CN101260303A - 一种高分子泥浆及其配置系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隧道施工类，具体涉及一种高分子泥浆及其配置系统，所述泥浆包括的高分子浆液中各组分所占重量百分比分别是：膨润土为3％～4％、Na2CO3为6％～10％、水解聚丙烯酰胺PHPA为0.2％～0.25％、聚丙烯酰胺钾盐K－PAM为0.2％～0.3％、阴离子表面活性剂LV－CMC为1％～1.2％、水解聚丙烯腈钾盐KPAN为0.6％～1％，其余为水，其优点是，使整个高分子泥浆的注浆系统操作方便，泥浆的技术指标控制稳定，可使盾构机在掘进施工中能够保证开挖面的稳定、止水以及改善切削土壤的可塑性和流动性，螺旋输送机能够通畅的将土输送出去，保证了整个盾构在施工过程中的安全和施工质量。

Description

一种高分子泥浆及其配置系统
技术领域
本发明涉及隧道施工类，具体涉及一种高分子泥浆及其配置系统。
背景技术
盾构在推进过程中会对周围的土体造成的不定量的超挖(或欠挖)和扰动使隧道轴线附近的地面以及地下构筑物造成一定量的沉降影响。传统的方法是采用传统膨润土泥浆及泡沫泥浆处理在特殊地层掘进施工中的开挖面的稳定、止水以及改善切削的土壤的可塑性和流动性，该方法的不足在于土压平衡盾构机在复杂地层特别是砂砾层掘进时，由于砂砾层空隙比较大、切削的土壤不能很快形成具有一定的可塑性和流动性，使土压平衡盾构掘进机在掘进施工时的开挖面不能形成一个较为稳定的平衡面，同时也不能产生止水作用，并且由于切削下来的土不能很快形成具有一定的可塑性和流动性，使盾构掘进机的螺旋输送机的出土不能很畅，给盾构掘进机的施工控制带来很大的不利因素。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种高分子泥浆及其配置系统，通过在泥浆中配置一定比例的高分子浆液，实现了开挖面的平衡稳定，很好的改善了土壤的性能。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种高分子泥浆，包括高分子浆液，其特征在于所述的高分子浆液包括以下组分，且各组分所占重量百分比分别是：膨润土为3％～4％、Na2CO3为6％～10％、水解聚丙烯酰胺PHPA为0.2％～0.25％、聚丙烯酰胺钾盐K-PAM为0.2％～0.3％、阴离子表面活性剂LV-CMC为1％～1.2％、水解聚丙烯腈钾盐KPAN为0.6％～1％，其余为水。
所述高分子浆液在泥浆总量中所占比例不超过30％。
所述泥浆的技术指标：漏斗粘度为35～40s、密度为1.1～1.25g/cm3、API滤失量为15～20ml。
所述泥浆应用时的灌注位置是在隧道盾构施工的开挖面处。
一种高分子泥浆的配置系统，其特征在于该系统包括储浆筒、高剪切泵、拌浆筒、清水槽，其中高分子泥浆材料按照规定配比从储浆筒经过高剪切泵处理后，进入拌浆筒，清水槽连通拌浆筒。
所述拌浆筒大小为10m3。
本发明的优点是，使整个高分子泥浆的注浆系统操作方便，泥浆的技术指标控制稳定，同时由于高分子泥浆中高分子的作用可以较快与土压平衡盾构机切削下来的土结合而迅速形成具有一定的可塑性和流动性的土，从而使盾构机在掘进施工中能够保证开挖面的稳定、止水以及改善切削土壤的可塑性和流动性，螺旋输送机能够通畅的将土输送出去，保证了整个盾构在施工过程中的安全和施工质量。
附图说明
附图1为本发明配置系统组成示意图；
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1所示，标号1-15分别表示：储浆筒1、球阀2、高剪切制浆泵3、球阀4、压力表5、球阀6、单向阀7、拌浆筒8、球阀9、注浆泵10、压力表11、流量计12、单向阀13、拌浆系统14、注浆系统15。
本实施例的的高分子泥浆的组成部分为在100立方的水中：含有3～4吨的膨润土、7吨的Na2CO3、、0.2吨的水解聚丙烯酰胺PHPA、0.2吨的聚丙烯酰胺钾盐K-PAM、1吨的阴离子表面活性CMC-LV、0.8吨的水解聚丙烯腈钾盐KPAN。
上述组分中的PHPA为水解聚丙烯酰胺，分子量在100-300万左右，水解度30％左右，在组成中起抑制钻屑分散、絮凝钻屑作用；K-PAM为聚丙烯酰胺钾盐，俗称大钾，在配方中起抑制钻屑分散、防塌、絮凝钻屑作用；CMC-LV的作用是降低滤失量，提高泥饼质量；KPAN为水解聚丙烯腈钾盐，对PHPA、K-PAM有稀释作用，同时有降低滤失量作用。
上述高分子泥浆的配置系统主要由高剪切制浆泵3、储浆筒1、清水槽、球阀2、4、6、9、压力表5、11、单向阀7组成，其中高分子泥浆材料按照规定配比从储浆筒经过高剪切泵处理后，进入拌浆筒，清水槽连通拌浆筒。高分子泥浆配制系统中的高剪切制浆泵3可以在20分钟内将泥浆配制好，首先在关闭6球阀，打开球阀2、4，储浆筒内注入一定比例的水，开启高剪切制浆泵3，并运行3分钟，在高剪切制浆泵3的加料口中加入按一定比例配制好的高分子泥浆材料运行20～30分钟，使高分子泥浆材料充分溶解在水里，然后对泥浆进行检测。检测好后，关上球阀4，开启球阀6，随后开启高剪切制浆泵3将配制好的泥浆输送到拌浆筒8里，同时开启拌浆筒8内的搅拌器。待配制泥浆均输送到拌浆筒8时，关闭高剪切制浆泵3，开启球阀9，开启注浆泵10将泥浆注入掘进机的泥浆注入孔内。
将采用上述系统配置的泥浆进行性能测定，并调整到下述范围内：漏斗粘度35-40s、密度1.1～1.25g/cm3、API滤失量15～20ml。
根据循环泥浆的配比，根据不同具体使用土层的特性，泥浆中高分子泥浆最多约占总量的30％，补充量为5％，补充量不超过10方/小时，根据补充量拌浆筒8的大小选定为10m3。
本实施例适用于的土压平衡盾构掘进过程中的复杂地层，主要应用全断面的砂层、砂砾地层及复杂的复合地层(指砂砾层、砂层及其他土层混和地层)。
本实施例采用高分子泥浆在土压平衡盾构施工的开挖面处进行注入来平衡开挖面的稳定、改善切削土壤的性能。

