一、帘布橡胶板是什么?
帘布橡胶板是盾构法和顶管法隧道施工中的核心密封装置,由多层高强度纤维帘线 (尼龙 / 聚酯 / 芳纶) 作骨架,上下覆以特种橡胶 (氯丁橡胶 / 三元乙丙橡胶) 经硫化而成的圆环形复合弹性材料。
核心结构:
- 基体橡胶层:提供弹性、密封性和耐环境性 (耐酸碱、抗老化)
- 帘布增强层:多层纤维帘线呈 45° 斜交排列,形成 "网状受力结构",增强抗拉强度 (≥1200N/5cm),防止撕裂
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- 环形结构:中心圆孔直径比盾构机 / 顶管机外径大 50-100mm,形成密封间隙
工作原理:盾构 / 顶管机通过时,帘布随设备外壁变形并保持紧密贴合,形成 "动态密封屏障",压力越大密封效果越好,可抵抗 0.6-1.2MPa 水压,防止地下水和泥沙涌入工作井。
二、盾构机帘布橡胶板注意事项
1. 选型与材料选择
工程条件
推荐选择
注意事项
水压等级
≤0.3MPa 选 3 层帘布;0.3-0.6MPa 选 5 层;>0.6MPa 选 7 层芳纶增强
高水压工况必须选带金属骨架型
地质条件
软土 / 砂土选氯丁橡胶;含油地层选丁腈复合;高温环境选三元乙丙
氯丁橡胶耐油性优,三元乙丙耐高温 (150℃)
盾构直径
4-10m 选聚酯帘布;>10m 选芳纶帘布
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大直径盾构必须考虑帘布抗拉强度
特殊环境
高寒地区选 - 50℃专用配方;沿海地区选防盐雾型
温度超过橡胶耐受范围会导致弹性大幅下降
衡水中筑建议:优先选用三元乙丙 + 多层高强度帘布复合结构,抗拉强度≥1500N/5cm,适应≥0.5MPa 高水压环境,特殊环形金属骨架设计可抵抗 1.2MPa 水压。
2. 安装要点(成败关键)
安装前准备:
- 检查帘布规格 (直径、螺栓孔间距),确认无破损、裂纹或老化
- 配套件 (圆环板、扇形翻板、螺栓) 齐全,材质符合设计 (Q345B/Q355ND)
- 洞门钢环表面清理干净,螺栓孔畅通,涂抹专用润滑剂
安装步骤:
- 帘布预定位:采用 8 点对称吊装,用尼龙吊带平稳吊至洞门,中心圆孔对准钢环中心
- 固定帘布:安装圆环板→穿入高强螺栓 (8.8 级)→按对角线顺序分三次拧紧 (初拧 30%→复拧 70%→终拧 100%)→扭矩控制在 250-300N・m
- 安装扇形翻板:与圆环板销轴连接→调整角度 (通常 60°)→安装防脱装置 (钢丝绳 / 葫芦)
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关键注意事项:
- 帘布内缘必须涂抹专用硅基润滑剂,摩擦系数降低 30%,延长帘布寿命
- 安装后 48 小时内环境温度控制在 15-35℃,湿度≤70%,防止变形
- 盾构通过前,在帘布内表面再涂一次润滑剂,减少摩擦阻力
3. 使用与维护要点
盾构通过监控:
- 推进速度≤15mm/min,密切观察帘布变形和密封情况
- 盾构机刀盘贴近帘布前,再次检查润滑效果
- 盾尾通过后,立即检查帘布是否有损伤,必要时修补或更换
使用次数与寿命:
- 帘布橡胶板使用寿命约 10 次 (视工况而定)
- 当出现密封效果下降、明显变形或破损时,必须及时更换
- 长期停用 (>30 天) 应在帘布表面涂防护蜡,防止老化
常见问题与解决方案:
问题
原因
解决方案
帘布局部破损
盾构姿态偏差大 (>50mm)
采用 45° 斜交帘布线 + 环形金属骨架结构,抗变形能力提升 60%
密封效果不佳
帘布硬度不足 / 安装不紧
高水压工况使用邵氏 70±5A 特种配方,确保螺栓紧固均匀
翻板翻转不灵活
安装角度不当 / 润滑不足
出厂预设 60° 最佳翻转角度,使用专用润滑剂
三、顶管机帘布橡胶板特殊注意事项
1. 与盾构机帘布的主要区别
结构差异:
- 顶管机帘布常采用矩形或椭圆形结构 (适应顶管机断面),而盾构机帘布为圆形
- 顶管帘布增强层密度更高,抗拉伸强度要求≥1800N/5cm (因顶进过程震动更大)
- 顶管帘布橡胶硬度略高 (邵氏 A 70±5),以适应顶进时的轴向压力
工作特点:
- 顶管机推进速度更慢 (5-10mm/min),但持续时间更长,帘布需承受长期挤压
- 顶管机纠偏频率高,帘布需适应更大的姿态变化 (±70mm)
- 顶管机停机时间长,帘布易因长期压缩产生永久变形
2. 顶管机帘布特殊注意事项
选型重点:
- 必须根据顶管机断面形状定制 (矩形 / 椭圆形),圆角处需特殊加强
- 选用高硬度 (邵氏 A 70±5)、低压缩永久变形 (≤15%) 的橡胶配方
- 帘布增强层采用 "井" 字形排列,提高各向同性强度
安装要点:
- 顶管机帘布安装需特别注意轴线对准,偏差≤2mm,否则顶进时易造成帘布撕裂
- 螺栓紧固采用 "十字对称法",确保帘布受力均匀
- 顶进前在帘布内侧粘贴聚四氟乙烯减摩层,摩擦系数降至 0.05 以下
使用维护:
- 顶进过程中每推进 50cm,需向帘布内缘注入专用润滑剂
- 顶管机每次停机超过 2 小时,应放松螺栓,减轻帘布长期受压
- 顶进完成后,立即检查帘布磨损情况,必要时更换后再进行下一次顶进
四、帘布橡胶板使用的 "黄金法则"
- 防损伤:避免与尖锐物接触,盾构机外壳确保无凸起或锐边
- 控润滑:内缘必须使用专用润滑剂,严禁使用机油等矿物油 (会加速老化)
- 严监测:盾构 / 顶管通过全程监控帘布变形,出现异常立即停机检查
- 定期换:达到使用次数上限或出现明显老化、损伤时,必须及时更换
- 档案化:建立帘布使用档案,记录使用次数、工况和维护情况
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