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　　1.所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域:用于盾構(gòu)機(jī)隧道掘進(jìn)施工,主要用于地鐵隧道土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，也可用于城市地下管線(xiàn)工程的施工，并可用于越江公路隧道、輸水隧洞等工程的施工中。
　　2.主要科技內(nèi)容和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
　　本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)專(zhuān)用泡沫劑，可做到高倍率發(fā)泡，產(chǎn)生的泡沫強(qiáng)度高，細(xì)膩，穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品能很好地滿(mǎn)足土壓平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中改良渣土的要求。本項(xiàng)目產(chǎn)品運(yùn)用先進(jìn)的乳化技術(shù)，將經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選的表面活性劑，增稠劑、潤(rùn)滑劑等原料充分乳化以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，并用水溶解得到成品泡沫劑。盾構(gòu)法屬于暗挖法施工，是一種全機(jī)械化的施工方法。盾構(gòu)施工方法與傳統(tǒng)開(kāi)挖爆破的施工方法相比，具有快速、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全等方面的優(yōu)點(diǎn)。盾構(gòu)法能夠承受來(lái)自地層的壓力，防止地下水或者流沙的入侵，能有效控制地面沉降。采用此法建造隧道，其埋設(shè)深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。盾構(gòu)機(jī)是由刀盤(pán)來(lái)切削土體來(lái)實(shí)現(xiàn)向前掘進(jìn)這一過(guò)程的，土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，為解決這些問(wèn)題，需要對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖土體進(jìn)行改良，以滿(mǎn)足施工要求。而在所有的改良技術(shù)中，需要注入的改性材料包括泡沫、自然粘土、膨潤(rùn)土、水和外加聚合物等，以泡沫劑的改良效果最好。泡沫劑水溶液，在土壓力艙、螺旋排土器和盾構(gòu)刀盤(pán)的發(fā)泡裝置內(nèi)，經(jīng)壓縮空氣的作用，發(fā)出無(wú)數(shù)直徑為 30-400μm 的氣泡，發(fā)泡倍數(shù)介于 5～20 倍，半衰期大于５分鐘，同時(shí)被注入到盾構(gòu)機(jī)內(nèi)與開(kāi)挖土體混合，對(duì)開(kāi)挖土體進(jìn)行改良。由于目前國(guó)內(nèi)盾構(gòu)隧道施工中所用的各種泡沫劑多為國(guó)外進(jìn)口，軌道施工受?chē)?guó)外廠(chǎng)商的制約，并且造價(jià)很高，因此急需進(jìn)行新型泡沫劑的國(guó)產(chǎn)化。
　　建立泡沫劑5千噸/年的生產(chǎn)裝置一套，生產(chǎn)泡沫劑系列產(chǎn)品，應(yīng)用于地鐵盾構(gòu)施工。
　　本項(xiàng)目近兩年產(chǎn)品銷(xiāo)售收入合計(jì)394萬(wàn)元；利潤(rùn)：160萬(wàn)元；節(jié)支總額1870萬(wàn)元。
　　3.促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步作用及應(yīng)用推廣情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益：
　　土壓平衡盾構(gòu)機(jī)專(zhuān)用泡沫劑代表土體改良劑的發(fā)展方向，在目前常用的土體改良劑中，泡沫改良劑是迄今為止最為先進(jìn)的一種。在土壓平衡式盾構(gòu)施工中，泡沫改良技術(shù)是利用泡沫劑與水按一定比例混合得到泡沫劑溶液，這種溶液在一定條件下可發(fā)出無(wú)數(shù)直徑穩(wěn)定的氣泡，同時(shí)被注入到盾構(gòu)機(jī)內(nèi)與開(kāi)挖土體混合，對(duì)開(kāi)挖土體進(jìn)行改良。泡沫是典型的氣-液二相體系，其中 90%以上是空氣，不足10%為泡沫劑溶液。泡沫劑能夠改善開(kāi)挖土體的流動(dòng)性，保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定；保證挖掘壓力，防止壓力變化；降低刀盤(pán)扭矩，提高進(jìn)給量；提高排土效率。泡沫劑同其它改良材料相比，具有用量少，成本低，安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。由于國(guó)內(nèi)地質(zhì)非常復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的泡沫劑難以完全滿(mǎn)足不同土質(zhì)帶來(lái)的盾構(gòu)問(wèn)題，在較難開(kāi)挖的地層，尤其是當(dāng)隧道需穿越河流，砂體豐富的地段時(shí)，施工中還是需要進(jìn)口泡沫劑。
　　我公司生產(chǎn)的泡沫劑有多種型號(hào)，無(wú)毒無(wú)污染，適應(yīng)各種不同土質(zhì)。添加具有強(qiáng)吸水性的高分子樹(shù)脂，形成聚合型泡沫劑，能在施工中使砂類(lèi)土得到良好的流動(dòng)性和止水性，并具有一定的支撐作用；性能超過(guò)了進(jìn)口產(chǎn)品；引進(jìn)具有潤(rùn)滑性能的基團(tuán)，形成分散型泡沫劑，對(duì)粘性土發(fā)揮良好的潤(rùn)滑作用使開(kāi)挖土塑性流動(dòng)，并提高傳輸性能，性能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先；加入具有緩沖效果的組分，形成抗堿性型泡沫劑，能很好地滿(mǎn)足盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中改良?jí)A性渣土的要求，性能達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。目前已經(jīng)在全國(guó)各地30多個(gè)地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)成功應(yīng)用，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前全國(guó)多個(gè)城市掀起軌道交通建設(shè)投資熱潮，預(yù)計(jì)到2020年全國(guó)擁有軌道交通的城市將達(dá)到50個(gè)，到2020年我國(guó)軌道交通要達(dá)到近6000公里的規(guī)模，需要用到越來(lái)越多的地鐵盾構(gòu)施工，泡沫劑的應(yīng)用將非常廣泛。我公司生產(chǎn)的高質(zhì)量的泡沫劑可明顯降低盾構(gòu)施工法的工程造價(jià)，具有重要的意義。
　　

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