盾构机专用泡沫剂介绍
盾构泡沫剂产品参数标准
泡沫剂产品介绍
产品介绍：
本产品由起泡剂、稳泡剂等多种表面活性剂和其他润滑材料调制而成。
是专门针对盾构机在隧道施工中的一种辅助材料，对不同土壤的适应性强。
能使砂岩类土体得到良好的止水性和润滑作用，并具有一定的支撑作用；对粘性土发挥良好的润滑作用，减少壳体与刀盘上的粘土附着力，有效降低扭矩，改善盾构作业参数，为盾构机的正常掘进提供有力的保障。
产品性能：
1、改良土壤塑性，以提供均匀可控的支撑压力使工作面稳定；
2、增加泥土的流动性，减小摩擦系数，降低能耗；
3、使泥土均质化，调整土仓压力，有效降低扭矩，防止堵塞发生；
4、减少渗透，加强工作面的密封性。
技术指标：。
盾构机泡沫系统原理与应用总结归纳
精心整理盾构机泡沫系统原理与应用0 引言泡沫是一种调节介质，由发泡剂与水的混合液和压缩空气相混合，经泡沫发生器发泡成30～400um微细乳状泡沫，注入到掘削面和土仓，确保渣土顺利排出，保不可少的添加剂。
1 泡沫系统的组成与原理1.1成，如图???点?1个水泵，流量为133l/min?1个泡沫泵流量为5l/min?混合液控制装置?压缩空气控制装置图1 ?4个泡沫发生器?测量装置及其控制?用水冲洗时的切换装置1.2泡沫系统的原理水和发泡剂的混合是在混合液的控制装置完成。
发泡剂装在可更换的罐中，发泡剂通过定量泡沫泵供给，水通过定量水泵供给，二者混合后再通过流量控制装置供给到相关管路。
量是通过SPC22图3图2是泡沫系统参数的输入面板，其中管路1-4为泡沫系统四条管路的流量（l/min）；FER为发泡率=单条管路泡沫流量/单条管路液体流量；FIR为注入率=注入泡沫总量/开挖渣土的容积；流量为自动模式下每条管路泡沫量占总泡沫量的百分比；泡沫浓度为发泡剂在水溶液中的浓度；工作仓最大土压为泡沫系统自动停止工作时的最大土仓压力。
图3是泡沫系统参数的显示面板，泡沫系统工作状态有四种：停止、自动、半自动和手动。
泥土压力为1号土仓压力与3号土仓压力的平均值，该值如果超过工作仓最大土压，泡沫系统就停止。
混合液流量显示了混合液的流速与总流量，每环更新；压力显示泡沫管路当前压力值；空气实际值显示管路空气流量实际值；空气目标值显示管路空气流量目标值；混合液体实际值显示管路混合液体流量实际值；混合液体目标值显示管路混合液体流量目标值=每条管路流量/FER。
泡沫系统的操作方式有三种，分别是手动模式、半自动模式和自动模式。
在启用泡沫系统前，过SPC设置范围为和FIR，对注入的泡沫进行控制。
3半自动模式和自动模式为主，现在就以两个工程实例来说明泡沫系统的使用。
3.1采用半自动模式适应基岩隆起地层的推进深圳滕创瑞科技有限公司经营的泡沫所在深圳地铁三号线3102标工程刚刚通过38米长的，基岩高度最大为 3.8米的基岩隆起区。
盾构机泡沫系统原理与应用---精品管理资料
盾构机泡沫系统原理与应用0 引言泡沫是一种调节介质，由发泡剂与水的混合液和压缩空气相混合,经泡沫发生器发泡成30~400um 微细乳状泡沫，注入到掘削面和土仓，确保渣土顺利排出，保持掘削面稳定,适合于靠土压支持的盾构在掘进过程中泥土粘性非常高的意外情况.由于经泡沫调节后的土壤具有良好的流动性和塑性以及防水渗透性，所以泡沫的使用扩大了土压平衡盾构机适宜开挖的土壤范围，同时大大降低了刀盘扭矩，减少了刀具的磨损.目前，土压平衡盾构机大都配备了泡沫系统，泡沫也成为渣土改良必不可少的添加剂。
1 泡沫系统的组成与原理1.1泡沫系统由以下部件组成,如图1:•刀盘上有8个注入点•土仓压力板上有4个注入点•螺旋输送机上有4x2个注入点•1个水泵，流量为133l/min•1个泡沫泵流量为5l/min•混合液控制装置•压缩空气控制装置图1•4个泡沫发生器•测量装置及其控制•用水冲洗时的切换装置1。
2泡沫系统的原理水和发泡剂的混合是在混合液的控制装置完成。
发泡剂装在可更换的罐中，发泡剂通过定量泡沫泵供给，水通过定量水泵供给，二者混合后再通过流量控制装置供给到相关管路.泡沫是在泡沫发生器内用空气对液体进行搅拌混合而获得的。
空气和液体的剂量是通过SPC操作单元和流量计来计量的.是否进行调整主要是根据掘进速度、支持压力和所给的配方来决定。
泡沫发生系统有三种操作模式：手动、半自动和全自动。
