泡沫系统由泡沫发生器单独配置一个高压泵，用于对渣土进行改良。在台车上，泡沫泵将泡沫原液吸入，流经流量计与外循环水混合至桥架处，经过高压水泵与压缩空气混合进入泡沫发生器进行发泡膨胀。泡沫一部分送至盾体内的中心回转接头进入刀盘面板处，用于开挖面的土壤改良；一部分连接到盾体隔板处，用于土舱内的土壤改良便于输送；一部分连接到螺旋输送机上，使螺旋输送机内输送的土壤改良以便顺利地排出渣土。

1）泡沫系统的组成

泡沫系统主要由泡沫泵、高压水泵、电磁流量阀、泡沫发生器、压力传感器、管路组成，见图3-41。

图3-41　泡沫系统的组成

2）主要参数确定方法

①泡沫的组成比例：一般为泡沫添加剂3%，水97%，根据具体地层特性选择合适的比例。

②土渣中的泡沫注入率：渣土改良时，泡沫注入率（包括泡沫原液、水、空气）等于土体的孔隙率乘以填充率。孔隙率一般在40%以下，按填充率100%计，泡沫注入率最大不会超过40%。系统设计时取最大值40%进行计算。

③泡沫系统参数计算：a.开挖量计算：开挖量即渣土的方量，是根据开挖直径及掘进速度计算出来的数值。b.土渣中泡沫用量计算：此数值是依据开挖量及土渣中的泡沫注入率，还有泡沫发生剂的膨胀系数这三个数值计算出来的。渣土中的泡沫注入率，一般取40%，另外泡沫发生剂的膨胀系数根据施工经验及试验，取12。c.泡沫泵排量计算：泡沫泵需要的排量依据泡沫注入量来计算，一般原液的使用量为泡沫注入量的3%。另外，泡沫泵的余量系数一般选取1.3。

④水系统参数计算：工业用水的用量，泡沫混合液中3%是原液，而97%则是水，根据泡沫泵排量和泡沫组成比例计算水泵排量。

⑤空气用量计算：泡沫膨胀系数决定了泡沫中11/12是空气，可根据注入量和掘进速度计算空气用量。

3）成都地铁6号线3标泡沫系统(www.daowen.com)

泡沫是一种调节介质，可改善渣土的流动性及和易性，减少透水性，适用于砂砾石、砂卵石和黏性非常高的地质状况中靠土压支持的盾构机的掘进。成都地铁6号线3标盾构施工主要穿越富水砂卵石地层，若不对土体进行较好的改良，土体将没有很好的流动性，会导致土体的渗水性无法降低，从而使得卵石的排出率也大大降低，卵石与刀盘的磨损会增大。

本标段盾构机另配有一套泡沫发生系统（图3-42），用于对渣土进行改良。该套泡沫系统主要由泡沫原液泵、高压水泵、电磁流量阀、泡沫发生器、压力传感器、电磁流量计等组成（图3-43）。共有6路泡沫发生装置，均采用单路单泵，可单独控制流量，每路最大流量20 L/min。刀盘和螺旋输送机上分别布置有6个和8个泡沫注入口，每路流量单独连续可调，泵最高压力可达8 MPa，防堵、疏通效果好。电磁流量计采用电磁感应原理进行流量的测量，测量范围0～25 L/min。

图3-42　泡沫系统

图3-43　泡沫系统组成

①该泡沫发生装置共6路且单路单泵控制，各路线分工明确，单独作业，易于控制。

②单路流量独立连续可调，根据具体情况调整泡沫流量。

③泵最高压力可达8 MPa，具有很强的防堵性能和管道疏通能力，防堵、疏通效果好。

通过泡沫注入系统可将泡沫注入刀盘前端、土舱里和螺旋机内。经泡沫改良的土壤有以下特点：改善流动性、降低渗水性、降低对盾构机的附着、减小对盾构机的磨损、降低刀盘的驱动功率。