Claims (6)

1.一种高分子泥浆，包括高分子浆液，其特征在于所述的高分子浆液包括以下组分，且各组分所占重量百分比分别是：膨润土为3％～4％、Na2CO3为6％～10％、水解聚丙烯酰胺PHPA为0.2％～0.25％、聚丙烯酰胺钾盐K-PAM为0.2％～0.3％、阴离子表面活性剂LV-CMC为1％～1.2％、水解聚丙烯腈钾盐KPAN为0.6％～1％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种高分子泥浆，其特征在于所述高分子浆液在泥浆总量中所占比例不超过30％。
3.根据权利要求1所述的一种高分子泥浆，其特征在于所述泥浆的技术指标：漏斗粘度为35～40s、密度为1.1～1.25g/cm3、API滤失量为15～20ml。
4.根据权利要求1所述的一种高分子泥浆，其特征在于所述泥浆应用时的灌注位置是在隧道盾构施工的开挖面处。
5.一种高分子泥浆的配置系统，其特征在于该系统包括储浆筒、高剪切泵、拌浆筒、清水槽，其中高分子泥浆材料按照规定配比从储浆筒经过高剪切泵处理后，进入拌浆筒，清水槽连通拌浆筒。
6.根据权利要求5所述的一种高分子泥浆的配置系统，其特征在于所述拌浆筒大小为10m3。
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