CN107417229A - 用于顶管施工的触变泥浆及其制备方法 - Google Patents

用于顶管施工的触变泥浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于顶管施工的触变泥浆及其制备方法，按重量份计，原料包括：膨润土200份～300份，柠檬酸10份～40份，硫酸铝20份～100份，羧甲基纤维素钠20份～50份，烷基苯磺酸钠50份～70份，水1500份～2000份，石膏20份～50份。步骤包括：将膨润土、柠檬酸、硫酸铝、羧甲基纤维素钠、烷基苯磺酸钠、石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀并静置20小时～24小时。本发明的有益效果是：对顶管顶进作业起到良好的减阻作用，能够对土体起到稳固的支撑作用，防止坍塌。

Description

用于顶管施工的触变泥浆及其制备方法
技术领域
本发明属于土建施工材料技术领域，具体涉及一种用于顶管施工的触变泥浆及其制备方法。
背景技术
随着国内地下工程的发展，目前地下隧道多采用盾构顶管机进行施工。如何减小顶管管节和地层之间的摩擦力，成为顶管隧道施工的关键。为此在顶管隧道施工过程中要注入触变泥浆，其作用有三：第一，将顶进管道与土体之间的干摩擦转变为液体摩擦，减小顶进阻力；第二，填补管道与土体之间产生的空隙；第三，在注浆压力下，减小土体变形，使管洞结构稳定，防止坍塌。现有的触变泥浆所能起到的减阻作用小，导致顶进施工困难，耗费工时，并且不能形成优质的泥皮支撑土体，造成土体坍塌路面下沉。
发明内容
为解决现有泥浆减阻作用小、不能形成优质的泥皮支撑土体的问题，本发明的目的在于提供一种用于顶管施工的触变泥浆及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：用于顶管施工的触变泥浆，按重量份计，原料包括：膨润土200份～300份，柠檬酸10份～40份，硫酸铝20份～100份，羧甲基纤维素钠20份～50份，烷基苯磺酸钠50份～70份，水1500份～2000份，石膏20份～50份。
本发明优选地，按重量份计，上述原料还包括壬基酚聚氧乙烯醚60份～80份。
本发明优选地，按重量份计，上述原料还包括聚丙烯酰胺5份～10份。
本发明优选地，按重量份计，原料包括：膨润土250份，柠檬酸20份，硫酸铝50份，羧甲基纤维素钠40份，烷基苯磺酸钠50份，水2000份，石膏40份，壬基酚聚氧乙烯醚60份，聚丙烯酰胺8份。
本发明优选地，上述膨润土为钙基膨润土。
用于顶管施工的触变泥浆的制备方法，步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置20小时～24小时后即得成品。
本发明优选地，上述步骤S2中还加入上述壬基酚聚氧乙烯醚。
本发明优选地，上述步骤S2中还加入上述聚丙烯酰胺。
钙基膨润土具有高度凝胶效率，黏度重复性好，具有良好的增稠性、抗沉淀性，能够建立良好的触变性和防流挂性，提高触变泥浆的粘结作用和支撑土体的能力。硫酸铝、聚丙烯酰胺等作为絮凝剂，与钙基膨润土发生吸附作用，起到良好的减阻作用，有助于促进顶管的顶进能力。柠檬酸作为缓凝剂，能够提高触变泥浆的粘附作用，进一步提高减阻作用。烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚作为乳化剂，能够提高触变泥浆的流动性。
本发明至少能够达到一项以下有益效果：
1.对顶管顶进作业起到良好的减阻作用；
2.能够对土体起到稳固的支撑作用，防止坍塌；
3.成本低廉，适于向市场推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。
实施例1
按重量份计，原料包括：钙基膨润土250份，柠檬酸20份，硫酸铝50份，羧甲基纤维素钠40份，烷基苯磺酸钠50份，水2000份，石膏40份，壬基酚聚氧乙烯醚60份，聚丙烯酰胺8份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置24小时后即得成品。
实施例2
按重量份计，原料包括：钙基膨润土200份，柠檬酸10份，硫酸铝20份，羧甲基纤维素钠20份，烷基苯磺酸钠50份，水1500份，石膏20份，壬基酚聚氧乙烯醚60份，聚丙烯酰胺5份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置20小时后即得成品。
实施例3
按重量份计，原料包括：钙基膨润土300份，柠檬酸40份，硫酸铝100份，羧甲基纤维素钠50份，烷基苯磺酸钠70份，水2000份，石膏50份，壬基酚聚氧乙烯醚80份，聚丙烯酰胺10份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置24小时后即得成品。
实施例4
