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土压平衡盾构机用环保型发泡剂制作方法

  • 专利名称
    土压平衡盾构机用环保型发泡剂制作方法
  • 发明者
    周毅
  • 公开日
    2014年6月18日
  • 申请日期
    2014年2月12日
  • 优先权日
    2014年2月12日
  • 申请人
    东莞市明洁隧道建设材料有限公司
  • 文档编号
    C04B24/32GK103864334SQ201410048684
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其特征在于,按重量百分比计算,由以下组份组成发泡剂6~12%,增稠剂3~6%,稳泡剂3~6%,乳化剂4~5%,水质稳定剂0.1~0.2%,防腐剂0.2^0.3%,余量为去离子水2.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其特征在于,所述的发泡剂为以脂肪醇聚氧乙烯醚、羰基醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚为代表的的非离子型表面活性剂;以十二烷基硫酸钠(K12)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)、石油磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)为代表的阴离子表面活性剂和以月桂酰胺基丙基甜菜碱、椰油酰胺基丙基甜菜碱(CAB)为代表的两性离子表面活性剂中的一种或几种的混合物3.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其特征在于,所述的增稠剂包括脂肪酸二乙醇酰胺、烷基糖苷(APG)、0P-10、NP-10、吐温-80、司盘-80等本身具有表面活性的有机物质和在以增加水相极性来实施泡沫剂增稠的氯化钠,氯化钾、氯化铵等无机盐中的一种或几种的混合物4.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其特征在于,所述的稳泡剂包括高分子物质,如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素等;非离子表面活性剂,如十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺等;阴离子双子表面活性剂,如α-磺化棕榈酸甲酯双子表面活性剂;脂肪醇和脂肪酸类中的一种或多种的混合物5.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其特征在于,所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、烷基胺氧化物、硬脂酸聚氧乙烯酯、松香酸聚氧乙烯酯、磷酸盐、亚磷酸盐、烷基铵盐和咪唑啉铵盐中的一种或多种的混合物6.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其特征在于,所述的水质稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、多元醇磷酸酯、2-羟基膦酰基乙酸、己二胺四甲叉膦酸、聚天冬氨酸钠等中的一种7.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其特征在于,所述的防腐剂为甲基氯异咪唑啉酮、异噻唑啉酮、苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢乙酸及钠盐类、对羟基苯甲酸酯类中的一种8.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其生产工艺条件为在常温下将各组分在搅拌条件下依次加入到去离子水中,并搅拌均匀后制成外观为无色透明的水溶性液体,该液体在温度为25°C下的密度为1.05±0.05g/ml, pH值在6.5^7.5之间
  • 技术领域
    [0001]本发明涉及盾构施工
  • 背景技术
    [0002]随着城市地下空间的发展,用于地下空间施工的盾构施工法,是现代城市隧道建设卓有成效的施工方法,但早期使用的盾构,在地下掘进时,为了保持开挖面的稳定,一般都在隧道内施加压缩空气或降低隧道沿线地下水位,甚至采用化学注浆等辅助技术措施由于以上措施不利于对施工安全、地面沉降以及环境保护的控制,因而限制了盾构的应用与发展,从而推动了封闭式平衡原理盾构技术的开发和应用而在封闭式平衡原理盾构技术中,土压平衡式盾构技术由于适用的地质条件由软弱粘性土到砂和砂砾士,范围不断扩展,因此得到广泛应用,并且以其技术和经济上的优越性,已经成为隧道建设的主流
