盾構同步注漿漿液的製作方法
2023-05-18 23:48:56 1
專利名稱：：盾構同步注漿漿液的製作方法
技術領域：
：本發明屬於隧道施工的新型材料類，特別是指一種能有效控制盾構施工引起地層位移及隧道脫出盾尾後上浮的新型盾構同步注漿漿液。
背景技術：
：盾構同步注漿技術是指在盾構推進施工的過程中，隧道襯砌管片拼裝後，隧道脫出盾尾的同時，在一定的注漿壓力下，將適量的有一定的早期強度及最終強度的注漿材料填入盾尾後的空隙內，待其固結硬化後起到充填壁後建築空隙，提供一定承載能力，穩定管片襯砌的注漿方法。盾尾注漿的類型分為事後注漿、同步注漿、及時注漿和二次注漿，其中對地面沉降的控制和隧道上浮要求比較嚴格的情況下一般採用同步注漿，二次注漿作為補充措施。注漿位置可選擇盾構機尾部的注漿管注漿和管片注漿孔注漿，各有其優缺點，目前較多採用盾構機尾部注漿管注漿，此注漿施工較為便捷，對於施工引起沉降的控制較好。早期在美國、歐洲等國家地區都採用的小礫石加砂漿的注漿方式。這是盾構施工法初期的一種標準注漿法，可稱之為豆石混凝土漿液注漿。但在軟土地基中，小礫石骨料不能均勻地分布到管片背後，而局部集中於注漿口處。因此，其結果大部分是單純的砂漿注漿。與豆石混凝土漿液相比砂漿的可施工性和填充效果都好得多，為了提高砂漿的流動性，使用發泡劑製成充氣砂漿，不僅改善了填充效果，而且同後方車架之間實現了管道輸送。我國盾構隧道施工中目前已經很少使用豆石混凝土漿液注漿和單純的砂漿注漿方式，取而代之的是改進後的雙液注漿漿液、單液惰性漿液、單液硬(活)性漿液等新型漿液。含有水泥、水玻璃、聚氨脂等水硬性凝結材料的活性漿液早期強度高並且性能穩定，對於控制沉降和隧道上浮效果較好，尤其是瞬凝型雙液漿液。活性漿液的使用使施工控制較為複雜，容易堵塞注漿管，造成同步注漿的失敗。惰性漿液以粉煤灰，膨潤土和砂為主，有較好的觸變性及流動性，便於同步壓注，控制地面沉降。其缺點是早期強度低，後期缺少化學穩定性，易於離析，不能有效地控制隧道脫離盾尾後的上浮及保持隧道後期的縱向穩定。注漿量和注漿壓力的選擇極為重要。理論上得到的注漿壓力和注漿量在實際施工過程中因地質條件和施工速度等的不同而有所變化。注漿壓力和注漿量的確定大部分依靠實際的工程經驗，並根據信息化施工的信息反饋逐步調整完善。隨地層和盾構形式的變化，對某一種盾構，某一種地層來說，對於控制隧道脫出盾尾的地面沉降和隧道上浮方面，應有一個最佳的同步注漿工藝、參數和注漿材料的選擇。
發明內容本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，進行試驗並主要探討了不含水泥、水玻璃等活性材料的單液惰性漿液的研製方法和取得的結果，提供了一種盾構同步注漿漿液，能有效控制盾構施工引起地層位移及隧道脫出盾尾後上浮，惰性漿液具有初凝時間較長，方便施工管理和控制，設備較雙液漿簡單等優點，而且單液漿材料和施工成本較低，漿液的後期強度穩定，具有較好的化學穩定性，不受地震液化的影響，對隧道長期使用穩定性提供輔助作用。本發明目的實現由以下技術方案完成一種盾構同步注漿漿液，其重量百分比具體為熟石灰粉4%-4.2%,粉煤灰15.4%-15.6%,砂60%-62%,膨潤土3.30/。-3.8%,減水劑0.154%-0.157%,氫氧化鈉0%-0.12%,增稠劑0%-0.0024%，餘量為水。上述盾構同步注漿漿液的重量百分比具體可為熟石灰粉4%-4.2%,粉煤灰15.4%-15.6%,砂60%-62%,膨潤土3.3%-3.8%，減水劑0.154%-0.1570/0，氫氧化鈉0%-0.12%，增稠劑0%-0.0024%,餘量為水。