按重量份计，原料包括：钙基膨润土220份，柠檬酸15份，硫酸铝25份，羧甲基纤维素钠25份，烷基苯磺酸钠55份，水1600份，石膏25份，壬基酚聚氧乙烯醚65份，聚丙烯酰胺6份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置21小时后即得成品。
实施例5
按重量份计，原料包括：钙基膨润土240份，柠檬酸20份，硫酸铝30份，羧甲基纤维素钠30份，烷基苯磺酸钠60份，水1700份，石膏30份，壬基酚聚氧乙烯醚70份，聚丙烯酰胺7份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置22小时后即得成品。
实施例6
按重量份计，原料包括：钙基膨润土260份，柠檬酸30份，硫酸铝40份，羧甲基纤维素钠40份，烷基苯磺酸钠65份，水1800份，石膏40份，壬基酚聚氧乙烯醚75份，聚丙烯酰胺8份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置23小时后即得成品。
实施例7
按重量份计，原料包括：钙基膨润土270份，柠檬酸35份，硫酸铝70份，羧甲基纤维素钠45份，烷基苯磺酸钠55份，水1900份，石膏45份，壬基酚聚氧乙烯醚65份，聚丙烯酰胺9份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置23小时后即得成品。
实施例8
按重量份计，原料包括：钙基膨润土280份，柠檬酸25份，硫酸铝90份，羧甲基纤维素钠35份，烷基苯磺酸钠60份，水1600份，石膏35份，壬基酚聚氧乙烯醚70份，聚丙烯酰胺6份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置21小时后即得成品。
实施例9
按重量份计，原料包括：钙基膨润土290份，柠檬酸30份，硫酸铝95份，羧甲基纤维素钠40份，烷基苯磺酸钠65份，水1800份，石膏30份，壬基酚聚氧乙烯醚70份，聚丙烯酰胺5份。
步骤包括：
S1.将上述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将上述柠檬酸、上述硫酸铝、上述羧甲基纤维素钠、上述烷基苯磺酸钠、上述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置23小时后即得成品。
如下表所示，实施例1～实施例9制取的成品与现有产品的实验数据对比如下：
样品 管土阻力(kN/m2) 静切力(kPa) 黏度(m2/s)
常规产品 8.2～12.8 70.5～90.7 25～40
实施例1 5.2 96.4 49
实施例2 5.4 97.1 51
实施例3 5.7 96.7 50
实施例4 5.9 93.5 47
实施例5 5.6 92.1 48
实施例6 6.1 93.5 53
实施例7 6.3 94.9 52
实施例8 6.2 95.2 50
实施例9 6.5 96.6 47
实施例1是本发明的最佳实施例，由实施例1制取的触变泥浆在减阻能力、黏度、制取时间、原料成本等要素之间达到了最优的组合配置。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均应视为落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.用于顶管施工的触变泥浆，其特征在于：按重量份计，原料包括：膨润土200份～300份，柠檬酸10份～40份，硫酸铝20份～100份，羧甲基纤维素钠20份～50份，烷基苯磺酸钠50份～70份，水1500份～2000份，石膏20份～50份。
2.根据权利要求1所述用于顶管施工的触变泥浆，其特征在于：按重量份计，所述原料还包括壬基酚聚氧乙烯醚60份～80份。
3.根据权利要求2所述用于顶管施工的触变泥浆，其特征在于：按重量份计，所述原料还包括聚丙烯酰胺5份～10份。
4.根据权利要求3所述用于顶管施工的触变泥浆，其特征在于：按重量份计，原料包括：膨润土250份，柠檬酸20份，硫酸铝50份，羧甲基纤维素钠40份，烷基苯磺酸钠50份，水2000份，石膏40份，壬基酚聚氧乙烯醚60份，聚丙烯酰胺8份。
5.根据权利要求1至4中任一项所述用于顶管施工的触变泥浆，其特征在于：所述膨润土为钙基膨润土。
6.用于顶管施工的触变泥浆的制备方法，其特征在于：步骤包括：
S1.将所述膨润土放入搅拌容器中，加水搅拌均匀；
S2.将所述柠檬酸、所述硫酸铝、所述羧甲基纤维素钠、所述烷基苯磺酸钠、所述石膏放入搅拌容器，混合搅拌均匀；
S3.将混合物静置20小时～24小时后即得成品。
7.根据权利要求6所述的用于顶管施工的触变泥浆的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中还加入所述壬基酚聚氧乙烯醚。
8.根据权利要求7所述的用于顶管施工的触变泥浆的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中还加入所述聚丙烯酰胺。
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