专利名称：发泡组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及隧道掘进方法和使用的组合物。
铠装隧道掘进机用于隧道掘进越来越受到重视，因为具有许多优点，例如在各种各样地层中的掘进能力。铠装隧道掘进机包括安装在有相似横断面的圆筒状保护罩上的可旋转圆形掘头，其旋转轴与所述保护罩的纵轴线吻合。在所述保护罩中有向掘头加料的设备和运出土壤的设备。所述掘进机在掘进隧道的地层比较硬和坚固时，运转很好，而在土壤送出很困难的软而脆的地层中却运转不良。寻找克服该问题的一种方法是通过掘头向土壤中施用固结剂。固结剂可稳定土壤，使掘避更容易进行，并使土壤更容易运出。
已知的稳定剂包括膨润土浆液和聚合物悬浮液。这些稳定剂可引起土壤某些问题，主要因为其显著地增加上壤水含量。一些土壤(例如粘土)可变粘和难于除去并堵塞掘头，导致效果显著降低。在最近的研究中提出了聚合物发泡剂。聚合物发泡剂优点是，对于给定体积只有少量流体加入土壤中。一般的发泡制剂含有发泡剂和泡沫稳定剂，后者一般是表面活性剂。这样，在操作中将发泡制剂从掘头孔注入掘进面中。
现在已经发现用特殊的发泡物质可得到特别有效的结果。因此，本发明提供用铠装隧道掘进设备通过地层掘进隧道的方法，所述方法包括将含水物质于掘进面注入地层中，所述含水物质含有(a)0.005-0.05％(重量)聚环氧乙烷，其重均分子量2,000,000-8,000,000；和(b)0.05-0.5％(重量)含有硫酸盐的阴离子表面活性剂。
本发明还提供有助于从铠装隧道掘进设备的掘进面运出土壤的发泡物质，包括(a)0.005-0.05％(重量)聚环氧乙烷，其重均分子量2,000,000-8,000,000；和(b)0.05-0.5％(重量)含有硫酸盐的阴离子表面活性剂。
聚环氧乙烷(PEO)是熟知的商品，合适材料可从市售产品中很宽范围内选择。典型的例子是联合碳化公司的“Polyox”(商标)材料。所述阴离子表面活性剂可以选自本技术领域中已知的含有硫酸盐的表面活性剂。特别优选的类型是聚氧化烯烷基醚硫酸盐，其中聚氧化烯链有平均2-3个氧化烯单元链长。一般的工业材料包括Toho化学工业公司的“Alscope”(商标)系列。
PEO和表面活性剂量优选分别为0.02-0.04％和0.15-0.4％重量。PEO最优选重量是0.03-0.04％。
含水物质的其余部分一般是水，但是其他技术上认可的组分(例如杀生物剂和络合剂)可以以技术上认可量加入。在本发明的优选实施方案中，所述含水物质还含有0.03-0.8％，优选0.06-0.25％(重量)尿素。因此，本发明还提供隧道掘进发泡添加剂，其基本上由聚氧乙烷、含有硫酸根的阴离子表面活性剂、尿素和水组成。
其他特别有用的组分是促泡沫剂。促泡沫剂是本技术领域中熟知的，能够稳定泡沫的物质。促泡沫剂一般是由天然脂肪和油，例如椰子油衍生的有长脂肪酸链的胺。
该含水物质可以事先以单份物质形式制备和贮存，但是优选以两种组分形式提供使用前再混合。在该情况下，一种组分含有PEO和表面活性剂，而另一种组分是稀释的PEO水溶液，一般重量浓度0.007-0.015％，优选0.015-0.06％。当然，两种组分含有足够的水，以保证其有充分流动性，并含足够的主要组分，以便按上述范围的混合比例得到合适混合物其分子量和比例容易测定。含水物质的水含量，要使其用Bohlin System 3设备以第1号锭子测定的粘度为600-1200m Pa.s.，而在两组分实施方案情况下，每个组分的水含量应达到所述两组分贮存特别稳定的程度。
在操作中，含水物质供给所述掘进机，在掘进机中被稀释为全部含水物质的3％水溶液，用常规方法起泡，通过掘头孔注入隧道面。此外，发泡剂也可以从保护罩孔注入以加固隧道壁。
本发明参考下列非限定性实施例进一步说明。
实施例1将下列物质混合份数(重量)聚氧化烯烷基醚硫酸盐18.58尿素5.00
聚环氧乙烷21.20杀生物剂30.02络合剂40.02水 85.181.“Alscope”W1402.“Polyox”(商标)WSR-3013.“Biotack”(商标)4.“Clewat”(商标)该组合物提供使用浓缩物，其使用在实施例2中说明。
实施例2于土壤中试验实施例1组合物。
所用土壤取自新地铁掘进特别困难的Madrid处。实验包括取4个1000g该土壤(重粘土)试样。将一种物质加入其中3个试样中为使其可移动，在Hobart混合器中搅拌混合物3分钟，然后用Haake VT02粘度计检验粘度。在Hobart混合料杯中评定所述物质的粘着性。
向3个1000g试样的每个加入下列物质中的一种(a)65g水(b)65g 3％发泡剂“Rheocell”(商标)溶液，用空气1∶10发泡处理(1体积溶液/9体积空气)。
