CN109206094B - 回填泥浆及其制备方法和应用 - Google Patents

回填泥浆及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109206094B
CN109206094B CN201811311882.8A CN201811311882A CN109206094B CN 109206094 B CN109206094 B CN 109206094B CN 201811311882 A CN201811311882 A CN 201811311882A CN 109206094 B CN109206094 B CN 109206094B
Authority
CN
China
Prior art keywords
backfill slurry
backfill
pipe
slurry according
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811311882.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109206094A (zh
Inventor
甄亮
王剑锋
张涛
廖晨聪
王文章
王帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Shanghai Road and Bridge Group Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Shanghai Road and Bridge Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University, Shanghai Road and Bridge Group Co Ltd filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201811311882.8A priority Critical patent/CN109206094B/zh
Publication of CN109206094A publication Critical patent/CN109206094A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109206094B publication Critical patent/CN109206094B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00663—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filling material for cavities or the like

Abstract

本发明公开了一种回填泥浆及其制备方法和应用，所述回填泥浆包括以下质量份数的各组分：水445‑455份，黏土260‑265份，水泥30‑35份，碱性无机物4‑5份，土体固化剂2‑3份，聚丙烯酰胺1份。该回填泥浆的稳定性、支护性、防止扩散性、耐久性能优异，可用于顶管退管工程。

