盾构机专用泡沫剂介绍精编版
泡沫剂对土压平衡盾构主要掘进参数的影响研究
0.697 0.751
0.681 0.765
0.642 0.675
图 2 内摩擦角与泡沫剂浓度线性关系 Fig.2 Linear relationship between internal friction angle and
foam agent concentration
由试验数据可知，泡沫剂浓度增大 1%，渣土内 摩擦角减小约 2.43°，因此通过改良参数，可以达到 盾构所需要的渣土内摩擦角大小，进一步可以找出 泡沫剂改良参数与盾构掘进参数之间的关系。
主要地层为散体状强风化花岗岩、全风化花岗岩，残 积砂质粘性土、可塑状粘土，土质均匀性差，遇水软 化、崩解、强度急剧降低，自稳性差。地质断面图见 图 1。本文试验段在残积砂质粘性土地层中进行， 试验段渣土颗粒级配见表 1。
图 1 地质纵断面图 Fig.1 Geological longitudinal profile
现代隧道技术
MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY
文章编号：1009-6582（2021）03-0176-06
泡沫剂对土压平衡盾构主要掘进参数的影响研究
DOI: 10.13807/ki.mtt.2021.03.023
泡沫剂对土压平衡盾构主要掘进参数的影响研究
张 迅 1 贺雄飞 2，3
3.2 试验参数选定
由上述分析可知，在影响盾构机主要掘进参数 的因素中，与渣土改良因素有关的主要有：（1）内部 因素，土体内摩擦角和容重、弹性模量、泊松比、粘聚 力；（2）外部因素，土体与盾壳外部的摩擦系数[15]。
在考虑土体与盾壳外部的摩擦系数基本一致的 前提下，本文主要研究土体内部因素。因土体连续 变化的非均质性，其弹性模量和泊松比测定比较复 杂，很难精确测定，且没有代表意义，用线弹性模型 分析岩土问题本身就存在一定的局限性。国内外学 者在计算岩土问题时，多根据地层特性取经验参考 值，故本文在选取试验参数时不考虑土体的弹性模 量和泊松比。同时，因本试验段地质情况为残积砂 质粘性土，含有砂质颗粒无粘性土成分，考虑到其组 分较复杂，用粘聚力衡量砂质土不太合适，故不采用 粘聚力指标。渣土的内摩擦角越大，土体之间及土 体和设备之间的摩擦力越大，导致盾构推力和刀盘 扭矩变大，推进速度变慢，出土困难，设备磨损加快； 同时，采用泡沫剂对渣土改良后，其流动性和容重都 会发生变化，容重对盾构掘进参数是否有影响也需 要进一步进行试验研究。
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。
(整理)软硬不均地层复合盾构的研究及掘进技术
4.2 不同地质的渣土改良技术(1) 在砂质黏性土和全、强、中风化泥质粉砂岩的掘进中，主要是要稳定开挖面，防止刀盘产生泥饼，并降低刀盘扭矩。
一般采取分别向刀盘面和土舱内注入泡沫的方法进行渣土改良，必要时可向螺旋输送机内注入泡沫。
(2) 在硬岩地段的掘进主要是要降低对刀具磨损、螺旋输送机的磨损，防止涌水，一般采取向刀盘前和土舱内及螺旋输送机内注入含水量较大的泡沫为主。
(3) 在富水地段和其他含水地层采用土压平衡模式掘进时，主要是要防止涌水、防止喷涌、降低刀盘扭矩，一般向刀盘面、土舱内和螺旋输送机内注入膨润土泥浆，并增加对螺旋输送机内注入的膨润土，以利于螺旋输送机形成土塞效应。
(4) 在砂土地层中掘进时，主要是保持土舱内的压力平衡，以稳定开挖面，控制地层沉降，拟采取向刀盘面和土舱内注入泡沫来改良渣土。
泡沫注入量根据具体情况确定。
4.3 泡沫剂的渣土改良技术(1) 泡沫剂的使用泡沫剂通常按1%～6%进行配制，溶于水中。
也可根据开挖土体的颗粒级配、不均匀系数、掘进速度、掘进的推力和扭矩的具体情况进行调整。
(2) 泡沫剂的注入注入方式：泡沫剂的注入可选择采用半自动操作方式和自动操作方式。
注入率：在一般情况下泡沫的注入率的最小值为20%，当渣土较黏时，为防止产生泥饼或堵仓，泡沫的注入率最小不小于30%。
在实际施工过程中，泡沫的注入率要根据掘进期间对渣土的观察来做相应的调整，而影响注入率的最关键因素为土体的液限、塑限以及土体的含水量。
根据经验，土体的黏稠指数Ic= 0.5 时，土体比较容易改良。
其中黏稠指数计算公式为Ic = (wL－ws)/Ip (4)式中：wL为土体的液限，ws为土体含水量，Ip为塑性指数。
4.4 渣土改良效果分析越三区间盾构在残积土层或全风化岩层的掘进时，通过加入泡沫进行渣土改良。
