[发明专利]一种土压平衡盾构泡沫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及土压平衡盾构技术领域，具体涉及一种土压平衡盾构泡沫剂及其制备方法。

背景技术

我国各大城市近年来都在大力发展地下隧道交通，土压平衡盾构施工法因其对周围环境影响小成为目前应用最广泛的城市隧道施工方法。土压平衡盾构施工法使用的是土压平衡盾构机，土压平衡盾构机是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封舱内，并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。在土压平衡盾构的施工中，开挖的渣土不仅需要支撑开挖面的稳定，同时要便于传送，这就要求渣土必须具有一般土壤不具备的特性：良好的塑性变形及软稠度，内摩擦角及渗透率小。渣土要达到开挖要求就必须对土体进行改良。目前土体改良剂主要有粘土、膨润土、泡沫剂等，由于泡沫剂具有更好的使用效果，成为用量最大的土体改良剂。泡沫剂主要作用可归纳为：(1)润滑：泡沫将土体颗粒包裹后，起到介质作用，润滑性加大，能有效地降低刀盘和螺旋机的转矩，减少刀具的磨损。(2)稳定土舱内的压力：泡沫中的气泡具有较强的压缩性，能减少土舱压力的波动，较好地建立土压平衡，维持开挖面的稳定。(3)改善土体的塑流性：降低土层黏性，使其不黏附在刀盘和土舱壁上，产生堵舱现象；增加砂土塑性流动度。(4)阻水：气泡填充了土体颗粒间的孔隙，使得渗透系数减小，止水性能提高。(5)环保：泡沫经过一定时间会自行消融，土体恢复原状。通过泡沫剂的使用，大大降低了刀盘扭矩，达到稳定开挖面土体、改良土体塑流性能、降低刀盘扭矩、提高掘进和出土效率的目的。

目前国内地铁盾构施工中所用的泡沫剂多为从国外进口或国外配方国内生产的，其运输费用或生产成本大，提高了盾构施工的造价，难以在盾构施工中大量使用；而国内自主开发的泡沫剂技术仍尚未成熟，国产泡沫剂的发泡能力、泡沫均匀性和稳定性等与进口产品相比还有一定的距离，且适应性较差。

发明内容

本申请实施例提供了一种土压平衡盾构泡沫剂及其制备方法，该土压平衡盾构泡沫剂发泡性能优良且生产成本低，能大大降低土压平衡盾构施工的造价成本。

为达到上述目的，本申请主要提供如下技术方案：

一方面，本申请提供了一种土压平衡盾构泡沫剂，其包括以下重量份的组分：10-20份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，10-30份十二烷基硫酸钠，10-20份α-烯基磺酸钠，1-10份椰油酰胺基丙基甜菜碱，1-10份椰油基葡糖苷，0-2份增稠剂。

作为优选，所述土压平衡盾构泡沫剂包括以下重量份的组分：10-15份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，10-20份十二烷基硫酸钠，10-15份α-烯基磺酸钠，1-8份椰油酰胺基丙基甜菜碱，1-8份椰油基葡糖苷，0-2份增稠剂。

作为优选，所述土压平衡盾构泡沫剂包括以下重量份的组分：10-12份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，10-15份十二烷基硫酸钠，10-12份α-烯基磺酸钠，1-5份椰油酰胺基丙基甜菜碱，1-5份椰油基葡糖苷，0-1份增稠剂。

作为优选，所述增稠剂为聚乙二醇或聚丙酰胺。

另一方面，本申请提供了上述土压平衡盾构泡沫剂的制备方法，包括：将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱和椰油基葡糖苷加入到温水中，搅拌均匀，制得所述土压平衡盾构泡沫剂；或将增稠剂加入到温水中，搅拌直至充分溶解，然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱和椰油基葡糖苷，搅拌均匀，制得所述土压平衡盾构泡沫剂。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提供的土压平衡盾构泡沫剂采用市场价格低廉的无毒无害原料，通过对原料配比进行优化，具有优良的发泡能力和发泡稳定性，使泡沫剂的性价比提高，进而降低了盾构施工的造价，同时绿色环保，不会对环境造成污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例