压的保持〇.9bar，采用水土比14:1的膨润土浆液，浓度为3%的泡沫 剂做渣土改良剂，通过试验，得到以下技术参数：
[0034] 1)始发阶段：
[0035] (1) 1-45环：由于始发降水影响，该段处于无水全砂地层，掘进速度20~30mm/min， 膨润土浆液注入速度140~180L/min，注入量7~9m3/环，泡沫剂（康达特牌）注入量20~ 30L/环，推力维持在18000~28000KN，刀盘扭矩维持在2700KN · m~3600KN · m，渣土改良效 果较好，地面沉降控制在2cm以内，但刀盘扭矩略微偏大。
[0036] (2 )46-83环:该段处于富水全砂地层，掘进速度30~40mm/min，膨润土衆液注入速 度180~240L/min，注入量9~12m3/环，泡沫剂(合众双牌)注入量20~30L/环，推力维持在 20000~22000KN，刀盘扭矩维持在3200KN · m~3700KN · m，渣土改良效果较好，地面沉降控 制在2 · 5cm以内，但刀盘扭矩偏大。
[0037] 2)正常掘进阶段
[0038] (1 )84-195环:该段处于富水全砂地层，掘进速度40~70mm/min，膨润土衆液注入 速度130~200L/min，注入量4~6m3/环，泡沫剂(合众双牌)注入量40~50L/环，推力维持在 19000~25000KN，刀盘扭矩维持在2900KN · m~3800KN · m，渣土改良效果较好，地面沉降控 制在2 · 5cm以内，但刀盘扭矩仍偏大。
[0039] (2) 196-548环:该段处于富水全砂地层(含粉质粘士薄夹层），掘进速度70~80mm/ min，膨润土浆液注入速度75~200L/min，注入量1.5~4m3/环，泡沫剂(合众双牌)注入量25 ~30L/环，推力维持在14000~21000KN，刀盘扭矩维持在1600KN · m~3400KN · m，渣土改良 效果良好，地面沉降控制在2.5cm以内，刀盘扭矩正常，推进较为顺利。
[0040] (3)549-690环:该段处于富水全砂地层，掘进速度70~80mm/min，膨润土衆液注入 速度80~350L/min，注入量4~7m3/环，泡沫剂(合众双牌)注入量40~60L/环，推力维持在 15000~21000KN，刀盘扭矩维持在3000KN · m~4100KN · m，渣土改良效果较好，地面沉降控 制在2.5cm以内，但刀盘扭矩偏大，推进较为顺利。
[0041 ]本发明上述工法的技术方案具有以下技术效果和工法特点：
[0042] 1.保持开挖面的稳定性，防止地面过大的隆起和沉降。膨润土浆液使开挖面土体 形成具有较好塑流性和低透水性的混合体，而泡沫具有可压缩性，两者结合对开挖面土体 起到了支护作用，有利于土压平衡的建立，从而避免地面出现过大的隆起和沉降。
[0043] 2.减少砂层土对刀盘和刀具的磨损，降低施工成本。砂性土颗粒松散，无粘聚力， 加入泥浆后，泥浆包围在颗粒周围，形成一层泥膜，增加了颗粒之间的粘聚力，改善了土体 的受力状况，有效地减小了砂性土颗粒对刀盘、刀具的磨损。泡沫的体积极小，混合泡沫后 的泥浆扩散性得到增强，可在刀盘的搅拌下迅速渗透到土层中，降低了土体的密实度，加快 了土体的流动性，同时吸附在颗粒之间的气泡可以减少土体颗粒与刀盘系统的直接摩擦， 从而减小对刀盘的磨损，降低施工成本。
[0044] 3.防止渣土粘附在刀盘及螺旋输送机内，避免闭塞现象，减轻机械负荷，降低刀盘 扭矩，提高掘进速度。利用泡沫优良的润滑性能，改善土体粒状构造，降低土体的渗透性。又 因其比重小，搅拌负荷轻，容易将土体搅拌均匀，从而既能平衡开挖面土压，又能连续向外 顺畅排土。
[0045] 4.本工程采用55KW大功率泥浆栗对膨润土进行强制循环膨化后立即使用(通常膨 润土浆液制作完毕后要在储浆罐中储存6小时以上才能使用），节省了储存容器，节省了占 地面积，加快了施工进度，取得较好效果。
【附图说明】
[0046] 图1本发明富水砂层土体改良施工工艺流程图
[0047] 图2为本发明刀盘前侧改良剂注射口分布结构示意图 [0048]图3为本发明结构示意图