實驗室試^r獲得最佳同步注漿材料質量配比為4漿液配方熟石灰粉粉煤灰砂Cl膨潤土JRC-2D秋冬高效減水劑增稠劑水單位(g)1043901534953.90.06370在隧道施工現場時，該漿液配製流程為首先按配比向攪拌筒加水，再按配合比秤取材料加入攪拌筒，然後啟動攪拌機攪拌，將漿液注入儲漿筒，漿液送入隧道同步注漿，最後根據注漿施工效果檢查，若不合格，則重新配比。本發明的優點是，通過漿液的配比、物理力學和動力試驗，研製出的優質漿液具有以下特點(1)方便壓注，能夠完全充填盾尾間隙並在早期約束管片；(2)密度高，具有一定的瞬時強度，不容易被開挖面泥漿稀釋，有效控制隧道上浮；(3)具有良好的動力力學性能，以抵抗地震和車輛振動等動荷栽的影響；(4)具有良好的耐化學介質性能，以抵抗硫酸鹽腐蝕、氯離子腐蝕和碳化的影響，對隧道的長期使用起到保護作用。具體實施例方式以下通過實施例對本發明特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解在本發明中按步驟進行新型盾構同步注漿漿液的配比研製與施工應用，即首先調研並確定同步注漿材料和配合比，再由室內試驗確定同步注漿材料最優配合比，最後進行現場試驗研究並調整漿液的可注性。室內試驗由三個階段構成，第一階段對初選漿液配方進行密度、坍落度、稠度、泌水率、收縮率、PH值等試-瞼，確定漿液配方；對選定漿液配方，進行直剪試驗、固結壓縮試驗，確定漿液材料的粘聚力、內摩擦角、壓縮係數及壓縮模量；進行3d、7d、28d等不同齡期的單軸抗壓強度試驗，確定漿液不同齡期的強度。第二階段對注漿漿液配方添加外加劑，試驗測定各項技術指標；進行技術經濟分析，推薦價廉質優的漿液配方。第三階段對推薦配方做進一步研究，再次進行直剪試驗和固結壓縮試驗，測定粘聚力，內摩擦角、壓縮係數及壓縮模量；在常規試驗的基礎上，進行動三軸試驗，^r驗漿液的動力力學性能；通過對注漿材料的推薦配方進行浸泡試驗，預測其耐久性；通過正交法測試配方波動對同步注漿漿液性能的影響。由於現場施工的複雜性，同步注漿施工需要在室內試驗的基礎上，採用工程現場的施工條件和材料進行試拌漿，根據試拌效杲做出調整。在深入到施工過程中，仍可能由於地層和施工條件的變化，導致注漿效果的減弱，需要根據現場具體情況進行改進試驗，改善同步注漿的效果。施工過程中漿液配製流程為首先按配比向攪拌筒加水，再按配合比秤取材料加入攪拌筒，然後啟動攪拌機攪拌，將漿液注入儲漿筒，漿液送入隧道同步注漿，最後4艮據注漿施工效果檢查，若不合格，則重新配比。實施例1:根據上述配比選擇方法，室內試驗推薦的最佳同步注漿材料配合比:tableseeoriginaldocumentpage6其中，重量百分比為熟石灰粉4.16%，粉煤灰15.60%,砂61.4%,Cl膨潤土3.80%，JRC-2D秋冬高效減水劑0.156%,增稠劑0.0024%,餘量為水。實施例2:根據上述配比選擇方法，室內試驗推薦的同步注漿材料配合比:漿液配方熟石灰粉粉煤灰砂C2膨潤土JRC-2D夏季高效減水劑氫氧化鈉水單位(g)1043901534853.93390其中，重量百分比為熟石灰粉4.14%,粉煤灰15.54%,妙、61.1%,C2膨潤土3.39%,JRC-2D夏季高效減水劑0.155%，氫氧化鈉0.1195%,餘量為水。