通过控制可控制球阀，盾构机操作手通过泡沫系统的显示面板按钮或开关元件向有关注入点将泡沫注入到刀盘前端、土仓和螺旋输送机内.图2 图3图2是泡沫系统参数的输入面板,其中管路1-4为泡沫系统四条管路的流量（l/min）；FER为发泡率=单条管路泡沫流量/单条管路液体流量；FIR为注入率=注入泡沫总量/开挖渣土的容积；流量为自动模式下每条管路泡沫量占总泡沫量的百分比；泡沫浓度为发泡剂在水溶液中的浓度；工作仓最大土压为泡沫系统自动停止工作时的最大土仓压力。
浅谈泡沫剂及分散剂在盾构施工中的应用PPT课件
23
粘土分散剂
降低堵塞、粘性、输送问题等风险
Increase the TBM speed 增加TBM掘进速度
3. Polymers 聚合物
Increase soil adhesion, impermeability 增加土壤粘性，抗渗透性
Decrease liquid soil consistency 降低湿渣土的稠度 Decrease settlements 减少沉降
15.06.2005
5
what is foam? 什么是泡沫？
technical detail 技术点
15.06.2005
in use 应用
6
Surfactant Types 表面活化剂类型
Ion005
-
Anionic阴离子
+
Cationic阳离子
Linear Alkyl线状烷基
Amphoteric两性
Branched Alkyl支烷基
~0
Non-Ionic无离子
Dual hydrophilic Groups 双性亲水团
7
Tunnel Foam Appearance 泡沫状态 MEYCO Fix SLF Group 系列
15.06.2005
Foam泡沫
foam + Rheosoil 211
泡沫＋ Rheosoil 211
15
Soil Conditioning III 渣土改良 Polymers 聚合物
MEYCO® Fix SLF P1 medium liquid soils 中度含水土壤
MEYCO® Fix SLF P2 water binding, increasing
盾构机施工过程中泡沫剂的使用及配比
盾构机施工过程中泡沫剂的使用及配比Keywords: shield construction machine; Foam agent; index 目前，国内的地铁建设方兴未艾。
在北京、上海、广州等大城市的地铁建设中已经较多使用盾构法施工，其中又以使用复合式土压平衡盾构机为多。
土压平衡盾构机是指将盾构机刀盘上的圆盘滚刀和刮刀切削开挖面土体的同时，使碴土在土仓内堆积、混合并充满, 并由盾构机提供推力对仓中土体施加压力, 在推力作用下使仓中碴土压力和开挖面的水土压力实现动态平衡。
达到既完成掘进又不会造成开挖面土体的失稳，以保持开挖面的稳定, 控制地表的沉降。
在以土压平衡模式掘进时，如在砂层、砾石层，尤其是颗粒粒径较大的土层掘进施工中，由于土体粘性大、摩擦力大、透水性高和切削土的流动性差等原因，进入土仓内的土体和进入螺旋输送系统的土渣易被压实，而难于排出。
为解决上述问题，在目前地铁施工现场中多使用一定浓度、压力和流量的泡沫剂加注到工作区域，在开挖过程中注入水、膨润土泥浆或泡沫剂，通过充分搅拌后，可以使土体的性能得到改良，保证土体的流动性，并减少土体的透水性，同时使得开挖面保持稳定。
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。
一．泡沫剂的使用原理泡沫剂的作用主要来自于其中的活性剂成分。
活性剂是指添加量很少就可以大大降低溶剂表面张力的物质。
活性剂具有渗透、乳化、发泡、减摩等作用, 这些作用都源于活性剂分子在气—液界面和液—固界面上的吸附。
在气—液界面和液—固界面上泡沫剂中的活性剂分子会形成定向排列。
这种定向吸附作用, 形成了定向的吸附膜,可明显降低界面间的表面张力, 同时也可增加界面膜的机械强度, 于是形成了泡沫并使泡沫能比较稳定地存在。
活性剂的润滑和减摩作用也是来自于摩擦界面上形成的这层吸附膜, 它降低了固体表面的自由能, 使得摩擦系数下降。
土压平衡盾构用泡沫剂研究
０ 概述
风 化 花 岗 岩地 层 、砂 砾 也 层 、 卯
