CN110630293A - 一种壁后注浆双液及壁后注浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盾构机内注浆技术领域，尤其涉及一种壁后注浆双液及壁后注浆方法。本发明提供的壁后注浆双液的胶结速度快，能快速提供早期强度(1h内抗压强度达到0.5kgf/cm2，在24h内抗压强度达到8kgf/cm2)；本发明的壁后注浆双液在1h内抗压强度可达到0.6～1.1kgf/cm2，在24h内抗压强度可达到9～13kgf/cm2。本发明提供的壁后注浆双液混合后，其胶结时间为8～15s，明显低于现有双液的胶结时间(3min～3h)；本发明的壁后注浆双液胶结后，与单液同步注浆相比，较难产生材料分离。
Description
技术领域
本发明涉及盾构机内注浆技术领域，尤其涉及一种壁后注浆双液及壁后注浆方法。
背景技术
目前，随着国内外地铁的大量施工，隧道盾构机开挖凭借着自身的优势逐渐成为城市地下施工的主要手段。在盾构机推进过程中，当盾尾脱离管片后，由于刀盘开挖面直径大于管片外径，将会导致管片与隧道地层之间存在间隙，若不及时回填该空隙，势必造成地层变化，进而对邻近的地下构造物产生破坏性影响。现有的盾构机通常采用同步注浆方式抑制地层沉降，而且还能防止管片接缝和尾隙发生渗水。同步注浆又分为单液同步注浆和双液同步注浆，现有的盾构机多采用单液同步注浆，但由于单液同步注浆凝固时间长，因此单液注浆在使用过程中可能会造成地表沉降，从而对地面建筑物造成影响，而且单液同步注浆容易被地下水稀释，产生材料分离，管片产生上浮现象。单液型壁后注浆使用的砂浆，是以防止空隙的崩塌标的，把数量较多的砂子填入空间里，并未考虑到砂浆流动性的问题，因此灌入砂浆需要有更多的注入孔及高压注入帮浦。
目前，国内双液注浆所使用的水泥浆与水玻璃液的比例为1:1，然而，该配比的双液注浆后所需胶结时间较长，约3min至3h不等，且无法迅速抑制沉陷，而其双液壁后注浆也未能达到所需早期强度(1h内达到0.5kgf/cm2，并在24h内达到8kgf/cm2)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壁后注浆双液及壁后注浆方法，提高注浆双液的强度，缩短胶结时间。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种壁后注浆双液，包括分装的A液和B液，以重量份数计，所述A液的组分包括水814～850份，水泥210～250份，膨润土30～35份，安定剂2～3份；
所述B液的组分为水玻璃85～130份。
优选的，所述安定剂为有机缓凝剂，所述有机缓凝剂包括羟基羧酸、氨基羧酸、多元醇或糖类。
本发明提供了利用上述技术方案所述壁后注浆双液进行壁后注浆的方法，包括以下步骤：
将所述A液的组分进行混合造浆，得到A液；
将所述A液和B液分别通过地上注浆泵浦送至盾构机储罐，然后分别通过地下注浆泵浦输入至注浆混合系统，进行混合，填充盾尾间隙。
优选的，所述混合造浆在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为50～60rpm。
优选的，进行壁后注浆时，所述A液和B液的混合体积比为10:1。
优选的，所述注浆混合系统为壁后注浆管。
优选的，所述壁后注浆管的输送压力为6～7kgf/cm2。
本发明提供了一种壁后注浆双液，该壁后注浆双液的胶结速度快，能快速提供早期强度(早期强度为：1h内抗压强度达到0.5kgf/cm2，在24h内抗压强度达到8kgf/cm2)；且本发明的壁后注浆双液在1h内抗压强度可达到0.6～1.1kgf/cm2，在24h内抗压强度可达到9～13kgf/cm2。
本发明提供的壁后注浆双液混合后，其胶结时间为8～15s，明显低于现有双液的胶结时间(3min～3h)；
本发明的壁后注浆双液胶结后，与单液同步注浆相比，不易产生材料分离；
本发明的壁后注浆双液胶结后，流动性良好，可由同一地点连续注入；
本发明提供了壁后注浆双液进行壁后注浆的方法，能够适用于各种地质，而且注浆方法操作简单，不易堵塞，能够提高施工效率。
附图说明
图1为本发明壁后注浆的操作流程图；
图2为盾构机的壁后间隙示意图，其中，虚线部分为盾构机在挖掘过程中所产生的空隙；
图3为本发明使用的地上搅拌站示意图；
