CN109369122A - 盾构注浆用轻质浆液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盾构注浆用轻质浆液，其包括如下重量份数组分：300～400份水泥、150～250份轻集料、10～20份硅粉、1.2～2.4份减水剂、10～15份絮凝剂以及375～500份水。相对于现有技术，本发明盾构注浆用轻质浆液在水中可漂浮；在水中不分散、不离析、不沉淀、凝结时间可控，1d强度大于1MPa，在硬岩富水区段施工时，管片不会发生上浮现象。

Description

盾构注浆用轻质浆液
技术领域
本发明属于隧洞盾构材料领域，更具体地说，本发明涉及一种盾构注浆用轻质浆液。
背景技术
在隧洞盾构掘进施工中，管片与围岩之间建筑空隙必须用注浆浆液填充，注浆的目的是：(1)及时填充盾尾建筑空隙，支撑管片周围岩体，控制地表沉降；(2)凝结的浆液将作为盾构施工隧道的第一道防水屏障，增强隧道的防水能力；(3)为管片提供早期的稳定并使管片与周围岩体一体化，有利于盾构掘进方向的控制，并确保盾构隧道的最终稳定。
在硬岩富水区段注浆常常出现“管片上浮”问题，容易引发安全事故，隧洞质量也难以保障。“管片上浮”的主要原因是在富水区段管片自身存在向上的浮力，而目前普遍使用的“砂浆”浆液由于主要成份是“砂”(占比约2/5～3/5)，这种浆液的最大特征之一就是容重很大，注入后会首先下沉到管片下方，凝固后对管片形成向上的支撑力，加剧了“管片上浮”。
有鉴于此，确有必要提供一种在水中不分散、不离析、不沉淀、凝结时间可控的盾构注浆用轻质浆液，注入后使其“漂浮”在管片上方，凝固后阻止管片上浮。
发明内容
本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种在水中不分散、不离析、不沉淀、凝结时间可控的盾构注浆用轻质浆液，注入后使其“漂浮”在管片上方，凝固后阻止管片上浮。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种盾构注浆用轻质浆液，所述轻质浆液包括如下重量份数组分：
300～400份水泥、150～250份轻集料、10～20份硅粉、1.2～2.4份减水剂、10～15份絮凝剂以及375～500份水。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述轻集料选自膨胀珍珠岩颗粒、陶粒、空心玻璃微珠、粉煤灰漂珠中的一种或几种。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述轻集料真密度小于0.60。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述轻集料为憎水型。通过使用憎水型轻集料，能够有效降低浆液容重，并能承受一定的泵送压力和环境水压力。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述轻集料的大小为20目～120目。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述絮凝剂选自多聚糖类絮凝剂、聚丙烯类絮凝剂、纤维素醚类絮凝剂中的一种或几种，能够提高水中灌浆料的抗分散性能和抗水流冲击能力。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述絮凝剂为多聚糖类絮凝剂，并含有40％～60％的多聚糖。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述絮凝剂为UWB-II型高抗分散型多聚糖类絮凝剂。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述水泥为硫铝酸盐水泥和/或硅酸盐水泥。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述水泥选自42.5级高贝利特硫铝酸盐水泥、52.5级高贝利特硫铝酸盐水泥，62.5级高贝利特硫铝酸盐水泥、42.5级快硬硫铝酸盐水泥、52.5级快硬硫铝酸盐水泥、62.5级快硬硫铝酸盐水泥、42.5级普通硅酸盐水泥、42.5R级硅酸盐水泥、52.5级硅酸盐水泥、52.5R级硅酸盐水泥、32.5级硅酸盐水泥水泥中的一种或几种，硅酸盐水泥包括硅酸盐、普通硅酸盐、矿渣硅酸盐、粉煤灰硅酸盐，能够加快浆液凝结，提供微膨胀性能，保证早期强度。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述硅粉的比表面积为18000m2/kg～22000m2/kg，可提高浆液在水中的抗分散性、同时提高浆液硬化后早期强度。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述减水剂选自聚羧酸盐粉体减水剂、密胺系减水剂、萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、木质素减水剂中的一种或几种，可有效降低用水量，提高浆液流动性，并提高浆体硬化后强度。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述轻质浆液包括310～330份水泥、200～240份轻集料、14～18份硅粉、1.4～1.8份减水剂、10～14份絮凝剂以及420～440份水。
