EPB盾構機壹般適用於內摩擦角小，滲透系數在10-6m/s以下，易塑性流動的粘性土層。在砂層和礫石層中，對於粒徑較大的地層，土體摩擦大，透水性高，切土流動性差，在這類土層中很難保持開挖面的穩定。為了解決砂土的塑性流動，可以在開挖的土倉中註入泡沫，充分攪拌，改變土的成分，從而保證土的流動性，降低土的透水性，保持開挖面的穩定。同時，添加泡沫還可以減少刀盤與土壤的摩擦，降低扭矩，減少貝殼與刀盤上粘土的粘附，有利於排土機理的挖掘。
可以降低所需的驅動功率。
城市地鐵隧道大多需要穿越不同的地層，壹條線路上可能會有壹些地層不適合EPB盾構施工，限制了EPB盾構的適用範圍。但如果使用通用泥水盾構，成本相對較高，需要較大場地安裝泥水處理循環系統。目前城市地鐵建設可利用的空間越來越小。因此，為了擴大EPB盾構機的應用範圍，使其適應不同地層的變化，可以采用充填泡沫系統的方法來達到這壹目的，從而充分發揮EPB盾構機成本低、易於控制和操作的優勢。添加泡沫後，土體滲透系數發生變化，擴大了EPB盾構機適用的土體滲透系數和粒徑範圍。
2泡沫的發泡原理和工藝流程
2.1發泡原理
泡沫系統由泡沫發生器、空氣壓縮機、儲罐和各種管道泵組成。發泡劑、聚合物和水混合後，人壓縮空氣使液體膨脹產生泡沫，通過刀盤上的四個人註入倉內。泡沫系統流程如下圖2所示。
2.2泡沫制造工藝
泡沫制造過程如圖3所示。
2.3泡沫的膨脹率和註入比
(1)泡沫的膨脹率(FER)。FER=(液體流量1/毫米):(空氣流量1/毫米)；FER越大，泡沫越稀或越濕，壹般取值在1: 6到1: 15之間。
(2)泡沫的註入比。FIR=(泡沫填充率)/(土壤挖掘率)x 100%；—平均值介於40%和100%之間。
發泡劑用量、FER和FIR是泡沫體系的三個重要參數。
3工程應用
深圳地鐵壹期工程華強路-崗廈段盾構隧道全長3471.6m，隧道襯砌外徑6m，內徑5.4m，采用德國Herrick公司設計制造的土壓平衡盾構機，盾構刀盤直徑6.28m，隧道需穿越燕山期強風化花崗巖、全風化花崗巖、礫質粘性土、砂質粘性土、富水砂層、角礫巖層，局部需穿越中風化地質條件極其復雜，各科地層軟硬不均，重復，施工過程中需要不斷調整施工參數，尤其是泡沫的使用更加復雜多變。
在砂土和礫石土地基中，由於內摩擦角大，難以獲得良好的流動，同時滲透系數大，止水性差，壓力不能很好地傳遞到工作面。推進過程中明顯出現方向控制不好，刀盤扭矩大，推進速度慢。通過向開挖面註入泡沫，可以使開挖的土體獲得良好的流動性和止水性，保持開挖面穩定，並明顯降低扭矩。在粘性土層中，由於其內摩擦角小，易流動，泡沫只起活化劑的作用，防止土壤粘在刀具內壁和土倉上，減少刀具磨損，提高挖掘速度。
在施工過程中，我們統計了註入不同地層的泡沫量以及註入泡沫前後扭矩的變化，如下表1所示。
從表中可以看出，泡沫的使用大大降低了刀盤的扭矩，平均扭矩降低了12%，且泡沫在砂土中的降扭矩效果比在粘土中更明顯。泡沫有以下優點:
(1)由於氣泡的潤滑作用，降低了地基的內摩擦角，提高了開挖土和砂的流動性，從而降低了刀盤扭矩，改善了盾構機的作業參數；
(2)降低砂土的滲透性，使整個開挖土體傳力均勻，工作面壓力變化小，有利於調節土倉壓力，保證盾構機掘進姿態，控制地表沈降；
(3)降低粘土的粘度，使其不粘附在盾構機和刀盤上，有利於挖掘機構的挖掘；
(4)泡沫無毒，2小時後可自行分解消失，對土壤環境無汙染。
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