專利名稱：：盾構(gòu)同步注漿漿液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于隧道施工的新型材料類，特別是指一種能有效控制盾構(gòu)施工引起地層位移及隧道脫出盾尾后上浮的新型盾構(gòu)同步注漿漿液。
背景技術(shù)：
：盾構(gòu)同步注漿技術(shù)是指在盾構(gòu)推進施工的過程中，隧道襯砌管片拼裝后，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后的空隙內(nèi)，待其固結(jié)硬化后起到充填壁后建筑空隙，提供一定承載能力，穩(wěn)定管片襯砌的注漿方法。盾尾注漿的類型分為事后注漿、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采用同步注漿，二次注漿作為補充措施。注漿位置可選擇盾構(gòu)機尾部的注漿管注漿和管片注漿孔注漿，各有其優(yōu)缺點，目前較多采用盾構(gòu)機尾部注漿管注漿，此注漿施工較為便捷，對于施工引起沉降的控制較好。早期在美國、歐洲等國家地區(qū)都采用的小礫石加砂漿的注漿方式。這是盾構(gòu)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后，而局部集中于注漿口處。因此，其結(jié)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(fā)泡劑制成充氣砂漿，不僅改善了填充效果，而且同后方車架之間實現(xiàn)了管道輸送。我國盾構(gòu)隧道施工中目前已經(jīng)很少使用豆石混凝土漿液注漿和單純的砂漿注漿方式，取而代之的是改進后的雙液注漿漿液、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(jié)材料的活性漿液早期強度高并且性能穩(wěn)定，對于控制沉降和隧道上浮效果較好，尤其是瞬凝型雙液漿液?；钚詽{液的使用使施工控制較為復(fù)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，便于同步壓注，控制地面沉降。其缺點是早期強度低，后期缺少化學穩(wěn)定性，易于離析，不能有效地控制隧道脫離盾尾后的上浮及保持隧道后期的縱向穩(wěn)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(zhì)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(jīng)驗，并根據(jù)信息化施工的信息反饋逐步調(diào)整完善。隨地層和盾構(gòu)形式的變化，對某一種盾構(gòu)，某一種地層來說，對于控制隧道脫出盾尾的地面沉降和隧道上浮方面，應(yīng)有一個最佳的同步注漿工藝、參數(shù)和注漿材料的選擇。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，進行試驗并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制方法和取得的結(jié)果，提供了一種盾構(gòu)同步注漿漿液，能有效控制盾構(gòu)施工引起地層位移及隧道脫出盾尾后上浮，惰性漿液具有初凝時間較長，方便施工管理和控制，設(shè)備較雙液漿簡單等優(yōu)點，而且單液漿材料和施工成本較低，漿液的后期強度穩(wěn)定，具有較好的化學穩(wěn)定性，不受地震液化的影響，對隧道長期使用穩(wěn)定性提供輔助作用。本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成一種盾構(gòu)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%，余量為水。上述盾構(gòu)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%,余量為水。實驗室試^r獲得最佳同步注漿材料質(zhì)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(xiàn)場時，該漿液配制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，然后啟動攪拌機攪拌，將漿液注入儲漿筒，漿液送入隧道同步注漿，最后根據(jù)注漿施工效果檢查，若不合格，則重新配比。本發(fā)明的優(yōu)點是，通過漿液的配比、物理力學和動力試驗，研制出的優(yōu)質(zhì)漿液具有以下特點(1)方便壓注，能夠完全充填盾尾間隙并在早期約束管片；(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(zhì)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(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解在本發(fā)明中按步驟進行新型盾構(gòu)同步注漿漿液的配比研制與施工應(yīng)用，即首先調(diào)研并確定同步注漿材料和配合比，再由室內(nèi)試驗確定同步注漿材料最優(yōu)配合比，最后進行現(xiàn)場試驗研究并調(diào)整漿液的可注性。