为了对比天恩牌盾构用发泡剂、国外某品牌发泡剂和国内某品牌发泡剂的性能，三种发泡剂在盾构施工过程对如下气泡注入参数进行了设定：发泡剂的浓度分别为1.0％，而发泡倍率和气泡掺入比分别设定为：20倍和40％；为了减少因为地层条件变化所造成的不同发泡剂性能对比的困难，试验时不同发泡剂试验的位置都选择在同一地层，且前后连接在一起，地质条件几乎没有变化，试验中每种发泡剂推进20环，所需时间约为48小时。在对施工参数进行对比时每种发泡剂推进的环数由前向后编号为1～20环。

由于气泡对开挖土体性质的改良效果，在盾构施工中的直接反映为千斤顶推力的降低，刀盘扭矩和排土器扭压的减小，所以在现场试验过程中，对盾构机气泡添加系统中发泡剂浓度、发泡倍率和气泡掺入比三个工作参数按照上述试验要求进行控制，观察并记录三种发泡剂注入盾构机后，盾构机推进时的千斤顶推力、刀盘扭矩和排土器扭压的变化情况，并对以上工作参数进行分析，比较开挖土体的改良效果。

试验中盾构推进稳定时，盾构机的其它工作参数设定如下：推进速度25mm/min，刀盘转速2．2转／分钟，排土器转速为10转/分钟。采用三种发泡剂施工时，图1为盾构机千斤顶推力对比曲线图，图中可以看出，加入气泡施工后，盾构机千斤顶的总推力较没有添加气泡时都有了明显降低；没有添加气泡时，盾构机总推进力约在14000kN时上下波动，而添加了气泡以后，总推进力都降低到12000kN以下，降低最大者达到10000kN，降低幅度高达到38％；图2为添加三种发泡剂施工时，刀盘扭矩对比曲线图；由图可以得出在加入气泡后切削刀盘的扭矩有了显著降低，没有加入气泡时刀盘扭矩达到了400kN m以上，施工时为了保护刀盘不得不采取降低转速的方法以减低扭矩，造成施工速度减慢，而加入气泡以后刀盘扭矩都基本降低到3500kN m以下，最大可降低到3000kN m以下，完全达到了施工时刀盘扭矩的要求，可以顺利进行施工；图3为添加三种发泡剂施工时排土器扭压对比曲线图；螺旋排土器的扭压为驱动螺旋排土器旋转的液压装置的油压，扭压越高则排土器的扭矩越大，二者之间成正比关系。由图可以看出，加入气泡施工后，排土器的扭压明显的降低，降低最小达12 5％，最大达30％以上，施工中完全解决了排土器扭压过高的问题，使盾构施工的出土顺利。

盾构机千斤顶推力对比曲线图

刀盘扭矩对比曲线图

排土器扭压对比曲线图

通过现场实验，天恩牌盾构用发泡剂对盾构土体进行改良后，降低千斤顶的总推进力、刀盘扭矩和排土器扭矩方面占有明显的优势，取得了优异的技术指标，见下表

使用天恩牌盾构用发泡剂，千斤顶的总推进力、刀盘扭矩和排土器扭矩明显降低。