掘进过程的典型特征：渣土流动性好，呈塑性状态，渣土上有明显的水的光泽，用手抓渣土时，能比较轻松的抓取；螺旋输送机出渣连续且在皮带机上铺展良好，没有产生泥饼及球状渣土；在渣土中，能明显的闻到渣土中有泡沫剂味；渣土的稠度一般为25～40 mm。
盾构常用材料技术规格书
盾构常用材料技术规格书一、砂石料技术规格书：砂料（中细）为河砂，细度模数为 3.0-2.3，平均粒径为0.5-0.25mm的砂。
应满足JGJ52-2006 《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》，该河砂需符合II区中沙，含泥量、泥块含量、硫化物及硫酸盐含量、氯离子含量、坚固性需符合各强度等级普通混凝土用砂指标要求，且碱活性无潜在危害。
二、粉煤灰技术规格书：必须符合地铁现行国家、地方标准和行业标准，检测执行标准：GB1596-2005。
粉煤灰需满足以下性能指标，详细技术指标如下：三、盾构油脂技术规格书：3.1主驱动密封油脂需满足以下性能指标，3.1.1、较强的防水冲失性:3.1.2、有防水作用，同时也能防止杂质进入部件:3.1.3、良好的可泵送性:3.1.4、可生物降解，无毒无害。
详细技术指标如下：（1）密度@20℃为：1290Kg/m³；（2）挥发性@110℃，3h为：2.7％；（3）合成海水洗出量@38℃，2.8bar,5min为：1.9％；（4）斑痕宽度为： 10mm；（5）流动速率（泵送性）@100bar, 25℃为：47g/min；（6）蠕动测试保持时间（爬行时间）为：@20℃≥48h；（7）工作锥入度@25℃为：235 0.1mm；以上技术要求有冲突时，以最高技术要求为准。
油脂桶外观完整，桶壁无明显凹陷等。
3.2 润滑油脂润滑脂技术规格应符合盾构机技术文件，详细技术指标如下：（1）工作锥入度@25℃为：265～295 0.1mm；（2）稠度等级：2级；（3）滴点：≥200℃；（4）运动粘度@40℃ 220mm2/s，@100℃ 19mm2/s；（5）密度@20℃为：1000～1050Kg/m³；（6）浅黄色至褐色光滑油膏。
以上技术要求如果低于国家标准或行业标准，以国家和行业标准为准。
油脂桶外观完整，桶壁无明显凹陷等。
3.3盾尾油脂需满足以下性能指标3.3.1、能耐受高水压、防止回填浆液的浸入、不溶于水:3.3.2、对管片背面的凹凸面的延展性良好，在管片上的附着少:3.3.3、在压力泵上的泵送性良好:3.3.4、对尾刷具有防腐效果、对管片上的密封物质不产生负影响，详细技术指标如下：(1)工作锥入度@25℃为：255～265 0.1mm；(2)密度@20℃为：1250～1350Kg/m³；(3)蠕动测试保持时间（爬行时间）为：@25℃≥30min；(4)流动速率（泵送性）@100bar, 25℃为：45～50g/min；(5)合成海水洗出量@38℃，2.8bar,5min为：≤7％；(6)挥发性@110℃，3h为：3％；形状为纤维状以上技术要求如果低于国家标准或行业标准，以国家和行业标准为准。
盾构机近距离穿越地下管线与既有地铁隧道夹层施工技术研究
盾构机近距离穿越地下管线与既有地铁隧道夹层施工技术研究发表时间：2019-06-24T16:09:36.510Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：聂承庆[导读] 摘要：以某新建盾构法电缆隧道穿越既有地铁2号线为依托，对浅覆土埋深盾构近距离穿越密集地下管线与既有地铁隧道夹层施工重难点进行了相应的理论计算，制定了穿越施工方案，设定了盾构机掘进参数、采取了有效技术措施，确保了盾构机平稳、顺利的通过夹层，有效的控制了既有地铁隧道的变形及上部管线安全。
中铁十一局集团城市轨道工程有限公司湖北省武汉市 430000摘要：以某新建盾构法电缆隧道穿越既有地铁2号线为依托，对浅覆土埋深盾构近距离穿越密集地下管线与既有地铁隧道夹层施工重难点进行了相应的理论计算，制定了穿越施工方案，设定了盾构机掘进参数、采取了有效技术措施，确保了盾构机平稳、顺利的通过夹层，有效的控制了既有地铁隧道的变形及上部管线安全。