图4为注浆泵浦示意图；
图5为A液与B液混合后填入土壤中的照片，其中，框线部分为混合后的壁后注浆。
具体实施方式
本发明提供了一种壁后注浆双液，包括A液和B液，以重量份数计，所述A液的组分包括水814～850份，水泥210～250份，膨润土30～35份，安定剂2～3份；所述B液的组分为水玻璃85～130份。
在本发明中，以重量份数计，所述A液的组分优选包括水820～840份，水泥220～240份，膨润土32～34份，安定剂2.5～3份；所述B液的组分为水玻璃，优选为100～120份。
在本发明中，所述安定剂优选为有机缓凝剂，所述有机缓凝剂优选包括羟基羧酸、氨基羧酸、多元醇或糖类。本发明通过安定剂使A液水泥浆延缓一天硬化，以提升施工进度。
本发明利用水泥作为基础原料，保证水泥浆的抗压强度，利用膨润土防止离析，本发明利用安定剂延缓水泥的水化反应；本发明利用水玻璃与A液组分混合后能够快速产生胶结的化学反应。
在本发明中，若无特殊说明，所需原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明提供了利用上述技术方案所述壁后注浆双液进行壁后注浆的方法，包括以下步骤：
将所述A液的组分进行混合造浆，得到A液；
将所述A液和B液分别通过地上注浆泵浦送至盾构机储罐，然后分别通过地下注浆泵浦输入至注浆混合系统，进行混合，填充盾尾间隙。
在本发明中，混合浆液(A液和B液的混合液)属于依赖流变学的灌浆，而对于依赖流变学的灌浆，应至少进行以下测试，达到试验标准后才能使用:
I.立方体测试(抗压强度):
标准试体的抗压强度标准值为：1h内抗压强度达到0.5kgf/cm2，并在24h内达到8kgf/cm2；
经测定，本发明的双液壁后注浆立方体的抗压强度在1h内达到0.6～1.1kgf/cm2，在24h内达到9～13kgf/cm2，符合标准要求。本发明对所述抗压强度的测试方法没有特殊的限定，选用本领域技术人员熟知的测试方法即可。
II.分离:标准值：分离率不得大于8％；
在分级测试圆筒中制备A液，然后分别在1、3、6和24h时测量浆液的分离情形；经测试，本发明的A液分离率为8％。本发明对所述分离率的测试方法没有特殊的限定，选用本领域技术人员熟知的测试方法即可。
III.胶结时间(当A液和B液混合后，能产生凝结且强度所需的时间)：标准值为20s以内，本发明的双液的胶结时间为8～15s。
IV.流动性试验，按照GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》中，的方法-砂浆扩展度法进行试验。
本发明将所述A液的组分进行混合造浆，得到A液。在本发明中，所述混合造浆优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为150～250rpm，更优选为200～300rpm。本发明对所述A液的组分的加料顺序没有特殊的限定，直接将各组分混合即可。本发明对所述混合造浆的时间没有特殊的限定，能够将各组分混合均匀即可。本发明优选在壁后注浆搅拌站(图3所示地上搅拌站)中进行所述搅拌。
得到A液后，本发明将所述A液和B液分别通过地上注浆泵浦送至盾构机储罐，然后分别通过地下注浆泵浦输入至注浆混合系统，进行混合，填充盾尾间隙。在本发明中，进行壁后注浆时，所述A液和B液的混合体积比优选为10:1。
在本发明中，所述地上注浆泵浦(如图4所示)包括A液注浆泵浦和B液注浆泵浦，所述地下注浆泵浦包括A液注浆泵浦和B液注浆泵浦；所述地上注浆泵浦和地下注浆泵浦均优选为软管泵浦或螺旋泵浦，本发明对所述注浆泵浦没有特殊的限定，能配合必要注入量，且帮浦吐出能力约达1.5MPa即可。
在本发明中，所述盾构机储罐包括A液储罐和B液储罐。
在本发明中，在盾构机内的注浆系统设置流量控制系统，可以调整配合填入空间的容量；在注浆泵浦出口上设置流量计及压力计，监控并记录注浆过程的注入压力及流量。
在本发明中，所述注浆混合系统优选为壁后注浆管混合器，所述混合器的输送压力优选为2～8kgf/cm2，更优选为3～7kgf/cm2，最优选为4～6kgf/cm2。
在本发明中，所述盾尾间隙具体指的是管片与盾构机的开挖间隙。本发明提供的双液具有高流动性，可充分填充管片间隙。
