在盾構(gòu)施工中,平衡式專用泡沫劑被設(shè)計用于在地質(zhì)條件下實現(xiàn)渣土塑性、流動性與止水性的平衡。然而,其強度是一個多維度的概念,若理解片面或應用失當,確實可能出現(xiàn)強度不足的情況,進而影響開挖面穩(wěn)定與掘進效率。
需明確,泡沫劑的強度并非指其自身的機械強度,而是指其改良渣土后,使渣土所具備的力學性能,主要體現(xiàn)在:
防止渣土在土倉內(nèi)離析、沉淀,保持均勻塑性體狀態(tài)。在壓力下保持穩(wěn)定,傳遞土倉壓力至開挖面,防止坍塌。維持渣土中的水分,防止過度滲水導致渣土失水板結(jié)或泥水分離。
當渣土改良效果未達預期,出現(xiàn)強度不足時,通常表現(xiàn)為渣土流動性過強呈稀泥狀、易離析沉淀,或在螺旋輸送機內(nèi)無法形成土塞導致噴涌。其成因可能在于:
泡沫劑為地層優(yōu)化,若實際地質(zhì)與設(shè)計偏差較大,其提供的粘結(jié)力和保水能力可能不足以包裹大顆?;蚍€(wěn)定高黏性礦物,導致渣土整體結(jié)構(gòu)性弱。強度取決于發(fā)泡率、注入比與渣土顆粒級配的匹配。若為追求高流動性而過度提高發(fā)泡率或注入比,可能導致泡沫過多、漿液過稀,顯著降低渣土的內(nèi)聚力與支撐性。地下水酸堿度、溫度可能影響泡沫穩(wěn)定性;長距離掘進時,泡沫劑在土倉中的停留時間若過長,其穩(wěn)泡性不足會導致泡沫破裂,成分提前失效,使渣土后期強度衰減。
盾構(gòu)泡沫劑的強度是其核心功能體現(xiàn),但其并非可靠。其強度不足的風險,根植于地質(zhì)復雜性、參數(shù)控制精度及泡沫自身穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)。成功應用的關(guān)鍵,在于深刻理解其強度形成的機理與邊界,并通過精細化的地質(zhì)適配與動態(tài)的過程控制,確保渣土始終處于強度、流動性、止水性三位一體的平衡狀態(tài)。






