渣土改良就是通过盾构配置的专用装置向刀盘面，土仓内或螺旋输送机内注入水、泡沫、膨润土、高分子聚合物等添加剂，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或者螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土渣混合，使盾构切削下来的渣土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力。如表3.3.1 所示。
表3.3.1 盾构施工中常用的渣土改良剂的种类
1.膨润土
膨润土主要成分是蒙脱石，具有层状结构，易吸水膨胀，具有润滑性，可以在工作面形成低渗透性的泥膜，也可以改变土的和易性，提高砂土的流塑性。其改良机理如图3.3.1。
图3.3.1 膨润土改良机理
2.泡沫剂
在土压平衡式盾构施工中，泡沫改良技术利用特殊方法配置的发泡剂，按一定比例与水混合得到发泡剂溶液。该发泡剂溶液中90%～99%为水，其余为发泡剂，其在盾构刀盘、压力舱和排土器的发泡装置内，经压缩空气的作用，生成大量直径为30～400 txm 的气泡。这种泡沫是典型的气-液二相体系，其中90%以上是空气，不足10%为发泡剂溶液。这种泡沫注入土压平衡式盾构机的压力舱、刀盘和螺旋排土器内，与开挖土体混合，细小的气泡进入土体后，充满在土体颗粒的间隙中，将土体颗粒包围，从而对开挖土体进行改良。
泡沫作用机理如图3.3.2，注入效果如图3.3.3。(www.xing528.com)
图3.3.2 泡沫作用机理
图3.3.3 刀盘泡沫注入效果
泡沫剂改善土体的流动性，保持开挖面的稳定，降低刀盘扭矩，减少刀具的磨损，降低渣土的透水性，提高排土效率。泡沫材料可以自行分解，对环境无污染。泡沫适用各种土体主要按土体的颗粒等级来，从黏土一直到卵石，颗粒越大，泡沫建议发泡倍率越高。
3.聚合物
聚合物是一种长链分子有机物，可以单独使用，也可以和膨润土、泡沫混合使用。当聚合物与渣土混合时，聚合物分子会附着在土颗粒表面，将土颗粒粘结在一起，使渣土的黏聚力得以提高，便于在螺旋输送机内形成“土塞”效应以进行土仓保压。作用机理如图3.3.4。
图3.3.4 聚合物作用机理
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