  • 专利摘要
    本发明公开了一种土压平衡盾构机用环保型发泡剂,其按重量百分比计算,由以下组分组成发泡剂6~12%,增稠剂2~6%,稳泡剂2~6%,乳化剂2~5%,水质稳定剂0.1~0.2%和防腐剂0.2~0.3%。余量为去离子水。生产工艺为在常温下将各组分在搅拌条件下依次加入到去离子水中,并混合搅拌均匀制成外观为无色透明的水溶性液体,该液体在温度为25℃下的密度为1.05±0.05g/ml,pH值在6.5~7.5之间。该发泡剂的泡沫具有细腻、丰富、持泡时间长及高渗透性的优点,其优异的润滑性能显著降低刀盘的扭矩,能很好地满足土压平衡盾构机掘进过程中改良渣士的要求;同时该产品中重金属和有机污染物含量均远远低于国家关于土壤中该物质含量的限值,因此具有绿色环保的优点。
  • 发明内容
  • 专利说明
    土压平衡盾构机用环保型发泡剂
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
土压平衡盾构机用环保型发泡剂的制作方法【技术领域】,尤其涉及到一种土压平衡盾构机施工用环保型发泡剂配方及其生产工艺。[0003]土压平衡式盾构施工过程成功的关键是要将开挖面切削下来的土体在压力舱内调整成一种“塑性流动状态”。如果地层是淤泥质粘土层,只要在压力舱内通过旋转翼板搅拌,就可满足“塑性流动状态”顺利进行施工。但是,如果地层是粘粒含量较少的卵石层、砂土地层、风化岩地层,刀盘切削进入压力舱的土体很难形成这种“塑性流动状态”,从而给施工带来困难。这种施工困难主要是表现为发生四种现象,即开挖面失稳、压力舱闭塞、压力舱结饼和喷涌。因此如何针对盾构施工困难的地层的条件添加适合于这种土层的添加剂,使其在压力舱内土体形成有利于施工的“塑性流动状态”,是土压平衡式盾构的技术关键。[0004]目前,国内地铁建设中普遍使用各种进口添加剂进行土体改良来铺辅助盾构机施工,从反映的情况来看,确实能有效的降低刀盘的扭矩,保证施工的顺利进行。一般常用的添加剂有膨润土泥浆,气泡等。由于使用膨润土泥浆需添加附属设备进行废土处理,占用施工场地,增加成本,使得添加气泡的优越性尤为突出。但是由于国内研制生产盾构用发泡剂发泡效果差,质量上良莠不齐,盾构施工存在安全隐患,造成了国内地铁隧道的盾构施工大都采用进口材料,成本高昂,因此,研发国产盾构用发泡剂成为一项迫不及待的任务。
[0005]本发明的目的在于提供一种能够有效改善上述问题的、对环境无危害的盾构用发泡剂。[0006]本发明中的土压平衡盾构机用环保型发泡剂按重量百分比计算,由以下组份组成:发泡剂6~12%,增稠剂3~6%,稳泡剂3~6%,乳化剂4~5%,水质稳定剂0.1~0.2%,防腐剂0.20.3%,余量为去尚子水。
[0007]生产工艺条件为:在常温下将各组分在搅拌条件下依次加入到去离子水中,并搅拌均匀后制成外观为无色透明的水溶性液体,该液体在温度为25 °C下的密度为
1.05±0.05g/ml, pH 值在 6.5~7.5 之间。
[0008]本发明中的发泡剂具有发泡效率高、泡沫稳定性好及生物降解性好等优点。用于土压平衡盾构机掘进施工,向盾构机开挖面、土压舱内注入泡沫,能有效改良土壤塑性,解决盾构掘进施工中压力舱闭塞、土体固结或排土器喷涌等常见技术难题,达到稳定开挖面土体、改良土体流塑性能、降低刀盘扭矩、减缓刀具磨损、提高掘进和出土效率。
[0009]经过了在广州、深圳、成都、长沙及南昌等盾构施工单位的使用证明,本产品对渣土改良性能效果良好,各项指标均能符合盾构施工要求,达到国际先进水平。可充分解决"结泥饼"、"喷涌〃等施工难题,确保盾构达到最佳推进效果,降低施工成本,提高施工效率。

[0010]实施例一
本实施例中土压平衡盾构机专用发泡剂,按重量百分比计算,由以下成份组成:起发泡作用的十二烷基硫酸钠(K12)7%,起增稠、发泡、稳泡作用的0P-10 4%,起发泡、稳泡作用的阴离子双子表面活性剂α -磺化棕榈酸甲酯双子表面活性剂3%,起发泡、乳化分散作用的壬基酚聚氧乙烯醚2%,起防腐作用的异噻唑啉酮0.2%,起水质稳定剂作用的乙二胺四乙酸二钠0.1%,以上的各组分缺一不可,余量为是去离子水83.7%。
[0011]在常温下将各组分混合搅拌均匀制成发泡剂,该发泡剂的产品理化指标如下表:

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