Description

回填泥浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种回填泥浆及其制备方法和应用。
背景技术
顶管在施工过程中可能会遇到重要的已建地下构筑物、复杂地层或者其他情况从而导致无法继续顶进，此时需要放弃原有顶进方案重新规划顶进轴线。但废弃管线可能会对将来新建地下管线施工造成障碍，同时也可能引发次生灾害，因此应对原管线进行回收处理。对于埋深较浅的管道，可以通过地面开挖，将埋在地下的管道直接取出。对于埋深较深的管道，则需要在顶进管道的洞口内将其沿顶进线路退回，在管道结构退出的同时，需要及时对管道退出位置进行注土回填，即称之为退管注土。
在退管施工过程中，如果回填土能够有效填充原顶管位置空隙，将避免或者减少施工过程对相邻土层的二次扰动，预防发生地表沉降等次生灾害，同时回填过程的注土压力将帮助管节平稳回退，从而有效降低工程成本，保障退管施工安全。
在饱和砂粉质粘土土层中进行退管注土，由于地层含水量大，易发生液化、流沙、土体变形等问题，如回填土粘度过小或注土压力过小时，可能会引起土的强度过低，空隙未有效填充，进而地层损失引发地表塌陷变形；如回填土含水量过大或注土压力过大时，注入的回填土会往管道四周扩散，土体应力形成反压力包裹在管道外壁四周，造成管节外壁摩阻力急剧增大，使退管施工受阻。因此回填注土效果对退管施工的成败起到了决定性的作用。
现有的退管注土工艺主要是考虑回填土的制备、运输及注土量控制等，即将制备的泥浆经管道注入地层空隙处，通过增减注浆量不断调整注浆压力，从而达到退管速度与注土量的平衡。此种工艺比较泛泛，针对性不强，并没有对土层的性质作细致的分析，遇到特殊土层时则不能有效填充地层，且泥浆对地层的支护性能也有很大的局限性。多采用一般地下工程弃土加水简易搅拌，控制坍落度在100mm～300mm，有时也加入改良剂，该种回填土在软土土层中退管注入时存在弊端，主要表现为：稳定性差、支护性差、易扩散、耐久性能差。因此，寻找一种稳定性、支护性、防止扩散性优异的回填土浆是亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于为了克服现有技术中存在的回填泥浆稳定性差、支护性差、易扩散、耐久性能差的缺陷，从而提供了一种回填泥浆及其制备方法和应用，所述回填泥浆的稳定性、支护性、防止扩散性、耐久性能优异，可用于顶管退管工程。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种回填泥浆，其包括以下质量份数的各组分：
Figure BDA0001855209530000021
本发明中，所述回填泥浆可由以下质量份数的各组分组成：
Figure BDA0001855209530000022
本发明中，所述回填泥浆可由以下质量份数的各组分组成：
Figure BDA0001855209530000031
本发明中，所述碱性无机物可为本领域常规，较佳地为碳酸钠和/或氢氧化钠。
本发明中，所述土体固化剂可为本领域常规，较佳地为NCS固化剂，所述NCS固化剂为本领域常规，是新型复合粘性土固化材料的简称，一般由石灰、水泥和合成添加剂改性而成，其与土颗粒发生物理化学反应，使土颗粒紧密，彼此聚集成土团。NCS固化剂更佳地为NCS-3型固化剂。所述NCS-3型固化剂为北京路特行技术有限责任公司的产品。
本发明中，所述碱性无机物为碳酸钠，所述土体固化剂为NCS固化剂。
本发明中，所述黏土可为本领域常规使用的黏土，较佳地具有以下物理力学性质：含水量为50％，重度为16～18KN/m3，比重为2.6～2.8，孔隙比为1.4～1.5，粘聚力为12～13kPa，内摩擦角为12.5°～15°，静止侧压力系数为0.5～0.6，其中所述粘聚力由本领域常规的固结快剪试验测得，其中百分比为质量百分比。
本发明中，所述聚丙烯酰胺可为本领域常规的聚丙烯酰胺，较佳地纯度在98％以上，较佳地为98.6％。
本发明中，所述水可为本领域常规使用的水，例如自来水。
本发明中，所述水泥可为本领域常规使用的水泥，较佳地为P.O32.5R水泥，用于使回填土提前形成强度，增强其稳定性。
本发明中，所述回填泥浆的坍落度为100mm-150mm。
本发明还提供了所述回填泥浆的制备方法，其包括下述步骤：将所述回填泥浆的各成分混合均匀，得回填泥浆。
本发明中，所述混合可采用本领域常规混合方法，较佳地在搅拌器中搅拌，所述搅拌器可为本领域常规。
本发明还提供了所述回填泥浆在顶管退管工程中的应用。
本发明中，所述应用较佳地包括以下步骤：
将所述回填泥浆运输至顶管的管道中，之后通过管端封门上的注浆孔随退管过程注入退管产生的地层空隙内。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明所述的回填泥浆稳定性、支护性、防止扩散性、耐久性能优异，可用于顶管退管工程，尤其适用于填充饱和软弱地层空隙，在使用过程中注浆量得以大大降低，阻止回填泥浆向退管前端地层扩散，大大降低的管道外壁的摩阻力，降低了退管的拉力，减小了退管设备损耗和顶管结构的受力，并且在退管前端形成隔水层，在地层中形成稳定的支撑，最终与地层形成固结。
附图说明
图1为采取本发明实施例1和对比例1的回填泥浆进行模型试验得到的退管拉力随退管距离的变化情况。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
以下实施例和对比例中，所述水为自来水；所述黏土的物理力学性质为：含水量为50％，重度为16.7KN/m3，比重为2.75，孔隙比为1.412，粘聚力为12kPa，内摩擦角为12.5°，静止侧压力系数为0.57；所述水泥为P.O32.5R水泥，其中，百分比为质量百分比；所述聚丙烯酰胺的纯度为98.6％，其中，百分比为质量百分比；所述NCS-3型固化剂购自北京路特行技术有限责任公司。
实施例1
称取以下质量份数的各组分：
Figure BDA0001855209530000051
将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。
实施例2
Figure BDA0001855209530000052
将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。
实施例3
Figure BDA0001855209530000053
Figure BDA0001855209530000061
将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。
对比例1
称取以下质量份数的各组分：
Figure BDA0001855209530000062
将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。
对比例2
Figure BDA0001855209530000063
将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。
对比例3
Figure BDA0001855209530000064
将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。
效果实施例1
根据本领域常规方法，测定实施例1～3和对比例1～3所制备的回填泥浆的坍落度，结果见表1。
表1
项目 坍落度(mm) 状态
实施例1 121 膏状
实施例2 108 膏状
实施例3 130 膏状
对比例1 221 流体状
对比例2 185 流体状
对比例3 89 固态
由表1可知，实施例1～3的坍落度落在100～150mm之间，呈膏状，流动性适中，不易扩散，稳定性好。
效果实施例2
分别用实施例1～3和对比例1～3所制备的回填泥浆进行注浆试验。所选择的土层下半部分为粉质黏土夹粉性土层、上半部分为砂质粉土，采用常规使用的土砂泵将制得的回填泥浆运输至顶管的管道中，之后通过管端封门上的注浆孔随退管过程注入退管产生的地层空隙。
通过对注浆试验中的数据统计、对比发现：在注浆过程中，采用实施例1中的回填泥浆时，退管总注浆量为2657.54cm3，且注浆压力在退管过程中稳定维持在22kPa。退管拉力随着管片退出，摩擦力逐渐减小使得退管拉力逐渐稳步减小，见图1。而使用对比例1中的回填泥浆时，退管总注浆量达到3208.12cm3，而注浆压力在退管过程中变化幅度较大，同时管壁周围泥浆流入退管位置处使得退管拉力不稳定且相对于实施例1较大，见图1。
另一方面，由于退管范围内管道断面下半部分为粉质黏土夹粉性土层，上半部分为砂质粉土。对比例1中的回填泥浆的失水量较大，粉质黏土夹粉性土膨胀系数大，吸收其中的水分后体积膨胀，将管道包裹，进一步使得退管拉力变大、电流、扭矩增大。实施例1中的回填泥浆未出现上述现象。
观察并测量注浆后表层土的沉降情况并记录沉降值，见表2。
表2
项目 试验时沉降值(mm) 7天沉降值(mm) 增加值(mm)
实施例1 5 6 1
实施例2 8 9 1
实施例3 7 9 2
对比例1 15 20 5
对比例2 20 24 4
对比例3 19 26 7
由表2可知，实施例1～3的试验时及7天沉降值均小于对比例，说明实施例具有更好的稳定性。另外，由7天后回填泥浆相对于试验时的沉降增加值可知，可以看出实施例1～3具有较好的耐久性。