[0049]其中，1-盾构机，2-管道栗，3-膨润土存储罐，4-电机，5-膨润土搅拌罐，6-泥浆栗， 7-出浆管，8-膨润土发酵罐，9-渣浆栗，10-送浆管，11-刀盘，12-泡沫注入口，13-泡沫发生 器，14-储料罐
【具体实施方式】
[0050] 如图3所示的本发明富水砂层土体改良施工系统和施工工法流程，包括膨润土系 统，泡沫注入系统、盾构机渣土改良系统;所述膨润土系统包括盾构机膨润土拌合系统、盾 构机膨润土注入系统；
[0051] 盾构机膨润土拌合系统通过管道栗2连接盾构机的膨润土存储罐3;
[0052]盾构机膨润土注入系统包括电机4带动的膨润土搅拌罐5、并通过由泥浆栗6控制 的出浆管7与膨润土发酵罐8连接，所述膨润土存储罐3与彭润土发酵罐8之间连接有由渣浆 栗9控制的送浆管10;
[0053]泡沫注入系统包括泡沫发生器13、空压机、储料罐14和管道栗，设于盾构机1的刀 盘11和土仓内的泡沫注入口 12,泡沫剂注入所述刀盘11前方的掌子面和土仓内。
[0054]如图2所示盾构机渣土改良系统内的渣土改良剂为注射管道分布;所述刀盘11辐 条上均匀分布注射孔，所述注射孔包括膨润土注射管道的注射孔、泡沫剂注射管道注射孔； 所述土仓内还设有膨润土浆料或泡沫注入口。
[0055]改良剂从所述刀盘11的前方的面板上注射。
[0056]渣土改良剂由膨润土浆液与泡沫剂按比例配制而成;所述膨润土浆液可由高分子 聚合物代替。
[0057] 如图1所示的富水砂层盾构渣土改良施工系统的施工工法，包括以下步骤：
[0058](一)制作膨润土浆液，膨润土进行发酵膨化，栗送运输膨化的膨润土；
[0059](二)运输泡沫剂；
[0060](三)将步骤(一）、步骤(二)膨润土和泡沫剂分别注入盾构机1，于所述土仓内进行 土体搅拌，进行土体改良。
[0061] 膨润土为钠基膨润土，制成膨润土浆液;膨润土用高分子聚合物代替。
[0062] 于砂~砂(卵)砾石地层时，所述膨润土PH值7.5~10.0,粘度为2~10Pa · s;或，于 粘土~砂(卵)砾石地层时，所述泡沫剂PH值7.3~8.0,粘度:0.003~0.2Pa · s。
[0063] 于固结粘土~砂烁地层，所述高分子聚合物为PH值7.5~10.0,粘度：0.7~ 2.0Pa · s;高分子聚合物的改良剂配合比，为高分子聚合物1~3kg、水1000L、渣土7m3的比 例。
[0064] 膨润土浆液的水土比（重量比）为14:1的膨润土;所述膨润土浆液与渣土样体积比 为1: 3。泡沫剂与水混合的比例为3 :100，或6:100。当平均土压的保持0.9bar，采用水土比 14:1的膨润土浆液，浓度为3 %的泡沫剂。
[0065]富水砂层盾构渣土改良施工系统的施工工法的详细施工流程如下：
[0066] 1)盾构始发阶段：
[0067] (1) 1-45环：由于始发降水影响，该段处于无水全砂地层，掘进速度20~30mm/min， 膨润土浆液注入速度140~180L/min，注入量7~9m3/环，泡沫剂入量20~30L/环，推力 18000~28000KN，刀盘扭矩2700KN · m~3600KN · m;
[0068] (2 )46-83环:该段处于富水全砂地层，掘进速度30~40mm/min，膨润土衆液注入速 度180~240L/min，注入量9~12m3/环，泡沫剂注入量20~30L/环，推力20000~22000KN，刀 盘扭矩3200KN · m~3700KN · m;
[0069] 2)正常掘进阶段
[0070] (1 )84-195环:该段处于富水全砂地层，掘进速度40~70mm/min，膨润土衆液注入 速度130~200L/min，注入量4~6m3/环，泡沫剂注入量40~50L/环，推力19000~25000KN， 刀盘扭矩2900KN · m~3800KN · m;
[0071 ] (2) 196-548环：该段处于富水全砂地层，含粉质粘士薄夹层，掘进速度70~80mm/ min，膨润土浆液注入速度75~200L/min，注入量1.5~4m3/环，泡沫剂注入量25~30L/环，