关键词：盾构机地下管线地铁隧道施工技术Close through the underground pipeline of shield machine and interlayer existing subway tunnel construction technology researchNieChengQing（China Railway 11th Bureau Group，WuHan HuBei，China）Abstract Developed through the construction scheme，set the excavation parameters of shield machine，take the effective technical measures，to ensure the smooth of shield machine，smoothly through the interlining，effective control of the existing subway tunnel deformation and the upper pipeline safety.Keywords Shield machine underground utilities subway tunnel construction technique1 工程背景1.1 电缆隧道概况新建电缆隧道采用盾构法施工，选用海瑞克土压平衡盾构机，刀盘开挖直径4.39m，管片外径4.1m，内径3.5m，环宽1.2m。
土压平衡式盾构中泡沫添加剂的性质测定
土压平衡式盾构中泡沫添加剂的性质测定■ 赵前进1,2（1. 中南大学；2. 中国铁路昆明局集团有限公司）摘 要：泡沫、膨润土泥浆和高分子聚合物之类的土体改良剂越来越多地被用于土压平衡式盾构施工中。
其中，泡沫添加剂具有便宜、高效和适用性广的特点。
本文介绍了为测试泡沫剂的气泡尺寸和稳定性而特殊设计的试验和设备，并对用其进行的泡沫剂发泡率和稳定性试验结果进行了分析。
结果表明，运用这种设备测试出的结果可靠度高，并且由于其具有便利的优点，可广泛运用于土压平衡式盾构中泡沫添加剂的研究。
关键词：土压平衡式盾构，泡沫添加剂，气泡尺寸，稳定性，实验设备DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2020.13.42Measurement of the Foam Conditioner Used in Earth Pressure BalanceTunnelingZHAO Qian-jin1,2（1.Central South Univerdity; 2.China Railway Kunming Group Co., Ltd.）Abstract: Soil conditioners such as foams, bentonite slurries and polymers are increasingly used in Earth Pressure Balance tunneling. Compared with other conditioners, foam is cheap, effective and adaptable. To develop advanced experimental methods for a more accurate assessment of foam properties, we introduced a specially designed setup for bubble size measurement and foam stability. Results are presented and the reliability is proved, which indicate the possibility of measuring foam stability and the liquid fraction of foams with the setup.Keywords: Earth Pressure Balance tunneling, foam conditioner, foam expansion rate, foam stability, experiment setup 检测认证近年来，土压平衡式盾构法以其技术、经济上的优越性，被广泛运用到隧道工程中，尤其是在城市地铁盾构法施工中。
盾构操作及控制面板
盾构操作及控制面板一. 盾构机操作系统参数的设定以下各种参数为既定基本参数，在非特殊情况下请勿随意修改(一) 泡沫系统参数设定1. 应根据工程地质的具体情况设定泡沫的比例2. 泡沫剂的发生率等参数应根据泡沫剂供货商的要求设定，若泡沫参数在调试时设定完成后不经同意不能更改。
