泵送性和抗水压密封性是评价盾尾密封脂的2个重要性能指标,但目前国内外尚无统一的测试仪器、测试方法和评价标准。通过调研国内外相关标准和资料,针对盾构机盾尾密封脂使用工况,研制出了泵送性测试仪和抗水压密封测试仪,并建立了相应的测试方法,对于评价盾尾密封脂的性能、研发新的盾尾密封脂、施工选型等具有借鉴意义。

针对国内跨江越河等高水压(0.4~0.8 MPa)盾构施工所需盾尾密封油脂被进口产品垄断的难题,通过正交试验研究盾尾密封油脂各个配方组分之间的相互作用。结果表明:1)增稠流变剂的引入,提供了层间距为5~10 nm的片层结构,为基础油和聚异丁烯提供了进入空间,实现了增稠分散,提高了耐高水压盾尾密封油脂的剪切流变性,保证了稠度与泵送性的平衡;2)不同尺度的天然可降解纤维与配方中其他组分形成复合纤维增强阻水结构,使得耐高水压盾尾密封油脂的水击穿压力达7 MPa,是进口产品的1.75倍。在实现盾尾密封油脂稠度和泵送性适中的同时,大大提高了盾尾密封油脂的抗水压密封性,为我国跨江越河等高水压复杂地层盾构用高端盾尾密封油脂的进一步研发与转化打下坚实的基础。