行密封。

在现有盾构设计过程中，常规的工程设计主要是依靠经验，国外的盾构安装4道尾刷，我们也安装4道，因为常规的工程压力低，如普通地铁只有2-3bar的压力，一般不会出现大的密封问题，但是随着我国经济的发展，各种大直径、高埋深水下隧道越来越多，如已经完成施工的纬三路隧道、崇明隧道、武汉过江隧道、广深港狮子洋铁路隧道、正在修建佛莞城际铁路狮子洋隧道、苏埃通道等，而目前我国正在筹划修建的琼州海峡隧道、渤海湾隧道等，特别是琼州海峡隧道埋深达170米，目前隧道施工行业尚无相关经验，因此对其施工的盾构必须采用科学的手段进行相关计算和实验验证。而盾尾刷对管片与护盾壳体之间的密封起着至关重要的作用，因此有必要针对盾尾刷密封性能进行相关的物理实验研究，通过开展物理实验，不但可以实现对目前现有水下盾构尾刷性能进行优化，也可对即将建设的超深埋隧道盾尾设计提供指导。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，而提供一种盾尾刷密封性能测试装置及其测试方法。

本发明实现上述目的所采用的技术方案是：一种盾尾刷密封性能测试装置，它包括框架，安装在框架两侧立柱之间中部的压力测试槽，扣装在压力测试槽上面的上盖，以及安装在框架上部的压力监测装置；所述上盖两侧安装有用于开启上盖的提升装置，在所述压力测试槽的槽内底面上以同向倾斜的方式间隔安装有多个待测试的被测尾刷，每个被测尾刷宽度方向的两侧面与压力测试槽槽体宽度内侧面密封贴合，每个被测尾刷的上端沿与上盖底面紧密贴合；所述每个被测尾刷的内部均分别通过密封穿装在压力测试槽底板上所开设的供油通孔内的油脂管路与供油系统相连通；在被测尾刷倾斜方向最右端的腔体内通过密封穿装在压力测试槽底板上所开设的供浆通孔内的泥浆管路与浆液注入系统相连通；所述压力监测装置的压力信号输入端分别通过电缆与分别设置在高压腔和低压腔内的压力检测器相连接。

进一步的，所述压力测试槽的上开口端面设置有环形的密封槽，所述密封槽与上盖下面设置的密封凸起相配合，并在密封槽内底面与密封凸起的下面之间设置有密封圈。

进一步的，所述提升装置为分别竖直设置在上盖两侧的液压油缸，所述液压油缸的伸缩杆端与上盖两侧的连接耳相连接，液压油缸的底部与框架下部设置的油缸座相连接。

进一步的，在所述压力测试槽的前面设置有用于观察压力测试槽内部油脂注入状况的观察窗。

进一步的，所述供油系统为安装在压力测试槽下部框架上的油脂站，所述油脂站的出油口通过油脂单向阀与油脂管路相连通。

进一步的，所述浆液注入系统为安装在压力测试槽下部框架上的泥浆站，所述泥浆站的出浆口通过泥浆单向阀与泥浆管路相连通。

进一步的，所述被测尾刷的下端安装在C形钢板的槽体内并通过螺栓固定在压力测试槽的槽内底面上。