3. 半自动模式下，设定泡沫发生率、泡沫流量4. 自动模式下，设定百分比(二) 报警温度设定1. 各液压系统的报警温度调试时已经设定好，严禁随意更改报警温度(三) 盾构状态参数设定1. 刀盘最小转速，当刀盘小于此转速时推进系统不能工作；2. 主驱动最大工作压力，当达到此压力时刀盘自动停止转动；3. 超挖刀伸出和缩回长度，由土木工程师确定；4. 铰接油缸最小和最大行程，当达到最小行程时盾构掘进自动停止，铰接油缸应放松，当达到最小行程时，铰接油缸应收回；5. 螺旋输送机后门的最小开度；6. 螺旋输送机的最大工作压力，当达到此压力时螺旋输送机停止工作。
(四) 盾尾密封油脂参数设定1. 行程控制模式下的冲程数；2. 压力控制模式下的最大压力，阀工作等待时间，最大动作等待时间。
(五) 注浆压力值设定在土木工程师的要求下设定注浆系统的起始压力及终止压力二. 盾构机的掘进操作(一) 开机前的准备工作开机前主要检查风、水、电、液、出碴系统以及盾构的状态和参数。
1. 检查空压机运行是否正常，压缩空气管路是否泄漏；2. 检查隧道通风是否正常；3. 检查延伸水管、电缆是否正常，拖行区域是否畅通；4. 检查循环水压力、温度是否正常；5. 检查电压是否正常；6. 检查滤清器是否正常(PLC中是否有报警)；7. 检查油箱油位是否正常；8. 检查皮带机、皮带是否正常；9. 检查碴车是否已准备就绪；10. 检查油脂准备是否充足；11. 检查泡沫剂准备是否充足；12. 检查注浆系统是否已准备好并运行正常；13. 检查后配套轨道是否正常；14. 检查盾构操作面板状态：螺旋输送机前门开启、螺杆伸出，管片安装按钮应无效，无其它报警指示；15. 检查VMT导向系统工作是否正常；16. 盾构掘进所需要的相关参数，如掘进模式，土仓压力，线路数据，注浆压力等；17. 记录有关盾构掘进的参数；18. 若需要则根据土木工程师和机械工程师的指令修改盾构机参数；19. 根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式，即选择采用行程控制还是采用压力控制模式。
泡沫注入工法在盾构法隧道施工中的应用
浅述泡沫注入工法在盾构法隧道施工中的应用摘要：在隧道工程中，盾构法是一项极为有效的施工技术，目前应用于盾构法隧道工程中的盾构机也种类繁多。
本文中介绍了泡沫注入工法在土平衡盾构机隧道施工中的应用。
关键词：土压平衡盾构机；泡沫注入工法；操作模式中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：一、土压平衡盾构机隧道施工1.复合式土压平衡盾构机通常在盾构法隧道施工过程中采用复合式土压平衡盾构机比较普遍。
其工作的原理是向掌子面土体中注入泡沫剂和膨润土等塑性材料，使其与切削下来的土体充分搅拌，形成具有一定透水性的塑性体。
同时，在掘进过程中还要对盾构机的推进速度和螺旋输送机向外排土的速度进行匹配控制，塑流体向开挖面传递设定的平衡压力，从而保证盾构机在推进过程中始终保持动态平衡状态。
因为这种复合式土压平衡盾构机，可以根据不同的土层条件来设计和配制出合适的泡沫剂，所以比较适合应用在复杂土层的隧道工程中。
2土压式平衡盾构机施工技术要点土压式平衡盾构机有三种模式，包括敞开式、半敞开式和土压平衡模式。
在对掘进模式进行选择时，我们应该根本地层的不同条件特征来选择。
通常情况下，对全断面岩层掘进时，我们可选择敞开式掘进模式，并使用泡沫剂对渣土进行改良；而对于存在软弱层的复杂地层，则可选择土压平衡模式，并采用泡沫和适量的膨润土对渣土进行改良。
采用此种模式时，土仓的压力不用过于频繁调节，只要保证土仓压力略高于掌子面的土压和水压力和即可；对于处理砂卵石或者上软下硬的土层，由于土层比较复杂，则同样需要采用土压平衡模式来掘进，因为在这种复杂土层掘进时控制土仓压力较难，所以掘进时必须认真对待每个环节。
二、泡沫注入工法在盾构法隧道施工中的应用1 泡沫注入工法概要泡沫注入法工法是指使用特殊的发泡材料制作成泡沫，随着盾构机的掘进，同时将泡沫注入刀盘或盾构机土舱内的施工方法。
注入的泡沫增加了切削土的流动性和止水性，而且能防止切削土粘附在土舱内，保持了刀盘切削面的稳定性，使盾构机能顺利地掘进施工。
盾构机施工过程中泡沫剂的使用及配比-文档
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。
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。
