[发明专利]一种盾构施工用环保型高效发泡剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种发泡剂，更具体地说，本发明涉及一种盾构施工用发泡剂。

背景技术

近年来地铁隧道工程都采用一种叫盾构机的机械设备来开挖，目前所应用的盾构机类型 主要为土压平衡式盾构机，其特点是用开挖出的渣土作为支撑开挖面稳定的介质，这要求作 为支撑介质的渣土具有良好的塑性变形、软稠度以及渗透率小。由于一般土壤不能完全满足 这些特性，所以要进行改良，其技术要点是在盾构机刀盘前部和泥土仓中注入泡沫等混合添 加材料，经强力搅拌，改善开挖的渣土的塑性、流动性，降低渣土的透水性。这种泡沫是由 一种盾构专用发泡剂在盾构机上的泡沫系统中产生的。目前，国内地铁盾构施工用的发泡剂 主要从国外进口，其生产成本和运输费用大，价格高昂，难以在隧道盾构施工中大量使用。 而国内生产的发泡剂，通常是依据泡沫混凝土、气泡混合轻质土等其它土工领域用发泡剂的 配方，采用传统洗涤原料调制出来，其泡沫均匀性、稳定性、润滑性和渗透性等各项性能指 标均难以满足盾构施工时发泡剂对改良渣土所需具备的一些特性。

于2006年2月1日公开的中国发明专利CN 1239433C公开了一种土工用的发泡剂，该发 泡剂按重量百分比计算包括以下组分：C12-14直链烷基硫酸盐1～5％，烷基醇酰胺或者脂 肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5～4％，氯化钙1～2％，水89.5～97.5％。该发泡剂虽然在发 泡倍率和稳定性方面得到了提高，但通过盾构机的发泡装置所产生的泡沫不够细腻丰富，泡 沫直径大小不一，难以完全满足盾构施工中对泡沫的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构施工用环保型高效发泡剂，以解决现有技术中存在的上 述问题。

本发明所述的盾构施工用环保型高效发泡剂，按重量百分比计算包括以下组分：

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐    5～20％

醇酰胺                    1～8％

醇醚                      0.5～8％

水                        64～93.5％。

本发明所述的盾构施工用发泡剂中，所用的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐选自脂肪醇聚氧乙 烯醚硫酸钠以及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或两种的混合。

本发明所述的盾构施工用发泡剂中，所用的醇酰胺选自椰油酸二乙醇酰胺(6501)以及 椰油酸单乙醇酰胺中的一种或两种的混合。

本发明所述的盾构施工用发泡剂中，所用的醇醚选自乙二醇丁醚、乙二醇丙醚以及二乙 二醇乙醚中的一种或两种以上的混合。

本发明所述盾构施工用发泡剂的制备方法是：常温下，在搅拌罐内加入约20％的水，然 后在搅拌条件下依次加入发泡剂的各个组分，充分搅拌均匀后，补足余下部分的水。

在上述的盾构施工用发泡剂中，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(简称AES)是一种阴离子型 表面活性剂，具有优良的发泡性能，起泡力高、泡沫丰富细腻，而且刺激性低、无毒、生物 降解性好、耐硬水，所产生的泡沫与渣土接触时通过机械搅拌，能迅速作用于渣土，改良其 和易性和润滑性；醇酰胺具有显著的增稠、增泡性能，以及良好的泡沫稳定性和湿润性，并 且与AES的配伍性能好，能够产生协同效应，增强AES的作用效果；醇醚则能够降低体系的 表面张力，改良发泡性能，使泡沫更加丰富细腻，提高发泡倍率。

本发明所述的盾构施工用发泡剂的各种组分及其重量百分比范围，是通过大量试验确定 的，这些组分的组合以及含量百分比范围使本发明的盾构施工用发泡剂具有以下特点：发泡 倍率高，泡沫丰富细腻，泡沫直径在0.05～0.3mm之间，分布均匀，所产生的气泡孔隙小， 具有良好的润滑性和稳定性，其质量不受存放温度和存放时间的影响，生产操作简单，成本 较低。本发明所述的盾构施工用发泡剂，其各项性能指标均能较好地满足土压平衡盾构过程 中改良渣土的要求；同时可以润滑和冷却刀具，起到保护刀具、延长磨损的作用；在机械搅 拌作用下能够快速渗透到土层中；此外，还能根据盾构机土仓内外压力变化自行消泡，无需 后续人工除泡；并且在土壤中能够快速降解，不会造成环境污染。

具体实施方式

实施例一：

配制本发明的盾构施工用发泡剂1000kg，各组分含量为：

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠        140kg

椰油酸二乙醇酰胺(6501)        30kg