Claims (11)

1.一种回填泥浆，其包括以下质量份数的各组分：
Figure FDA0003127678060000011
所述黏土具有以下物理力学性质：含水量为50％，重度为16～18KN/m3，比重为2.6～2.8，孔隙比为1.4～1.5，粘聚力为12～13kPa，内摩擦角为12.5°～15°，静止侧压力系数为0.5～0.6，其中，百分比为质量百分比；
所述水泥为P.O32.5R水泥。
2.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述回填泥浆由以下质量份数的各组分组成：
Figure FDA0003127678060000012
3.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述碱性无机物为碳酸钠和/或氢氧化钠。
4.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述土体固化剂为NCS固化剂。
5.如权利要求4所述的回填泥浆，其特征在于，所述土体固化剂为NCS-3型固化剂。
6.如权利要求1或2所述的回填泥浆，其特征在于，所述碱性无机物为碳酸钠，所述土体固化剂为NCS固化剂。
7.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的纯度在98％以上，其中，百分比为质量百分比；
和/或，所述水为自来水。
8.如权利要求7所述的回填泥浆，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的纯度为98.6％。
9.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述回填泥浆的坍落度为100mm-150mm。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的回填泥浆的制备方法，其包括下述步骤：将所述回填泥浆的各成分混合均匀，得回填泥浆。
11.一种如权利要求1～9任一项所述的回填泥浆在顶管退管工程中的应用。
CN201811311882.8A 2018-11-06 2018-11-06 回填泥浆及其制备方法和应用 Active CN109206094B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811311882.8A CN109206094B (zh) 2018-11-06 2018-11-06 回填泥浆及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811311882.8A CN109206094B (zh) 2018-11-06 2018-11-06 回填泥浆及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109206094A CN109206094A (zh) 2019-01-15
CN109206094B true CN109206094B (zh) 2021-08-20

