(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210863966.2 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 东南大学 地址 210000 江苏省南京市玄武区新 街口 街道四牌楼 2号 (72)发明人 丁建文　孙帅　焦宁　廖赵胜　 刘晋余　万星　张赛　高鹏举　 魏霞　 (74)专利代理 机构 南京源点知识产权代理有限 公司 32545 专利代理师 黄启兵 (51)Int.Cl. E21D 9/00(2006.01) E21D 9/08(2006.01) E21F 17/18(2006.01)G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种适用 于粉细砂地层盾构施工的泡沫渣 土改良方法 (57)摘要 本发明属于盾构施工技术领域， 提供了一种 适用于粉细砂地层盾构施工的泡沫渣土改良方 法， 包括： S1、 向盾构土仓内注入一定量的水， 使 渣土含水率在预设范围内； S2、 通过土仓隔板和 刀盘上的喷口加入根据渣土含水率配置好的泡 沫液； 泡沫液的加入速率是根据渣土处于目标含 水率时的稠度值C和塌落度值T确定， 加入速率为 盾构每掘进一环需注入的泡沫液体积； S3、 在粉 细沙地层中掘进时监控渣土状态， 根据渣土状态 调整泡沫液的注入比； 当粉细砂地层盾构的泡沫 渣土参数满足预设值时， 确定渣土符合改良需 求。 本发明采用稠度和塌落度作为评价指标， 以 考虑到粉细砂地层在施工时稠度和塌落度的影 响， 可有效解决盾构出渣困难以及对刀盘刀具磨 损严重的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115247562 A 2022.10.28 CN 115247562 A 1.一种适用于粉细 砂地层盾构施工的泡沫渣土改良方法， 其特 征在于， 包括： S1、 向盾构土 仓内注入一定量的水， 使渣土含水率在预设范围内； S2、 通过土仓隔板和刀盘上的喷口加入根据渣土含水率配置好的泡沫液； 所述泡沫液 的加入速率是根据渣土处于目标含水率时的稠度值C和塌落度值T确定， 所述加入速率为盾 构每掘进一环需注入的泡沫液体积； S3、 在粉细沙地层中掘进时监控渣土状态， 根据渣土状态调整泡沫液的注入比； 当粉细 砂地层盾构的泡沫渣土参数满足预设值时， 确定渣土符合改良需求。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中为使渣土含水量在预设范围内， 向盾构土 仓内的注水量 根据如下公式确定， mL为向盾构土 仓内的注水量， 其中， ms为每环渣土的质量， ws为当前渣土含水率， w 为改良渣土目标含水率。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤S2包括： 分别建立稠度值C与渣土含水率w、 泡沫外掺量FIR的关系模型， 和， 塌落度值T与渣土含 水率w、 泡沫外掺 量FIR的关系模型； 获取稠度值C、 塌落度值T和渣土含水率 w在预设范围内时的泡沫外掺 量FIR； 根据所述泡沫外掺量FIR及每环渣土的体积Vs， 确定盾构每掘进 一环需添加的泡沫液体 积Vf。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述稠度值C与渣土含水率w、 泡沫外掺量 FIR的关系模型表达式为 C＝30.7FIR2‑302.75w2+242.05w+10.96FIR ‑41.08； 所述塌落度值T与渣土含水率 w、 泡沫外掺 量FIR的关系模型表达式为 T＝86.8FIR2‑1272.64w2+902.12w+20.28FIR ‑148.56； 其中， C为稠度值， T为塌落度值， FIR为 泡沫外掺 量， w为渣土含水率。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述盾构每掘进一环需添加的泡沫液体积 Vf根据如下公式确定， Vf＝VS×FIR， 其中， 每环渣土的体积 D为盾构开挖直径/m， L为每环管片宽度/m， ε为渣 土松散系数。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 步骤S2还 包括： 根据所述盾构每掘进一环需添加的泡沫液体积Vf确定每掘进一环所需的发泡剂体积 Vg； 其中， W为泡沫液的体积分数， EFR ′为发泡剂在土仓压力P时的发 泡倍率。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述发泡剂在土仓压力P时的发泡倍率 EFR′根据如下公式确定， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115247562 A 2其中， FER为标准大气压P0下的发泡 倍率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115247562 A 3