[发明专利]一种盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置，本发明还涉及该盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置的使用方法。

背景技术

伴随着国家发展轨道交通，土压平衡盾构在地铁施工中起着无法取代的地位，但盾构在不同地层中掘进会遇到诸多问题，其中为了防止渣土结“泥饼”、喷涌等问题，保证盾构的正常掘进，渣土改良显得尤为重要。而泡沫作为一种重要的渣土改良添加剂，适用于多种地层，应用十分广泛。在实际应用过程中泡沫剂的发泡性能直接影响到盾构掘进时的渣土改良效果。同时，市场上的泡沫剂的性能不一，产生泡沫的能力也相去甚远。所以，在现场施工前对将要采取的泡沫剂进行发泡倍率试验以确定盾构掘进过程中采取怎样的改良参数（膨胀率）进行渣土改良显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种在现场施工前对将要采取的泡沫剂进行发泡倍率试验以确定盾构掘进过程中采取怎样的改良参数的盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置的使用方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置，泡沫机体由竖隔板分隔为压缩空气腔和泡沫剂腔，一条通气管连接所述的泡沫剂腔的上端与所述的泡沫剂腔的下端且所述的通气管的出口设有填充物，所述的填充物的两端设有孔板，所述的泡沫机体上设有与所述的泡沫剂腔连通的液面刻度管，所述的泡沫机体上设有与所述的泡沫剂腔连通的泡沫剂溶液灌入口，所述的泡沫剂溶液灌入口上设有泡沫剂溶液灌入口开关，所述的泡沫剂腔连接有泡沫出口管，所述的泡沫出口管的出口连接有泡沫出口开关和泡沫管喷头，所述的泡沫机体上设有与所述的压缩空气腔连通的安全阀门，压缩空气管的一端通过调压表与所述的压缩空气腔连通，所述的压缩空气管的另一端设有空压机接头与空压机连接；还包括一个刻度桶子。

所述的填充物为玻璃球、车床屑或钢棉。

所述的孔板的孔径为0.5mm。

所述的发泡机体的圆筒直径为500mm，高度为800mm。

所述的液面刻度管的最小刻度为0.1L。

为了解决第二个技术问题，本发明提供的使用盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置的方法，向发泡机体的泡沫剂腔中加入浓度为3%～5%泡沫剂溶液，使液面没过液面刻度管1L以上；关闭泡沫剂灌入口以及泡沫管出口开关，同时连接压缩空气管到空压机；开启空压机，使压缩空气腔有压缩空气进入；待压缩空气达到设定的压力0.2Mpa～0.3Mpa时，打开泡沫出口管的泡沫出口开关使压缩空气通过孔板、填充物和泡沫剂溶液达到发泡的目的；随后泡沫将充满泡沫剂腔的空间进而会随着泡沫出口管出来；待泡沫从泡沫出口管出来后，液面刻度管中的液面也会随之下降，到泡沫剂溶液液面下降1L后，把泡沫出口开关立即关闭；发出的泡沫在已标定的刻度桶子中测定体积，最后通过计算确定此泡沫剂溶液的发泡倍率；此时的发泡倍率的大小即为泡沫剂发泡性能的强弱。

采用上述技术方案的盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置及其使用方法，采用孔板式发泡原理进行发泡，用发泡率评价发泡剂的发泡能力。发泡机所产生的泡沫大小为小于400μm(孔板孔径0.5mm)直径的泡沫，与现场盾构发泡系统产生的泡沫大小一致。同时，产生泡沫的压缩空气压力可控，能够很好地反映泡沫剂在现场施工时盾构的发泡系统在不同压力下的发泡性能。

本发明专利的设备简单，操作简单易行，尤其泡沫剂在盾构发泡系统中发泡效果未知的情况下，此试验方法非常有效；试验成本很低，技术手段易于掌握；采用这种发泡方法，能够较精确计算泡沫剂的发泡倍率，对客观确定泡沫剂溶液的发泡效果有利；所产生的泡沫较均匀，减小了由于泡沫直径差异性较大导致泡沫易消散而对泡沫剂评价不客观的情况。因此，本发明是一种有效可靠的盾构渣土改良泡沫剂发泡性能鉴定装置及其使用方法。

附图说明

图1是发泡倍率试验中泡沫机的示意图。

图2是发泡倍率试验中泡沫机的Ⅰ-Ⅰ横断面示意图。

图3是发泡倍率试验中泡沫机的Ⅱ-Ⅱ横断面示意图。

图4是发泡倍率试验中发泡倍率测定的示意图。