盾构机被称为“地下工程之王”。
在地铁、隧道、市政管廊等工程建设中,盾构机承担着掘进施工的重要任务。一台大型盾构机往往价值数千万元甚至上亿元,其运行状态直接影响整个工程进度。
然而,对于盾构机而言,最难解决的问题之一并不是刀盘磨损,而是设备内部大量关键连接点的状态监测。

(无源无线垫片式压力传感器在盾构机中的应用 图源:摄图网)
盾构机工作时会产生巨大的振动和冲击载荷。刀盘切削岩土、推进油缸施压、螺旋输送机运转等工况都会对结构连接产生持续影响。
例如刀盘连接螺栓、主驱动连接螺栓、推进系统固定螺栓以及管片拼装设备连接部位,都是典型的关键监测点。
这些部位一旦出现预紧力下降,不仅会影响设备运行效率,还可能导致重大机械故障。
问题在于,盾构机内部空间狭窄、结构复杂,很多连接点位于封闭区域,人工检测极为困难。
更现实的是,盾构机在地下连续掘进过程中,很难频繁停机进行检查。
因此,行业一直希望能够实现对关键螺栓的在线监测。
但传统有线方案在盾构机上面临明显挑战。设备振动剧烈,线路容易损坏;空间有限,布线施工复杂;潮湿泥浆环境也会影响系统可靠性。
无源无线垫片式压力传感器则展现出独特优势。
该传感器可直接替换原有垫片安装,无需增加复杂结构,也不会占用额外空间。
由于无需电池和电缆,因此能够适应盾构机长期振动、高湿、高粉尘的工作环境。
更重要的是,该技术能够在设备运行过程中实时监测螺栓预紧力变化。
这意味着管理人员不再需要等待设备停机检查,而是能够随时掌握关键连接部位的健康状态。
例如,在硬岩地层掘进过程中,刀盘连接区域受到更大冲击载荷,系统能够实时记录受力变化趋势;当某些连接点出现异常衰减时,系统可以提前发出预警。

(无源无线垫片式压力传感器在盾构机中的应用 图源:摄图网)
对于盾构施工企业而言,一次非计划停机往往意味着巨大的经济损失。而提前发现连接隐患,则能够显著降低故障风险,提高施工效率。
随着智慧隧道和智能装备的发展,无源无线垫片式压力传感器正在为盾构机赋予新的能力——让设备能够实时感知自身状态,从而实现更加安全、高效的地下施工。