室內(nèi)試驗由三個階段構(gòu)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(jié)壓縮試驗，確定漿液材料的粘聚力、內(nèi)摩擦角、壓縮系數(shù)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(shù)指標；進行技術(shù)經(jīng)濟分析，推薦價廉質(zhì)優(yōu)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(jié)壓縮試驗，測定粘聚力，內(nèi)摩擦角、壓縮系數(shù)及壓縮模量；在常規(guī)試驗的基礎(chǔ)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(yù)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。由于現(xiàn)場施工的復(fù)雜性，同步注漿施工需要在室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，采用工程現(xiàn)場的施工條件和材料進行試拌漿，根據(jù)試拌效杲做出調(diào)整。在深入到施工過程中，仍可能由于地層和施工條件的變化，導致注漿效果的減弱，需要根據(jù)現(xiàn)場具體情況進行改進試驗，改善同步注漿的效果。施工過程中漿液配制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，然后啟動攪拌機攪拌，將漿液注入儲漿筒，漿液送入隧道同步注漿，最后4艮據(jù)注漿施工效果檢查，若不合格，則重新配比。實施例1:根據(jù)上述配比選擇方法，室內(nèi)試驗推薦的最佳同步注漿材料配合比:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>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%,余量為水。實施例2:根據(jù)上述配比選擇方法，室內(nèi)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%,余量為水。實施例3:根據(jù)上述配比選擇方法，室內(nèi)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%,余量為水。實施例4:由于現(xiàn)場的拌漿設(shè)備與試驗室的設(shè)備不同，所用材料的成分性質(zhì)也與室內(nèi)試驗用材有些出入，對存在的問題再一次進行材料配比調(diào)整，并增加適量的添加劑。經(jīng)過現(xiàn)場試驗出現(xiàn)漿液離析現(xiàn)象，另外，現(xiàn)場要求提高漿液的早期強度，在此基礎(chǔ)上，通過系列試驗，得出結(jié)合施工環(huán)境的推薦同步注漿材料質(zhì)量配合7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>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%,余量為水。本發(fā)明的優(yōu)點是，本發(fā)明技術(shù)屬盾構(gòu)隧道施工
技術(shù)領(lǐng)域：
的新型材料及施工工藝發(fā)明。通過室內(nèi)常規(guī)試驗、耐久性及動力性能試驗，優(yōu)化選擇同步注漿材料性能及配比，再進行現(xiàn)場實驗研究，對漿液流動性、早期強度等可注性能進行調(diào)整，選擇優(yōu)質(zhì)的同步注漿材料及配合比，該漿液可有效地控制盾構(gòu)施工引起的地層沉降及隧道脫離盾尾后的上浮，隧道內(nèi)部漏水現(xiàn)象得到改善等。權(quán)利要求1.一種新型盾構(gòu)同步注漿漿液，其特征在于，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％，余量為水。2.如權(quán)利要求1所述的一種新型盾構(gòu)同步注漿漿液，其特征在于，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%，余量為水。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種新型盾構(gòu)同步注漿漿液，其特征在于，實驗室試驗獲得最佳同步注漿漿液的各材料質(zhì)量配合份數(shù)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(quán)利要求1或2所述的一種新型盾構(gòu)同步注漿漿液，其特征在于在隧道施工現(xiàn)場時，該漿液配制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，然后啟動攪拌機攪拌，將漿液注入儲漿筒，漿液送入隧道同步注漿，最后根據(jù)注漿施工效果檢查，若不合格，則重新配比。全文摘要本發(fā)明屬于隧道施工的新型材料類，特別是指一種能有效控制盾構(gòu)施工引起地層位移及隧道脫出盾尾后上浮的新型盾構(gòu)同步注漿漿液。新型盾構(gòu)同步注漿漿液材料性能涉及到盾構(gòu)施工引起地層沉降的控制，隧道脫離盾尾后隧道上浮及隧道的長期穩(wěn)定性，本發(fā)明針對傳統(tǒng)的單液活性和惰性材料在凝結(jié)時間上存在的缺點，采用以黃砂、石灰膏和粉煤灰為主，并添加適量的添加劑，配制出了具有高密度、早期強度高、收縮變形小、流動性和可注性好、穩(wěn)定性好以及抗震無液化的優(yōu)質(zhì)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后的上浮，此同步注漿材料的優(yōu)良性能和施工效果得到建設(shè)方和施工方的一致認可，是具有推廣價值的實用性發(fā)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(yōu)先權(quán)日2009年6月1日發(fā)明者張慶賀,楊俊龍,楊光輝,楊繼范,王肖云,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