．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。
盾构机常用材料基础知识
盾构机常用材料基础知识目录一、概述 (1)1. 盾构机简介 (2)2. 盾构机的工作原理 (2)二、盾构机主要结构部件及材料 (3)三、盾构机常用辅助材料 (4)1. 油脂类 (6)2. 粘结剂及密封胶 (7)3. 防水材料 (8)四、盾构机材料选择及应用 (9)1. 材料选择原则 (11)2. 不同地层及环境下的材料选择 (11)五、盾构机维护及保养材料 (13)1. 维护及保养项目 (14)2. 常用维护及保养材料 (15)六、结论 (16)一、概述盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，其主要功能是在地下挖掘出一定尺寸的圆形隧道。
盾构机的性能和使用寿命在很大程度上取决于所使用的材料，本文档将对盾构机常用的材料进行简要介绍，以帮助读者了解这些材料的基础知识。
盾构机所用材料主要包括以下几类：钢材、混凝土、密封材料、润滑剂等。
这些材料在盾构机的不同部位发挥着各自的作用，共同保证盾构机的正常运行和高效施工。
钢材：钢材是盾构机的主要结构材料，具有较高的强度和刚性，能够承受地下土壤的压力。
常见的钢材有Q345C、QQ700等。
钢材还可用于制造盾构机的刀盘、驱动系统等部件。
混凝土：混凝土是盾构机的主要衬砌材料，具有良好的抗渗性和耐久性，能够保护地下水资源和地层结构。
根据不同的工程需求，混凝土可以分为普通混凝土、高强度混凝土、自密实混凝土等多种类型。
密封材料：密封材料主要用于盾构机的管道接口、刀盘与土层的连接处等关键部位，以防止地下水渗漏和空气进入。
常见的密封材料有橡胶密封条、聚氨酯泡沫等。
润滑剂：润滑剂主要用于盾构机的旋转部件，如刀盘、驱动系统等，以降低摩擦系数，延长设备寿命。
常见的润滑剂有矿物油、合成油、水溶性润滑剂等。
盾构机所用材料的选择和使用直接影响到设备的性能和使用寿命。
在使用盾构机时，应根据工程特点和需求选择合适的材料，并严格按照相关标准进行施工。
1. 盾构机简介盾构机的设计需要适应地下高强度和高磨损的环境，因此其材料选择至关重要。
土压平衡式盾构学习
盾构土木知识培训1、土压盾构掘进过程中土仓压力的控制数据是根据盾构机的埋深，按照土力学（土压力＋水压）计算出，掘进过程中要求土压控制基本平稳，严禁出现忽高忽低的现象发生，盾构操作手根据土仓压力的变化情况调整螺旋机的出土速度，要求土压变化量控制在技术交底数值的上下范围0.1bar内，操作手在掘进过程中，尽量使掘进速度与螺旋机的出土速度保持一个平衡状态，当掘进即将完成需要停机进行管片拼装时，操作手需要根据管片拼装需要的时间长短，在停机前操作手应将土仓压力建立的压力适当提高，因盾构机操作面板反映出的土仓压力，往往包含有气压的成分，盾构机在停机期间，气体的扩散会造成土压的降低，如果停机前不对土压适当提高，当再次恢复掘进时，很可能土仓压力下降较大，出现土仓压力与掌子面水土压力不平衡现象，在软土地层或松散沙层地质条件下可能会出现土体的下沉，造成地表沉降。
对土压平衡式盾构而言，一个重要的因素就是要使密封仓内的土压力和开挖面的水土压力保持动态平衡。
如果密封仓内的土压力大于开挖面的水土压力。
地表将发生隆起；反之，如果密封仓内的土压力小于开挖面的水土压力。
地表将发生沉陷。
土舱内的土压通过传感器来进行测量，并通过控制推进油缸的推力、推进速度、螺旋输送机转速来控制的。
土仓压力大于水压力和土压力之和，则地面隆起。
土仓压力小于水压力和土压力之和，则地面下沉。
土压力的计算主要考虑地层土压、地下水压、预先考虑的预备压力。
在我国铁路隧道设计规范中，根据大量的施工经验，在太沙基土压力理论的基础上提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法，根据隧道埋深的不同，将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。
再根据隧道的具体情况采用不同的计算方式进行施工土压计算。
土仓理论压力计算：土仓压力P＝(γ土h＋σ外) ξ＋γ水h式中：γ土：土溶重γ水：水比重h：埋深σ外：外荷载ξ：土的静止侧压力系数,砂层0.34-0.45.粘土0.5-0.7由于施工存在许多不可预见的因素，致使施工土压力小于原状土体中的静止土压力。
盾构施工相关知识介绍