Family

ID=64994738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811311882.8A Active CN109206094B (zh) 2018-11-06 2018-11-06 回填泥浆及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109206094B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109746254B (zh) * 2019-02-20 2020-12-08 洪维 一种点位式废物泥浆的土壤填充装置
CN110983075B (zh) * 2019-12-31 2021-11-19 北京矿冶科技集团有限公司 离子型稀土原地浸矿场封场的注液孔的封孔方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818053A (zh) * 2010-04-20 2010-09-01 刘茂平 一种复合护壁钻井泥浆材料
CN102250597A (zh) * 2011-06-24 2011-11-23 中国石油天然气集团公司 一种松散地层注浆泥浆
CN104844129A (zh) * 2015-04-28 2015-08-19 广东华恒建设工程有限公司 一种改性触变泥浆及其配制方法
CN106085387A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 湖南科技大学 一种用于膨胀性地层顶管的泥浆及其制备方法
CN108102619A (zh) * 2017-11-08 2018-06-01 上海公路桥梁（集团）有限公司 减阻泥浆及其制备与使用方法
CN108191310A (zh) * 2018-01-09 2018-06-22 中冶东方工程技术有限公司 一种固化土及大型煤场防污抗渗处理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100312457B1 (ko) * 2000-03-09 2001-11-03 강수용 연약지반 개선용 고화제 조성물 및 이를 이용한 시공방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818053A (zh) * 2010-04-20 2010-09-01 刘茂平 一种复合护壁钻井泥浆材料
CN102250597A (zh) * 2011-06-24 2011-11-23 中国石油天然气集团公司 一种松散地层注浆泥浆
CN104844129A (zh) * 2015-04-28 2015-08-19 广东华恒建设工程有限公司 一种改性触变泥浆及其配制方法
CN106085387A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 湖南科技大学 一种用于膨胀性地层顶管的泥浆及其制备方法
CN108102619A (zh) * 2017-11-08 2018-06-01 上海公路桥梁（集团）有限公司 减阻泥浆及其制备与使用方法
CN108191310A (zh) * 2018-01-09 2018-06-22 中冶东方工程技术有限公司 一种固化土及大型煤场防污抗渗处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109206094A (zh) 2019-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102443383B (zh) 一种高失水、可硬化、成塞堵漏剂
CN103525387B (zh) 泡沫水泥浆体系及组成
Du et al. A novel fluid for use in oil and gas well construction to prevent the oil and gas leak from the wellbore
CN109206094B (zh) 回填泥浆及其制备方法和应用
CN108102619B (zh) 减阻泥浆及其制备与使用方法
CN102994059A (zh) 低密度水泥浆
CN104534167A (zh) 触变泥浆的减阻方法
CN103485345A (zh) 一种覆盖层孔口封闭高压帷幕灌浆施工方法
CN110374606A (zh) 泥水盾构海底破碎地层超前注浆保压施工方法
CN101863643B (zh) 一种疏水凝胶复合水泥及其堵漏方法
CN104844129A (zh) 一种改性触变泥浆及其配制方法
CN103242813A (zh) 一种凝胶固化液及其制备方法
CN103362532A (zh) 用于防治采空区瓦斯涌出的含活性炭的胶体泡沫制备方法
CN101225740A (zh) 冻结管与围岩间环状充填的方法
CN110241809A (zh) 一种微生物加固无粘性土的固化剂及其加固方法
CN108505514B (zh) 一种复杂地层桩基泥浆护壁的施工方法
JP2006056909A (ja) 可塑性注入材および地盤注入工法
CN103756656B (zh) 用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液
CN112960942B (zh) 无水砂层中土压平衡顶管用触变泥浆及其制备方法、注浆方法和浆液置换方法
CN103174428B (zh) 一种应用化学浆液对竖井井筒实施注浆堵水的方法
CN112010669A (zh) 一种地下空洞填充方法及填充系统
CN102911650A (zh) 用于封堵管流通道的高强度复合封堵体系及制备方法
JP2004244483A (ja) 自硬性空隙充填材及び空隙充填工法
Yang et al. Research on the slurry for long-distance large-diameter pipe jacking in expansive soil
CN106085387A (zh) 一种用于膨胀性地层顶管的泥浆及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant