隧道盾構施工泡沫劑的使用是確保工程順利進行的關鍵環節,但泡沫劑失控可能導致工作面失穩、地表沉降甚至塌方等嚴重事故。本文將系統分析泡沫劑失控的主要原因,并提出一系列科學的控制措施,以降低事故發生率,保障施工。
泡沫劑在盾構施工中通過降低土體內摩擦角,提高塑性流動性,使開挖面保持穩定。減少刀盤與土體間的摩擦阻力,降低扭矩和推力需求。在土倉內形成致密泡沫層,防止地下水參入和氣壓損失。降低刀盤和刀具工作溫度,延長設備使用壽命。泡沫劑通常由表面活性劑、穩定劑和水組成,其發泡倍率控制在10-20倍之間,半衰期應保持在5-10分鐘范圍內以確保工作性能。泡沫劑過量注入事故典型表現,開挖面過度軟化導致掌子面失穩,地表沉降過標,螺旋輸送機排土困難,出現噴涌現象,因泡沫劑注入量出設計值50%,導致地表突然沉降45mm,鄰近建筑物出現裂縫。泡沫劑注入不足事故往往刀盤扭矩異常升高,土倉溫度快速上升,排土效率下降,推進速度降低30%以上事故主要是隧道因泡沫系統故障導致注入中斷,造成刀盤卡死,停機維護72小時。泡沫質量不達標事故是泡沫穩定性差,發泡倍率波動大,與地層適應性差,改良效果不穩定事故往往隧道使用劣質泡沫劑,導致開挖面多次坍塌,工期延誤28天。泡沫劑失控的主要原因,人為操作因素操作人員培訓不足,對泡沫劑性能理解不深刻,注入參數設置不當,未根據地層變化及時調整。交接班信息傳遞不完整,導致控制參數突變。泡沫發生器性能不穩定,發泡質量波動大,流量計和壓力表校準不及時,測量誤差超過5%。管路系統存在泄漏或堵塞,實際注入量與設定值偏差大。泡沫劑原材料批次差異大,性能不一致。儲存條件不當導致成分降解。供應商質量控制體系不完善,產品合格率低。