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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (4): 705-711.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.04.009
李英发, 陈彦涛, 姜海峰, 张耀鑫, 曾婧, 李焕旭, 王彪, 张国鹏
LI Yingfa, CHEN Yantao, JIANG Haifeng, ZHANG Yaoxin, ZENG Jing, LI Huanxu, WANG Biao, ZHANG Guopeng
摘要: 为保持滚刀浮动密封的有效性,滚刀内外压力差需要控制在0.3 MPa内,而工作环境水压可以达到1.4 MPa,因此需要设计自适应压力平衡结构降低滚刀内外压差。常规的活塞式平衡阀经常由于高压环境下的岩渣堵塞或者O型圈动密封快速磨损导致滚刀浮动密封失效。因此针对高水压环境下滚刀内外压力自动可靠平衡问题,设计了自适应平衡橡胶套管: 通过气囊变形响应外界压力变化,实现滚刀内介质对于外界压力变化的动态跟随功能。首先,采用理论分析的方法研究橡胶套管自适应平衡机制,并基于仿真与理论分析相结合的方式给出自适应平衡橡胶套管性能评估方法; 其次,通过套管参数的敏感性分析给出优选的结构参数、试制等径式橡胶套管,并进行压力跟随试验,发现输入压力为0~0.6 MPa时,内外压差为0.12 MPa; 最后,将试制橡胶套管应用在盾构滚刀项目中,滚刀运行状况良好。