盾构施工相关知识介绍盾构施工相关知识1、盾构施工概念、发展历史及现状盾构：是主要用来开挖土砂围岩的隧道机械，由切口环、支承环、及盾尾三部分组成。
盾构法：用盾构一边防止土砂的坍塌，一边进行开挖推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止土砂崩溃进行隧道施工，并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。
发展历史：18世纪末，英国人提出在化敦地下修建横贯泰晤士河隧道的构想，并对具体的掘削工法和使用机械等问题做了讨论。
1818年Brunel观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启示，在此基础上提出的盾构工法。
采用此工法横穿泰晤士河的隧道工程于1825动工，隧道长458m，断面为11.4mX6.8m 的方型。
隧道于1841年贯通。
而圆型断面隧道盾构出现在1869年建造横穿泰晤士河的第二条隧道。
19世纪末到20世纪中叶，盾构工法传到许多国家，并得到不同程度的发展。
20世纪60~80年代，盾构工法继续发展完善，成绩显著。
1990~2003年这一段时间里盾构工法的技术进步极为显著，并有以下特点：盾构隧道长距离化、大直径化：日本东京湾隧道直径为14.14m，长度15.1Km 盾构断面的多样化：方型、圆型、双圆型、马蹄型施工自动化：自动导向系统、PLC控制系统、远程信息传输系统技术现状：完善近年推出的新工法、新工艺的技术细节，使之提高并达到成熟，加速盾构工法的自动化进程。
为适应大深度、高地下水压、大口径化、长距离化、施工自动化、施工高速化、断面多样化等需求，开发新概念的工法、工艺、材料、管理系统。
盾构机的类型：根据不同的地质条件，盾构分为以下类型：闭胸式盾构：是用泥土加压或泥水加压来抵抗开挖面的土压力和水压力以维持开挖面的稳定性，通常包括：泥水式平衡盾构：适合于在河底、海底等高压水压力条件隧道的施工。
土压平衡盾构：适用于含水量与粒度适中的土层，适用范围广泛。
敞开式盾构：以开挖面自立为前提，通常包括：手掘式盾构：开挖面暴露，可以自立稳定，以盾壳为支护条件，采用人工开挖。
关于盾构泡沫剂的配方试验研究
关于盾构泡沫剂的配方试验研究发布时间：2022-08-03T05:12:57.023Z 来源：《新型城镇化》2022年16期作者：王静[导读] 针对国产盾构泡沫剂难以解决盾构施工中遇到的结泥饼、喷涌等问题，本文系统研究了盾构泡沫剂的配方组成，试验了7种不同类型的发泡成分，提出了6种盾构泡沫剂的配方体系。
中铁建华南建设（广州）高科技产业有限公司广东省广州市 511462摘要：针对国产盾构泡沫剂难以解决盾构施工中遇到的结泥饼、喷涌等问题，本文系统研究了盾构泡沫剂的配方组成，试验了7种不同类型的发泡成分，提出了6种盾构泡沫剂的配方体系。
采用机械高速搅拌法和罗氏起泡法进行发泡和稳泡实验。
结果表明，SDS发泡量及稳泡性较其他材料较好，在浓度为3.5g/L发泡量达到最大735ml；因此将表面活性剂浓度设定为3.5g/L时，SDS/AS比例4：3的复配体系发泡效果最佳，再加入其它助剂制成泡沫剂成品与国内其他品牌产品进行发泡性能对比，综合性能较佳，为盾构施工提供了一个性价比高的渣土改良产品。
关键词：盾构构泡沫剂；罗氏起泡法；表面活性剂；SDS/ AS复配0 引言土压平衡盾构机在粘性地层中掘进易出现刀盘结泥饼、扭矩过大、掘进困难等问题。
因此，在掘进过程中需确保土仓内的渣土具备良好的流塑性、止水性与较低的内摩擦力、渗透性[1]等性质，以满足盾构施工中对开挖面支撑及顺利出渣的要求[2]。
目前，在实际施工过程中常通过向刀盘前方和土仓内注入添加剂对渣土进行改良。
一般常用的渣土添加剂有四大类：矿物类、高吸水树脂类、水溶性高分子类、界面活性材料[3]，其中界面活性材料（如泡沫剂）是目前较先进的改善土体性质的办法[4]。
而泡沫剂之所以可以有效改良渣土，是由于其发泡后产生的泡沫可填充土体颗粒间隙, 减小土体颗粒之间的相互作用,从而起到润滑作用，增加土体流塑性，满足盾构掘进的要求[5]。
据各方报道及文献资料记载，当前国内对盾构泡沫剂也有不同程度的研究及进展。
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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。