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泡沫在土压平衡盾构施工中的应用

　本文论述了在土压平衡盾构隧道施工中，可通过加注泡沫改良开挖面土体，扩大土压平衡盾构机适用地层的范围，井结合深圳地铁一期工程华强路—岗厦区间的工程实践，分析总结了在盾构机穿越不同地层时泡沫的应用情况，论证了向开挖面压注泡沫材料来保证开挖面稳定和砂性塑流的优点。

　　1、前言

　　一般土压平衡盾构机适用于内摩擦角小、渗透系数在10负6次m／s以下的易塑流的粘性土层。在砂层、砾石层中，对于颗粒粒径较大的地层，土的摩擦力大，透水性高，切削土的流动性差，不能很好的传递压力，在这种土层中要保持开挖面稳定难度很大。为解决砂性土的塑流，可在开挖土仓中注入泡沫并充分搅拌，改变土的成分，以保证土的流动性和减少土的透水性，使开挖面保持稳定。同时加注泡沫还可减少刀盘与土体的摩擦，降低扭矩，减少壳体与刀盘上粘土的粘着力，有利于排土机构出土，所需的驱动功率就可减少。

　　城市地铁隧道大都需要穿越不同的地层，在一条线路上可能会有部分不适宜土压平衡盾构机施工的地层，这就限制了土压平衡盾构的适应范围，但是如采用万能的泥水盾构则造价比较高，而且需要很大的场地来安置泥水处理循环系统。目前城市地铁施工可提供的场地越来越小，因此为扩大土压平衡盾构机的使用范围，使其能够适应各种不同地层的变化，可采取通过加注泡沫系统的办法来实现这目的，使土压平衡盾构机造价低、容易控制操作的优点得到充分发挥。加泡沫后改变土壤渗透系数、扩大土压平衡盾构机适用渗透系数土体及粒径的范围。

　　2、泡沫的发泡原理和工艺流程

　　2.1 发泡原理

　　发泡系统由泡沫发生器、空压机、储料罐和各种管道泵组成，将发泡剂、聚合物与水混合后，人压缩空气将液体膨胀产生泡沫，通过刀盘上的4个性人口注人开挖仓内。

　　2.2泡沫制造工艺流程

　　2.3 泡沫的膨胀率和注入比

　　（1）泡沫的膨胀率（FER）。FER=（液体的流速1／mm）：（空气的流速1／mm）；FER越大说明泡沫越“稀”或越“湿”，—般取值在1：6～1：15之间。

　　（2）泡沫的注入比（FIR）。FIR=（泡沫加注速率）／（土壤的开挖速率）x100％；—般取值在40％～100％之间。

发布：2007-07-27 12:44 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

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