(c)65g 3％实施例1组合物的溶液用空气1∶10发泡。
除了粘度(是土壤容易从掘头上除去的指标)外，在清除混合料槽中土壤时评定比较所述物质的粘着性。粘着性的等级是1-很粘，土壤不能从料槽中倒出，难于除去，2-粘，土壤不能从料槽中倒出，但较容易除去，3-不粘，大部分土壤可从料槽中倒出，留下的少量剩余物容易除去。
试验结果如下粘度(泊) 粘着性泥浆100011
(a)泥浆和水30011(b)泥浆和发泡剂 5022(c)泥浆和实施例 50231的组合物1以粘稠液体和浆料用的2号锭子测定。
2较稀的液体和浆料使用较大的锭子(1号)。
可以看出即使用较大的锭子(一般比小锭子得到更高的粘度读数)本发明的组合物粘度和粘着性均得到显著改进。
实施例3两组分体系的实施例两组分体系用1份实施例1的组合物和最多10份含有1％(重量)“Polyox”WSR-301的水配成。根据泥浆水含量调节聚环氧乙烷溶液比例。
在根据实施例2的方法试验时，所述组合物得到与实施例1的组合物相同的优良效果。
实施例4-7根据实施例2中说明的方法制备和试验本发明的一些组合物。
所述组合物列于下列表中。
实施例号 含有硫酸盐的 聚环氧乙烷 络合剂促泡沫剂表面活性剂4 Zetesol NL2 polyox Cublen UreaWSR-301 K25235SulfetalPolyox Masquol AromoxCjot 60WSRN-60K P430 NA MCD-W6 Hostaspur ″ SequionQuiminoxOS-150K33 QL7Empicol Polyox Cublen Aromox
LX42 WSR-301 AP1 C/12-W使用的物质如下所述“Zetesol” (商标)NL2(由Zschimmer&Schwarz得到)-十二烷基醚硫酸钠。
“Sulfetal”(商标)Cjot 60(由Zschimmer&Sohwarz得到)-月桂基硫酸单异丙醇铵。
“Hostaspar” (商标)OS-1(由Clariant得到)-油基硫酸钠。
“Empicol”(商标)LX 42(由Albright&Wilson得到)-月桂基硫酸钠。
“Polyox”(商标)WSRN-60K(由Unio Carbide得到)-聚环氧乙烷，分子量(重均)约2百万。
“Polyox”WSR-301-聚环氧乙烷，分子量(重均)约4百万。
“Cublen”(商标)K2523(由Zschimmer&Schwarz得到)-羟乙基二膦酸三钾。
“Masquol”(商标)P430 Na(由Protex得到)-乙二胺四(亚甲基膦)酸六钠。
“Sequion”(商标)50K33(由Bozzetto得到)-乙二胺四(亚甲基膦)酸六钾。
“Aromox”(商标)C/12-W(由AK20-Nobel得到)-椰油-二-(2-羟乙基)氧化胺。
“Aromox”MCD-W-椰油二甲基氧化胺。
Quiminox(商标)QL(由Qimidroga得到)-椰油二甲基氧化胺。
像实施例1和3的组合物那样，得到的试验结果评为第3级。
权利要求
1.用铠装隧道掘进设备通过地层掘进隧道的方法，所述方法包括将含水物质从掘进面注入地层中，所述含水物质含有(a)0.005-0.05％(重量)聚环氧乙烷，其重均分子量为2,000,000-8,000,000；和(b)0.05-0.5％(重量)含硫酸盐的阴离子表面活性剂。
2.根据权利要求1的方法，其中含硫酸盐的阴离子表面活性剂是聚氧化烯烷基醚硫酸盐，其中聚氧化烯链平均链长2-3个氧化烯单元。
3.根据权利要求1的方法，其中含水物质中的聚环氧乙烷和表面活性剂量分别是0.02-0.04％和0.15-0.4％(重量)。
4.根据权利要求1-3任一项方法，其中含水物质还含有尿素。
5.根据权利要求1-3任一项的方法，其中含水物质还含有促泡沫剂。
6.有助于从铠装隧道掘进设备的掘头处运出土壤的发泡物质，包含(a)0.005-0.05％(重量)聚环氧乙烷，其重均分子量2,000,000-8,000,000；(b)0.05-0.5％(重量)含有硫酸盐的阴离子表面活性剂。
全文摘要
用铠装隧道掘进设备通过地层掘进隧道的方法,所述方法包括将含水物质于掘进面注入地层中,所述含水物质含有:(a)0.005—0.05%(重量)聚环氧乙烷,其重均分子量2,000,000—8,000,000;(b)0.05—0.5%(重量)含有硫酸盐的阴离子表面活性剂。该方法即使在难于掘进的土壤中也有效。
文档编号C09K103/00GK1272901SQ98809744
公开日2000年11月8日 申请日期1998年9月15日 优先权日1997年10月2日
发明者P·埃伦伯格 申请人:Mbt控股有限公司