王 凯，文中保

(中国铁建重工集团股份有限公司 特种装备研究设计院，湖南 长沙 410100)

引言

主驱动是盾构机的重要组成部分，其密封性能的好坏直接决定了盾构机水土承压能力的大小[1]。目前盾构机主驱动主要采用唇形橡胶密封，为了提高水土承压能力，一般会设置四道密封唇[2-4]，如图1所示。

图1 盾构机主驱动唇形密封

第一道密封唇外加工迷宫腔P0，腔体内持续注入高纤维油脂抵抗外部泥渣侵入；第一道与第二道密封唇形成的油脂腔P1，其会持续注入油脂，一方面进一步提高主驱动密封能力，另一方面对密封唇进行润滑减磨；第二道与第三道密封唇形成的环腔为油气密封腔P2，即当外部水压超过一定数值时，此腔会注入齿轮油并用空气加压以给密封唇提供支撑力；第三道密封唇与第四道密封唇一般反装，形成泄漏检测腔P3；第四道密封唇主要是密封齿轮箱P4，以免其内部齿轮油泄漏[5-6]。

单道唇形橡胶密封实际承压能力一般在0.3 MPa左右[7]，在水土压力小于0.3 MPa时，依靠油脂腔油脂压力便可抵抗外部水土压力，保证主驱动密封可靠；当水土压力大于0.3 MPa且小于0.6 MPa时，通过对油气密封腔加压亦可抵抗外部水土压力；当盾构机大埋深高水压作业，水土压力超过0.6 MPa时，需分别对油气密封腔、泄漏检测腔及变速箱加压，以抵抗外部高水压，但现有主驱动唇形密封很难抵抗外部水压，外部泥渣会穿透密封侵入主驱动造成盾构机停机、工程延期等不良后果[8-9]。此外……