在广州和成都的强风化 泥岩，西安的粘土地质 发生较多；
在广州的复合地质，成 都等砂卵石地质，南昌 的中粗砂地质发生较多
四、渣土改良方法
石块（除强中风化 以外的泥岩）、砂、 卵石、砾石等用 聚合型泡沫剂 强中风化以外 渣土没有粘性 的泥岩、粘土
膨润土
1、正确 选用渣土 改良材料
渣土有粘性的
分散型泡沫
聚合型泡沫剂 透水性强的地质Biblioteka 膨润土高分子聚合物
最常用的 渣土改良 材料 泡沫剂原液 2、泡沫 的使用 水
四、渣土改良方法
泡沫剂质 量 泡沫 关 键
压缩空气
合理调 配 单个泡沫的直 径为3～5mm 巴斯夫 康达特 国际知名 品牌
泡沫的合 理配比
混合液浓度
混合液中泡沫剂的百分比，通 常混合液浓度调整在3%～5%
不加 泡沫 剂
[(刀盘驱动945KW*85%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+同步注浆 25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(80分钟/60) *1元/度=1577.67 元 200环换整盘刀约150万元，消耗7500.00元/环
五、经济效益
结论
土压盾构掘进针对不同地质合理地进行渣 土改良有利于地面沉降控制、减少刀具刀 盘磨损、提高掘进速度、节能增效；复杂 地质长距离掘进良好的渣土改良可避免刀 盘严重磨损后耗时几个月进行刀盘维修的 情况发生；盾构下穿建筑物时因采取了良 好的渣土改良使得螺旋输送机排土顺畅土 仓压力控制精准可避免建筑物损坏。良好 的渣土改良对于土压平衡盾构掘进的经济 效益和社会效益都是非常有益的。
盾构施工渣土改良方法
一、渣土改良的概念
改良剂 刀盘上 的喷口 刀盘 面上 减轻刀具和刀盘磨损以及 防止刀盘结泥饼
改良剂
土仓隔 板 土仓 内
改善渣土的流塑性和减小 渣土的内摩擦角，以增加 渣土的流动性和止水性以 及降低刀盘扭矩
改良剂 螺旋输 送机 筒内
增加螺旋输送机内渣土的 止水性，防止螺旋输送机 出土口喷涌。
二、渣土改良的原理
渣土块 渣土粒
面的摩擦
缝隙
点的接触 改良剂 分类 聚合型改良剂
渗入缝隙中经过搅拌后在 渣土的面上吸附
分散型改良剂
使得分散渣土易 于聚集成团
使得离子间的吸 引力减小
从而增加了渣土的止水性， 又由于改良剂具有润滑效果 因而使得渣土的内摩擦性减 小
从而减小了渣土的粘附性
三、渣土改良不好的不良后果
不加 泡沫 剂 掘进时间75分钟 刀盘扭矩 85%左右
掘进时间40分钟
刀盘扭矩 65%左右
消耗泡沫剂25升
[(刀盘驱动945KW*75%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+ 同步注浆25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(75分钟 /60) *1元/度=1479.06元
五、经济效益
2、广州复合地质上部砂层下部中风化花岗岩为例 掘进时间50分钟 刀盘扭矩75% 消耗泡沫剂30升 左右
康达 特泡 沫剂
每环仅电费、 刀具消耗费用、 [(刀盘驱动945KW*75%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+同步注浆 泡 沫 剂 费 用 节 约 25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(50分钟/60) *1元/度=907.29. 费用： 元 （1577.67+7500）泡沫剂费用30升*2000元/1000升=60元 （907.29+3333.33+ 60）=4777.05元 450环换整盘刀约150万元，消耗3333.33元/环 掘进时间80分钟 刀盘扭矩85% 左右
扭矩过大，使刀盘和螺旋输送 机转动困难，甚至不能转动 刀具消耗量大，刀盘和螺旋输 送机严重磨损 渣土改良 不好的不 良后果
在广州的复合地质，北 京、兰州、成都等砂卵 石地质发生较多；
刀盘结泥饼，推力扭矩增大掘 进速度很低
富水地质时螺旋输送机出土口 严重喷涌 土仓压力难以控制导致刀盘前 方地面沉降超标
注意 事项
五、经济效益
1、5.4米管片内径盾构掘进50MPa以下泥岩为例 康达 特泡 沫剂 费用比较： 1479.06[(刀盘驱动945KW*65%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+ （662.83+50） =776.23元 同步注浆25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(40分钟 /60) *1元/度=662.83元 泡沫剂费用25升*2000元/1000升=50元
四、渣土改良方法
为保证每根注入管道的注入压力，盾构配置时应 该每根注入管对应一个注入泵； 注入压力应与土仓内土压相匹配，注入压力过低， 注入量太少，渣土改良不好；注入压力过大，易 击穿刀盘前上方土体，泡沫会外泄到地面造成不 良影响； 注入口前端的单向阀可靠性较差，所以在盾构掘 进时每根注入管须持续注入，否则渣土易挤入注 入口，引起注入管堵塞； 改良材料的选用不应以低价位标准，应注重改良 效果。
增加渣 土
阻水性 流动性
注：如需一定时间停止掘进应向管道内注水冲洗，
防止管道堵塞。
四、渣土改良方法
4、高分子聚 合物的使用
在富水地质掘进
造成
螺旋输送机 出土口喷涌 注 入 泡沫
在土仓下部螺旋输送机 附近和螺栓输送机筒体 内 高分子聚 合物 喷涌仍较 严重
膨润土
遇水能迅速膨 胀发泡
阻水栓塞，有效防止 喷涌
混合液充入压缩空气后形成的 泡沫体积与混合液体积之比的 倍数，发泡率通常6～10倍 选用质量 有保证的 产品
发泡率
试验
国内泡 沫剂品 牌很多
四、渣土改良方法
调制泥浆
充分膨化
在含泥量较少的砂、砂卵石、或 石英含量较高有裂隙水的地质 粘性
泥液粘度控制 在马氏漏斗 40～60秒为宜
控制 要点
3、膨润土 的使用