淺談泡沫劑及分散劑在盾構施工中的應用

1、14010angle of internal friction phi內(nèi)摩擦力角度600cohesionkPa粘聚力Clay黏土Silt淤泥Gravel礫石workingChamber土倉soil conditioning and soil mechanics渣土改良和土體機理渣土改良和土體機理2EPB projectsin soft ground軟土地層中地質條件決定方案軟土地層中地質條件決定方案Lyon (F) 96NFM EPB,=10.98m1.5-3 bar waterFoam + Polymer + FillerBotlek (NL) 99HK EPB, =9,76m3.6 bar

2、 waterFoam + PolymerAviles (ESP)99Lovat EPB, =3.4m2.5 bar seawaterFoam + PolymerToulouse (F) 2003HK EPB, =7.72mmainly under water tableFoam + Anti-ClayTorino (I) 2004Lovat EPB, =7.7m mainly above water tableFoam + PolymerBARCELONA 2003Herrenknecht EPB=12.06m2.0 bar water pressurefoam + polymer + fil

3、ler suspensionChengdu (PRC) 07HK EPB, 3actual range of EPB use 使用使用EPB的土質范圍的土質范圍 weak ground under groundwater pressure 地下水壓下的軟弱地層地下水壓下的軟弱地層0.001 0.010 0.100 1 10 100TonSchluffSandKies1009080706050403020100Particle size粒徑粒徑 mm4Soil conditioning agents用來做土壤改良的外加劑用來做土壤改良的外加劑Decrease clogging, adhesion

4、, transport problems降低堵塞、粘性、輸送問題等風險Increase the TBM speed增加TBM掘進速度Allow filling of the working chamber提高土倉充填Increase the TBM speed增加TBM掘進速度Decrease abrasion, torque降低磨損、扭距Increase soil adhesion, impermeability增加土壤粘性，抗?jié)B透性Decrease liquid soil consistency降低濕渣土的稠度Decrease settlements減少沉降3. Polymers聚合物2.

5、 anti-clay-additives粘土分散劑Foams泡沫劑5MEYCO SLF 30universal, bad water, clay適用各種土質，粘土MEYCO SLF 33universal適用各種土質MEYCO SLF 41soil with water, clay含水土壤，粘土6what is foam?什么是泡沫？什么是泡沫？technical detail技術點in use應用7Surfactant Types表面活化劑類型表面活化劑類型Ionic Classes離子離子Structures結構結構Anionic陰離子陰離子Non-Ionic無離子無離子Cationic陽

6、離子陽離子Linear Alkyl線狀烷基線狀烷基Branched Alkyl支烷基支烷基Dual hydrophilic Groups雙性親水團雙性親水團Amphoteric兩性兩性8Tunnel Foam Appearance泡沫狀態(tài)泡沫狀態(tài)MEYCO Fix SLF Group系列系列9 9Highest Foam Quality不同不同F(xiàn)ER下的發(fā)泡質量下的發(fā)泡質量FER = 8FER = 10FER = 20FER=V壓縮空氣/V泡沫劑水溶液10Why use different foams? 選用不同泡沫劑的原因選用不同泡沫劑的原因 air incorporation proper

7、ties 與空氣的混合性能 half life time穩(wěn)定時間 anti-clay behaviour 抗粘性能力 ion-sensibility (Ca, Na, .) 與離子敏感度 rheological behaviour 流變能力 soil draining behaviour 渣土排干能力foams have different properties:不同的泡沫具有不同的特性labtests have to be carried out prior to site use.現(xiàn)場使用前須做室內(nèi)試驗以選用合適的型號11Rheosoil 211standard anti-clay-pol

8、ymer標準型聚合物Rheosoil 212improved version of 211211的改進型Rheosoil 143foaming anti-clay-polymer發(fā)泡型聚合物12clogging & adhesion on the cutterhead刀盤的堵塞與粘附刀盤的堵塞與粘附13Anti-clay additives 粘土分散劑粘土分散劑use in clay and clayey soils 用于粘土或粘性土體用于粘土或粘性土體- adhesion on metal surfaces 粘附于金屬表面- agglomeration (cohesion) of s

9、oil chips to big blocks 土塊結團Problem 問題問題- clogging of the cutterhead 刀頭堵塞- clogging in the working chamber 土倉堵塞Consequence 結果結果Result 導致導致- low TBM speed 掘進速率低- high maintenance & revision costs 保養(yǎng)、維護成本高14Change of soil behaviour 使用粘土分散劑的使用粘土分散劑的 with Rheosoil anti-clay additives 效果效果15Madrid Me

10、troLam project belt view馬德里地鐵輸送帶效果馬德里地鐵輸送帶效果Foam泡沫foam + Rheosoil 211泡沫 Rheosoil 21116MEYCO Fix SLF P1medium liquid soils中度含水土壤MEYCO Fix SLF P2water binding, increasing soil adhesion, stabiliser富含水，增加土壤粘性，增加土壤穩(wěn)定性17Hardrock chips, Bodio TBM, CHreduced fine contentexcess of waterHow do polymers work ?

11、聚合物的作用聚合物的作用Polymer SLF P1Polymer SLF P218Characteristics of MEYCO SLF P1&P2MEYCO SLF P1和和P2機理機理觸變性提高觸變性提高土體顆粒土體顆粒聚合物鏈聚合物鏈聚合物的長鏈結構：聚合物的長鏈結構： 提高泡沫穩(wěn)定性提高泡沫穩(wěn)定性 提高土體流變性提高土體流變性 增強土體觸變性增強土體觸變性 防止土體離析防止土體離析 提高土體抗?jié)B性提高土體抗?jié)B性出土順暢出土順暢19Using polymers here?聚合物會起作用嗎聚合物會起作用嗎 20Singapore Metro - Polymer P1新加坡地鐵使用新加坡地鐵使用P1聚合物聚合物21Guangzhou Metro Line 3Use of MEYCO SLF P1中交隧道廣州地鐵三號線使用中交隧道廣州地鐵三號線使用MEYCO SLF P1地質情況：地質情況：在以7 12為主的連續(xù)地層中掘進，以細砂、中砂、粗砂和礫砂為主，且含水量高問題：問題：扭矩升高 土倉壓力建立困難 出土不能成形，呈流砂狀解決方法：解決方法：MEYCO SLF 30 +10% SLF P1結果：結果：扭矩降低 建立穩(wěn)定的土倉壓力 渣土呈現(xiàn)良好的流塑性 排土順暢22SLF30Guan