石 等地 层 的 土 体 不具 备 流 性 和 抗
土压 平 衡 盾 构 机 在 砂 层 、砾 石 渗 透 性 ，所 以 盾 构 用 泡 沭 剂 应 具 有 层 等 颗 粒 粒 径 较大 的 地 层 施 工 中 ， 由 于 土 的 摩 擦 力 大 、 透 水 性 高 、切
粘 土的粘 着 力 ，有 利于排 土机 出土 ，
开 挖 面 维 持 较 好 的 支护 力 ， 而且
页利 进 行 。 存 孵 构 掘 进 所需 的驱 动功 率就 可减 少。泡 沫剂 对 保 证 排 士 Ⅲ
土 体 的 改 良作 用 是 通 过 大 量 的气 泡 巾 ，由 于 地 层 的 变 化 ， 未 经 处 理 进
以下功 能 。
（ １ ）减少盾构机 机械的磨 损。
削 土 的 流 动 性 差 ，不 能 很 好 地 传 递 土压 平 衡 式 盾 构 机 在 摩 擦 性 较 大 的 ＿ ｆ Ｊ 的 压 力 ，保 持开 挖面 稳定难 度很 大 ，这 七体 中 掘进 时 ，与 土 体 发 生 作 』 就 限制 ｒ土压 平衡盾 构的 适应 范围 。 了 Ｊ 具 极 易 磨 损 ，通 过 在 ， Ｊ 僦 Ｉ 注 入
曹 宪洲 ：广 州 泰 成 生 化科 技 有 限 公 司 ，高 级 工程 师 ，广 东广 州
５ １ １ ４ ７ ０
王 呵 代 琥 市 轨 垣 交 癌 ５ １ ２ ０ １ ４ Ｍ Ｏ Ｄ Ｅ Ｒ Ｎ Ｕ Ｒ Ｂ Ａ Ｎ Ｔ Ｒ Ａ Ｎ Ｓ Ｉ Ｔ ⑧
土压平衡盾 构用泡沫 剂研 究 曾宪洲等
剂 溶 液 中９ ０ ％～９ ９ ％ 为 水 。 本 文根 据 影 响 掘 进 效 率 ， 泡沭 的 沣 人 可 以有
分散型盾构用泡沫剂[发明专利]
![分散型盾构用泡沫剂[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6e36d0c74793daef5ef7ba0d4a7302768e996f81.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011045966.9(22)申请日 2020.09.29(71)申请人 中昊（大连）化工研究设计院有限公司地址 116023 辽宁省大连市高新园区黄浦路201号申请人 沈阳鑫山盟建材有限公司(72)发明人 赵汝鸣 韩建国 闻和咏 张宾红 (51)Int.Cl.C09K 17/18(2006.01)C09K 103/00(2006.01)(54)发明名称分散型盾构用泡沫剂(57)摘要本发明公开了一种分散型盾构用泡沫剂，是一种专用型盾构机用泡沫剂，应用于粘土施工地层。
该泡沫剂按重量百分比计算，含有发泡剂10.0～15.0%，水质稳定剂0.1～0.3%，稳泡剂1.2～3.0%，分散剂2.0～4.5%，水77.2～86.7%。
本发明的分散型盾构用泡沫剂，当盾构机在粘土地层施工中，降低粘土对盾构刀具和其他机械的粘附力，防止刀头和土仓堵塞，提高盾构掘进机的掘进速度，从而降低保养和维护成本。
权利要求书1页 说明书4页CN 112143503 A 2020.12.29C N 112143503A1.一种分散型盾构泡沫剂，其特征在于：按重量百分比计算，含有发泡剂10.0～15.0%，水质稳定剂 0.1～0.3%，稳泡剂1.2～3.0%，分散剂2.0～4.5%，水77.2～86.7%。
2.根据权利要求1所述的一种分散型盾构泡沫剂，其特征在于：所述分散剂为分子量在1000～2000范围内的环氧丙酸或环氧乙烷超支化聚合物。
权 利 要 求 书1/1页CN 112143503 A分散型盾构用泡沫剂技术领域[0001]本发明属于材料技术领域，本发明涉及一种在粘土地层下盾构施工用泡沫剂。
背景技术[0002]目前中国地铁工程建设迅猛发展，地铁隧道施工经常用到土压平衡盾构技术，这一技术的关键是要土体保持塑性流动状态，在施工中通常是向盾构机内注入一定的泡沫剂对土体进行改良。
一种土压平衡盾构机专用泡沫剂及其制备方法[发明专利]
![一种土压平衡盾构机专用泡沫剂及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/05a0c4ca5901020206409c49.png)
