盾构法施工中泡沫剂效能及改良土体的试验研究

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1、第27卷第2期市政技术Vol.27No.22009年3月MunicipalEngineeringTechnologyMar.，2009文章编号：1009-7767（2009）02-0154-04盾构法施工中泡沫剂效能及改良土体的试验研究刘波，黄俐，杨丹丹，李涛（中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京100083）摘要：通过对自主研发的泡沫剂稳定性和发泡率等试验，得出了泡沫剂性能评价及土体改良后渗透性的变化规律。试验表明，泡沫剂对岩土渗透性能改良效果显著。该试验为复杂岩土盾构施工泡沫剂改良土体研究及工程应用提供了有价值的试验依据。关键词：盾构

2、隧道；土体改良；泡沫剂；效能；渗透性中图分类号：TU528.042.4文献标志码：AExperimentalResearchonEffciencyofFoamingAgentanditsModified-SoilinShieldTunnelingConstructionLiuBo，HuangLi，YangDandan，LiTao（ChinaUniversityofMiningandTechnology（Beijing）Schoolofmechanicsandcivilengineering，Beijing100083，China）Abstract

3、:Afteraseriesofexperimentsreliedontheindependentinventionfoamingagent，thepaperstudiedthestabilityandfrothratioofthefoamandfoundoutevaluatetoefficiencyoffoamingagent.Aftertheexperimentsonclayandsandsoil，thepaperacquiredthechangeruleofthepermeability.Thetestsshowthatthemodifyin

4、gresultoffoamingagentsisremarkableandprovidesexperimentalconclusionforresearchonfoamingagentsmodifyingthecomplexsoilinshieldtunnelingengineering.Keywords:shieldtunneling；soilimprovement；foamingagents；efficiency；permeability随着我国社会经济的发展，地铁等地下交通设施下，笔者主要针对“喷涌”现象进行了大量泡沫剂改良的建设进入了快速

5、发展阶段。在备受关注的地下工程土体的试验，得出了土体经泡沫剂改良后渗透性的变盾构施工技术中，土压平衡式盾构因适用范围广、造化规律，为避免盾构施工中的喷涌提供了重要依据。价低等优点得到广泛的应用，成为隧道技术的主流。1泡沫剂效能试验研究土压平衡式盾构属于封闭式盾构，其关键是将开挖面近10年来，使用泡沫剂改良渣土的做法日益得切削下来的土体在压力舱内调整成一种“塑性流动状到工程界的重视，应用范围和规模也不断扩大。但是态”。但对于卵石层、砂土层等地层，刀盘切削下来进国内外关于泡沫剂的研究情况却报导不多，国内的研入压力舱的土却很难形成这种“塑性流动状态”，

6、主要究尤其不够，施工中也多采用高价的进口产品，研究表现为“喷涌”、“闭塞”、“结饼”和“开挖面失稳”等工开发价低质优的国产泡沫剂显得十分必要和迫切。[1]程现象，给施工带来困难。在国家自然科学基金资助为快速制取泡沫，我们研制了一种新型地下工程[2]岩土改良泡沫发生器和主要成分是阴离子表面活性收稿日期：2008-11-18剂月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠的新型泡沫剂。基金项目：国家自然科学基金项目（50674095，50304012）；教育部发泡率和稳定性是泡沫剂性能的2个重要评价博士点基金（20060290014）；北京市优秀人才资助项目[3]指标。发泡

7、率是指单位体积的泡沫剂溶液所发出气（20071D1600700414）。作者简介：刘波（1970-），男，湖南湘潭人，教授，博士生导师,研究方泡的体积；而稳定性是指泡沫长期静置于空气中而不向为城市地下工程。破灭的性质，其好坏由消泡率来反应，消泡率50%时2009年第2期盾构法施工中泡沫剂效能及改良土体的试验研究·155·[4]所用时间称为气泡的半衰期。因此，通过研究泡沫2.1泡沫剂对黏土渗透性的影响半衰期、泡沫剂发泡率与泡沫剂质量分数（浓度）的关试验采用粉质黏土的渗透系数为0～60min，K20=-6-6系可得出对泡沫剂性能的评价方法。9.309

8、×10；60～120min，K20=6.42×10；120～180min，-6-6试验中，配置的泡沫剂溶液质量分数（浓度）为K20=5.