實施例3:根據上述配比選擇方法，室內試驗推薦的同步注漿材料配合比:漿液配方熟石灰粉粉煤灰砂C2膨潤土JRC-2D秋冬高效減水劑水單位(g)1043901534953.9370其中，重量百分比為熟石灰粉4.17%，粉煤灰15.63%,砂61.5%，C2膨潤土3.8%，JRC-2D秋冬高效減水劑0.156%,餘量為水。實施例4:由於現場的拌漿設備與試驗室的設備不同，所用材料的成分性質也與室內試驗用材有些出入，對存在的問題再一次進行材料配比調整，並增加適量的添加劑。經過現場試驗出現漿液離析現象，另外，現場要求提高漿液的早期強度，在此基礎上，通過系列試驗，得出結合施工環境的推薦同步注漿材料質量配合7tableseeoriginaldocumentpage8其中，主要成分重量百分比為熟石灰粉4.185%，粉煤灰15.69%，砂61.73%,C2膨潤土2.62%,減水劑0.282%,氬氧化鈉0.201%,餘量為水。本發明的優點是，本發明技術屬盾構隧道施工
技術領域：
的新型材料及施工工藝發明。通過室內常規試驗、耐久性及動力性能試驗，優化選擇同步注漿材料性能及配比，再進行現場實驗研究，對漿液流動性、早期強度等可注性能進行調整，選擇優質的同步注漿材料及配合比，該漿液可有效地控制盾構施工引起的地層沉降及隧道脫離盾尾後的上浮，隧道內部漏水現象得到改善等。權利要求1.一種新型盾構同步注漿漿液，其特徵在於，其重量百分比具體為熟石灰粉3.8％-4.3％，粉煤灰15.0％-16.0％，砂58％-64％，膨潤土3.2％-3.8％，減水劑0.153％-0.158％，氫氧化鈉0％-0.12％，增稠劑0％-0.0024％，餘量為水。2.如權利要求1所述的一種新型盾構同步注漿漿液，其特徵在於，其重量百分比具體為熟石灰粉4%-4.2%，粉煤灰15.4%-15.6%，砂60%_62%，膨潤土3.3%-3.8%，減水劑0.154%-0.157%，氫氧化鈉0%-0.12%，增稠劑0%-0.0024%，餘量為水。3.如權利要求1或2所述的一種新型盾構同步注漿漿液，其特徵在於，實驗室試驗獲得最佳同步注漿漿液的各材料質量配合份數為熟石灰粉104份、粉煤灰390份、砂1534份、Cl膨潤土95份、JRC-2D秋冬高效減水劑3.9份、增稠劑0.06份、水370份。4.如權利要求1或2所述的一種新型盾構同步注漿漿液，其特徵在於在隧道施工現場時，該漿液配製流程為首先按配比向攪拌筒加水，再按配合比秤取材料加入攪拌筒，然後啟動攪拌機攪拌，將漿液注入儲漿筒，漿液送入隧道同步注漿，最後根據注漿施工效果檢查，若不合格，則重新配比。全文摘要本發明屬於隧道施工的新型材料類，特別是指一種能有效控制盾構施工引起地層位移及隧道脫出盾尾後上浮的新型盾構同步注漿漿液。新型盾構同步注漿漿液材料性能涉及到盾構施工引起地層沉降的控制，隧道脫離盾尾後隧道上浮及隧道的長期穩定性，本發明針對傳統的單液活性和惰性材料在凝結時間上存在的缺點，採用以黃砂、石灰膏和粉煤灰為主，並添加適量的添加劑，配製出了具有高密度、早期強度高、收縮變形小、流動性和可注性好、穩定性好以及抗震無液化的優質同步注漿材料。在工程試驗的使用中，有效地控制了地面沉降和隧道脫出盾尾後的上浮，此同步注漿材料的優良性能和施工效果得到建設方和施工方的一致認可，是具有推廣價值的實用性發明。文檔編號C04B14/06GK101575196SQ20091005230公開日2009年11月11日申請日期2009年6月1日優先權日2009年6月1日發明者張慶賀,楊俊龍,楊光輝,楊繼範,王肖雲,立肖,蔣洪進,趙國強,勇陳,陳立生申請人:上海市第二市政工程有限公司