专利名称：一种土压平衡盾构机专用泡沫剂及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：张健
申请号：CN201710695288.2
申请日：20170815
公开号：CN107502358A
公开日：
20171222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种土压平衡盾构机专用泡沫剂及其制备方法，涉及盾构施工建筑领域，由以下重量份数的原料制成：十二烷基硫酸钠6‑10份、十二烷基甜菜碱9‑15份、氯化钠3‑5份、正丁醇
6‑8份、十二烷基二甲基氧化胺4‑6份、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠2‑3份、海藻酸钠5‑7份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠3‑7份、十六烷基三甲基氯化铵3‑5份、荧蒽2‑3份、乙二胺四乙酸二钠2‑4份、桂皮提取物3‑5份、聚乙二醇3‑5份、增粘剂5‑7份、水70‑100份，其制备方法包括三个步骤，本发明能改良土壤的塑性、流动性和防渗性，能改善密封土舱内渣土的流动性，保护刀具，降低刀盘扭矩，能使土体在螺旋输送机内形成土塞，有效防止喷涌的发生，本发明无毒无腐蚀，气泡稳定性好，持续时间长。
申请人：合肥卓立雅工程材料科技有限公司
地址：230000 安徽省合肥市蜀山区西园新村桃园里4幢102室
国籍：CN
代理机构：合肥顺超知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：陈波
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盾构机专用泡沫剂介绍 This manuscript was revised on November 28, 2020
盾构机专用泡沫剂介绍“盾之构”盾构机专用泡沫剂是由多种表面活性剂、稳定剂、强化剂和渗透剂等复配而成，载体为水。
在工作过程中，泡沫剂与水混合，在盾构机刀盘、压力舱和排土器的发泡装置内，经压缩空气的作用，发出无数直径为30－400微米的气泡，同时被注入到盾构机内与开挖土混合，对开挖土进行改良，使开挖土呈“塑性流动状态”，保证盾构的顺利进行。
泡沫本身具有一定的强度，产生一定的支承作用，使开挖土的流动性提高，压力舱内土体不易堵塞，同时能降低刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。
由于微细气泡的润滑作用，可以防止开挖土粘附刀盘面板和压力舱内壁，利于正常开挖。
同时，气泡可以置换开挖土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。
此外，由于气泡具有压缩性，可以提高改良后的开挖土的压缩性，从而抑制“结饼”问题的发生，并使开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。
经泡沫剂改良后的开挖土，因为具有良好的流动性，使出土变得更容易。
由于泡沫从盾构压力舱排出时有一个减压过程，会自行破泡，因此不要加入消泡剂。
1.盾构机专用泡沫剂的作用
盾构机专用泡沫剂可对开挖土进行改良，其具体作用如下：
（1）泡沫有良好的润滑作用和一定的强度，可降低压力舱内土体的内摩擦角，提高开挖土的流动性，防止“闭塞”现象发生，同时降低了刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。
(2)泡沫具有压缩性，可提高改良后的开挖土的压缩性，抑制“结饼”问题的发生。
同时开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。
(3)泡沫有一定的弹性和润滑作用，能降低土体的黏度，防止开挖土粘附于盾构机刀盘面板和压力舱内壁，有利于松散出土。
（4）泡沫能置换土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。
（5）改良后的开挖土，出土容易，可用于回填，无残留、无毒害，泡沫喷射装置操作简单，泡沫对机器无腐蚀。