在盾构施工中,平衡式专用泡沫剂被设计用于在地质条件下实现渣土塑性、流动性与止水性的平衡。然而,其强度是一个多维度的概念,若理解片面或应用失当,确实可能出现强度不足的情况,进而影响开挖面稳定与掘进效率。
需明确,泡沫剂的强度并非指其自身的机械强度,而是指其改良渣土后,使渣土所具备的力学性能,主要体现在:
防止渣土在土仓内离析、沉淀,保持均匀塑性体状态。在压力下保持稳定,传递土仓压力至开挖面,防止坍塌。维持渣土中的水分,防止过度渗水导致渣土失水板结或泥水分离。
当渣土改良效果未达预期,出现强度不足时,通常表现为渣土流动性过强呈稀泥状、易离析沉淀,或在螺旋输送机内无法形成土塞导致喷涌。其成因可能在于:
泡沫剂为地层优化,若实际地质与设计偏差较大,其提供的粘结力和保水能力可能不足以包裹大颗粒或稳定高黏性矿物,导致渣土整体结构性弱。强度取决于发泡率、注入比与渣土颗粒级配的匹配。若为追求高流动性而过度提高发泡率或注入比,可能导致泡沫过多、浆液过稀,显著降低渣土的内聚力与支撑性。地下水酸碱度、温度可能影响泡沫稳定性;长距离掘进时,泡沫剂在土仓中的停留时间若过长,其稳泡性不足会导致泡沫破裂,成分提前失效,使渣土后期强度衰减。
盾构泡沫剂的强度是其核心功能体现,但其并非可靠。其强度不足的风险,根植于地质复杂性、参数控制精度及泡沫自身稳定性的挑战。成功应用的关键,在于深刻理解其强度形成的机理与边界,并通过精细化的地质适配与动态的过程控制,确保渣土始终处于强度、流动性、止水性三位一体的平衡状态。






