针对土压平衡盾构施工泡沫剂效用分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com垦蛋雪固⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯G⋯EOT⋯EC⋯HNI⋯CAL⋯EN⋯GIN⋯EE⋯RIN⋯GW⋯OR⋯LD⋯VO⋯L⋯10⋯No．一4土压平衡盾构施工泡沫剂效用分析孙英伟(中铁十三局集团公司)摘要鉴于目前国内泡沫剂技术在辅助土压平衡式盾构施工中存在的一些使用问题，在考虑泡沫剂技术在土压平衡式盾构施工中的应用功效基础上，从泡沫剂自身性质和泡沫混合土力学性质两方面着手，结合土压平衡式盾构施工的原理，阐述了泡沫剂在盾构掘进施工中应用效用分析的手段及相应的指标，为泡沫剂技术在土

2、压平衡式盾构施工中的应用和选择提供实际参考。关键词土压平衡式盾构泡沫剂盾构用泡沫剂的使用至今已有近30年的历史，变化，未经处理进入土仓的土体通常难以获得希望特别是近十年来使用泡沫剂来改良渣土的做法日益的塑性流动性，此时土仓内容易发生“泥饼”、“堵得到工程界的重视，应用范围和规模越来越大，但是塞”等问题，严重影响掘进效率。泡沫的注入可以受诸多因素的影响，对泡沫添加剂的使用多数停留有效解决上述问题。在施工经验的基础上，理论上的研究不够。国内在(3)降低渣土的透水性，土压平衡式盾构机在发泡剂产品的选择、泡沫应用等方面存在较大的盲砂砾层等

3、强透水层地基(>10～5m·S)施工时，目性，对泡沫注入效果的分析目前也没有确定的方开挖面过高的水压力会导致盾构机螺旋输送机出口法及标准。因此，提出一套分析泡沫在盾构掘进施发生地下水大量流失，严重时会发生喷涌。影响掘工中应用技术及效用分析方法对泡沫剂技术在盾构进顺利进行，注入泡沫可以有效降低渣土的渗透性，工程中的应用有着积极的指导意义。有效防止掘进中喷涌的发生。(4)降低切削渣土的内摩擦力，减少刀盘、螺旋1泡沫剂技术在土压平衡式盾构掘进中的输送机的磨损，降低刀盘扭矩，防止机器能耗过高发应用热而发生故障。泡沫剂在盾构施工中的应用是通

4、过无数小气泡2泡沫剂在应用中存在的问题及效用分析组成的泡沫混入到渣土中来实现的。通常我们所称指标确定的意义的注入泡沫实际上是注入气泡。泡沫是典型的气一液二相系，其90％以上为空气，10％为泡沫剂溶液；盾构施工中，盾构机穿越的地层千变万化，有些而泡沫剂溶液90％一99％为水，其余为泡沫剂原区间地层以砂土为主，渗透系数大，地下水易从开挖液。面渗入，导致开挖面失稳和螺旋输送机口喷涌发生；泡沫在土压平衡式盾构施工中的主要作用：有些区间粘粒含量高，刀盘易发生堵塞，导致开挖不(1)减少盾构机机械的磨损。土压平衡式盾构畅、搅拌困难，土仓内易发生

5、结泥饼和闭塞。要想在机在摩擦性较大土体中掘进时，与土体发生作用的上述土体中应用土压平衡式盾构顺利进行地铁隧道刀具极易磨损，通过在刀盘上注入泡沫材料，可以降建设，必须对土压平衡式盾构土仓内的土体进行改低土体的摩擦性，减小刀具的磨损。良，使之满足如下力学性质：土体不易固结排水；土(2)调整土仓内土体塑性流动性，土压平衡盾体处于较理想塑性流动状态；土体具有较低的透水构法掘进过程中，土仓内土体性质如何，将直接影响性。盾构的顺利掘进，切削后的渣土具有良好的塑性流科学应用泡沫添加材料，做到适时、适量的注入动性，不但可以能够使开挖面维持较好的支

6、护压力，泡沫，就能有效的改善土压平衡式盾构土仓内土体而且保证排土顺利进行，在盾构掘进中，由于地层的的状态，使“结泥饼”、“堵塞”、“喷涌”等问题少发[收稿日期]2006—11—3060维普资讯http://www.cqvip.com壬堡墨⋯萋量⋯苎-4．旦⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．蕈厘蚕li生或不发生，在做到上述的前提条件是首先能够对K=VJVo(3)泡沫剂注入土体的效用分析有着比较明确的方法及式中：Vd为消散的泡沫体积；Vo为泡沫初始体手段。同时，目前国内的盾构隧道所用的发泡材

7、料积。盾构施工中，通常在刀盘、土仓、螺旋输送机三多为国外进口(德国及法国)，造价较高，国内自主处布置泡沫的注入口，通过注入泡沫将土仓土体改生产的发泡产品目前多出于研发阶段，尚未大量投良成“塑性流动状态”，并应保持至螺旋输送机口顺入使用，面对未来各类品牌的发泡剂产品，一套相应利排出。这就要求泡沫具有足够的稳定性，以满足的泡沫在盾构掘进中的功效分析指标，能够使得承能够存在于渣土中直至混合土从螺旋输送机排出。包商合理选择适用于自己的泡沫剂产品。所以泡沫稳定性的如何将直接影响其作用的发挥时间，泡沫材料作用的土体处于运动状态，泡沫改良土3泡

8、沫效用分析指标体的作用仅要求从开挖面到螺旋输送机出口这段运确定泡沫剂在土压平衡式盾构掘进中的应用效动过程中，所以泡沫的稳定性如何将直接关系到改果，从两方面考虑，即泡沫剂材料自身的性质及泡沫良效果的持续时间。泡沫的发泡率作为一项可变参与开挖后土层混合