作为本发明盾构注浆用轻质浆液的一种改进，所述轻质浆液包括320份高贝利特硫铝酸盐水泥、220份膨胀珍珠岩颗粒、16份硅粉、1.6份减水剂、12份絮凝剂以及430份水。
相对于现有技术，本发明盾构注浆用轻质浆液具有以下技术效果：
1)解决了富水区段盾构施工中的管片上浮问题；
2)改善了盾构施工注浆效果，降低了盾构施工风险，提高了隧洞防水能力和隧洞质量；
3)原材料易得，节约成本；
4)制成的轻质浆液在水中不分散、微膨胀，水中1d抗压强度能达1.1MPa以上，容重不大于950kg/m3，特别适用于在隧洞盾构掘进施工中，填充管片与围岩之间建筑空隙，能更好的保证工程质量。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
实施例1
轻质浆液包括如下重量份数组分：300kg42.5级高贝利特硫铝酸盐水泥(A)、250kg20目的憎水型膨胀珍珠岩颗粒(真密度小于0.60)、20kg比表面积为20000m2/kg硅粉、1.5kg聚羧酸盐粉体减水剂(Q)、15kgUWB-II型高抗分散型多聚糖类絮凝剂(H)和500kg水。
所得轻质浆液容重为610kg/m3，初凝时间为210min，终凝时间为230min，在水中可漂浮；在水中不分散、不离析、不沉淀；在水中能快速凝固；早期强度较高，1d强度为1.2MPa，在硬岩富水区段施工时，管片没有发生上浮现象。
实施例2～13
实施例2～13与实施例1基本相同，不同之处在于各物质组成成分不同，具体参数和性能结果如表1和表2所示。
表1各实施例轻质浆液原料组成成分
A：42.5级高贝利特硫铝酸盐水泥；B：42.5级普通硅酸盐水泥；C：42.5级快硬硫铝酸盐水泥；D：52.5级高贝利特硫铝酸盐水泥；E：42.5R级硅酸盐水泥；
H：UWB-II型高抗分散型多聚糖类絮凝剂；I：聚丙烯类絮凝剂；J：纤维素醚类絮凝剂；
Q：聚羧酸盐粉体减水剂；R：密胺系减水剂；S：氨基磺酸盐减水剂；T：萘系减水剂。
表2各实施例轻质浆液性能参数
从表2可以看出，得到的轻质浆液在水中1d抗压强度能达1.1MPa以上，且容重不大于950kg/m3，在水中不分散、不离析、不沉淀，而且在硬岩富水区段施工时，管片没有发生上浮现象。
相对于现有技术，本发明盾构注浆用轻质浆液具有以下技术效果：
1)解决了富水区段盾构施工中的管片上浮问题；
2)改善了盾构施工注浆效果，降低了盾构施工风险，提高了隧洞防水能力和隧洞质量；
3)原材料易得，节约成本；
4)制成的轻质浆液在水中不分散、微膨胀，水中1d抗压强度能达1.1MPa以上，容重不大于950kg/m3，特别适用于在隧洞盾构掘进施工中，填充管片与围岩之间建筑空隙，能更好的保证工程质量。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述轻质浆液包括如下重量份数组分：
300～400份水泥、150～250份轻集料、10～20份硅粉、1.2～2.4份减水剂、10～15份絮凝剂以及375～500份水。
2.根据权利要求1所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述轻集料选自膨胀珍珠岩颗粒、陶粒、空心玻璃微珠、粉煤灰漂珠中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述轻集料真密度小于0.60。
4.根据权利要求3所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述轻集料的大小为20目～120目。
5.根据权利要求1所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述絮凝剂为多聚糖类絮凝剂、聚丙烯类絮凝剂、纤维素醚类絮凝剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述絮凝剂为多聚糖类絮凝剂，并含有40％～60％的多聚糖。
7.根据权利要求1所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述水泥为硫铝酸盐水泥和/或硅酸盐水泥。
8.根据权利要求1所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述硅粉的比表面积为18000m2/kg～22000m2/kg。
9.根据权利要求1所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述减水剂选自聚羧酸盐粉体减水剂、密胺减水剂、萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂、木质素减水剂中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的盾构注浆用轻质浆液，其特征在于，所述轻质浆液包括310～330份水泥、200～240份轻集料、14～18份硅粉、1.4～1.8份减水剂、10～14份絮凝剂以及420～440份水。
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