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盾构机主驱动密封系统研究
作者：王豪
来源：《科学与信息化》2018年第14期
摘 要 本文通过比较市场上常见盾构机主驱动密封系统的异同，从密封结构的密封机理出发，分析不同厂家密封结构的优缺点，进而提出主驱动密封系统在设计、装配和运转过程需要注意的问题和优化建议，为盾构机设计和维保人员提供参考。 关键词 盾构机；主驱动密封；密封机理；失效形式 引言
盾构机作为一种应用于地下工程施工的特种装备，其特殊的工作环境决定了其各个系统设计的安全性需求较高，盾构机的刀盘驱动密封系统是盾构机的最核心系统之一，主驱动密封系统性能的好坏直接决定盾构机性能的发挥，而且密封系统的失效在地下环境下很难修复，修复的成本将是惊人的，还会为整个工程带来巨大的安全风险。工程人员结合实际工程案例分析了主驱动密封失效的主要原因和预防措施[1-2]。
日立造船为美国一公路隧道施工定制的开挖直径为17.5米的“伯莎”号盾构机在地下仅仅掘进了300米就发生了主驱动密封系统故障，盾构机无法在地下后退，密封件也无法在地下更换。经过长时间的研究和方案比较，最终施工方决定采用在“伯莎”的前方开挖竖井并取出刀盘进行维修的办法。此次主驱动密封系统的故障为项目带来1.5亿美元的损失和将近两年的而工期延迟。上述主驱动密封系统失效的主要原因可能是在设计、装配、密封材料选型或者后期使用过程中维护不到位造成，因此，非常有必要对盾构机主驱动密封系统从密封结构形式、密封的组合结构和密封结构的密封机理等方面做深入研究。 1 主驱动密封系统的主要结构形式 1.1 基本密封结构的组合形式
各个不同的盾构机厂家对主驱动密封系统设计的结构形式是不同[3]。为了达到良好的密封效果，大多采用不同的密封结构组合成密封系统，实现土仓内水土压力和主驱动箱内驱动组件的有效隔离。常见的组合形式有以下几种：（1）机械迷宫密封+（2～5）道单唇口唇形密封，如图1所示。
（2）机械迷宫密封+（2～5）道单唇口压紧环密封，如图2所示。 （3）机械迷宫密封+（1～2）道多唇口唇形密封。
（4）机械迷宫密封+1道多唇口密封+（2～3）道单唇口密封，如图3所示。
盾构机主驱动密封系统研究