本发明对于进行所述双液壁后注浆的设备没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的双液壁后注浆设备即可。
在本发明中，对于沿隧道盾构机内遇到的每组地面条件，调整灌浆配比，以满足不同地面条件的需求，而且相应的灌浆配比和注入方法需进行验收；进行所述验收时，需要提供的信息优选包括：
I.灌浆配比设计；
II.灌浆配比和输送系统应与最大TBM(盾构机)速率一致；
III.注浆凝结时间；
IV.设计在一个管片拼装周期结束时的试体强度；
V.设计在放置后的指定时间的试体强度；
VI.提出了垂直隧道排列的操作和最大灌浆压力；
VII.生产过程中的取样和测试要求；
VIII.理论灌浆量的注意事项应包括使用任何TBM扩孔刀。
本发明对提供上述信息的方法没有特殊的限定，选用本领域技术人员熟知的常规方法即可。
在本发明中，进行所述壁后注浆之后，需要对壁后注浆方块试体进行性能测试，以保证盾构机的开挖进程顺利进行。
在本发明中，进行性能测试的试验标准优选为：在下一次“盾构机推进”开始之前，壁后注浆方块试体应达到最小试体强度0.5kgf/cm2，在28天时最小强度为20kgf/cm2。在注入过程中，灌浆压力(由盾构机内的注浆系统上的螺杆泵或胶管泵进行灌注所产生的压力)采用压力传感器或压力表进行连续监测，并应限制在不超过1.2地表覆土的值。
在本发明中，进行性能测试的试验方式优选为：
1)将放置1h及24h的壁后注浆方块试体进行抗压强度测试，应每隔500环或每月进行至少一次，以较频繁的为准；
2)对放置1h、3h、6h的壁后注浆A液进行离析试验，应每隔500环或每月进行至少一次，以较频繁的为准。
3)每日配料壁后注浆方块试体，进行浆液胶结时间测试，应每隔500环或每月进行至少一次，以较频繁的为准。
图1为本发明壁后注浆的操作流程图，先将A液的组分进行混合造浆，得到A液(即水泥浆)；将A液和B液(即水玻璃)分别通过地上注浆泵浦(A液泵浦和B液泵浦)送至盾构机储罐(A液储罐和B液储罐)，然后分别通过地下注浆泵浦(A液泵浦和B液泵浦)输入至混合系统(混合器)，在混合器中进行混合，填充盾尾间隙。
图2为盾构机的壁后间隙示意图，其中，虚线部分为盾构机在挖掘过程中所产生的空隙。
下面结合实施例对本发明提供的壁后注浆双液及壁后注浆方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将水泥230kg、膨润土30kg、安定剂3kg和水842kg置于搅拌站中，在250rpmrpm条件下进行混合造浆，得到A液；将所述A液与B液(水玻璃97kg)按照体积比10:1分别通过地上注浆泵浦送至盾构机机头，然后分别通过地下注浆泵浦输入至注浆混合系统，进行混合，填充盾尾间隙。
根据GB/T50107-2010的试验方法，对实施例1的壁后注浆试体进行抗压强度测定，具体结果见表1；
对实施例1的壁后注浆试体进行胶结时间测定，具体方法为将A液和B液分装于两容器中，由两液混合起算时间，持续交互倾倒，记录胶结时间，具体结果见表1。
表1实施例1的壁后注浆试体的抗压强度性能和胶结时间
实施例2
将水泥220kg、膨润土30kg、安定剂3kg和水848kg置于搅拌站中，在250rpm条件下进行混合造浆，得到A液；将所述A液与B液(水玻璃97kg)按照体积比10:1分别通过地上注浆泵浦送至盾构机机头，然后分别通过地下注浆泵浦输入至注浆混合系统，进行混合，填充盾尾间隙。
根据GB/T50107-2010的试验方法，对实施例2的壁后注浆试体进行抗压强度测定，具体结果见表2；
对实施例2的壁后注浆试体进行胶结时间测定，具体方法为将A液和B液分装于两容器中，由两液混合起算时间，持续交互倾倒，记录胶结时间，具体结果见表2。
表2实施例2的壁后注浆试体的抗压强度性能和胶结时间
实施例3
将水泥240kg、膨润土30kg、安定剂3kg和水836kg置于搅拌站中，250rpm条件下进行混合造浆，得到A液；将所述A液与B液(水玻璃104kg)按照体积比10:1分别通过地上注浆泵浦送至盾构机机头，然后分别通过地下注浆泵浦输入至注浆混合系统，进行混合，填充盾尾间隙。
根据GB/T50107-2010的试验方法，对实施例3的壁后注浆试体进行抗压强度测定，具体结果见表3；
对实施例3的壁后注浆试体进行胶结时间测定，具体方法为将A液和B液分装于两容器中，由两液混合起算时间，持续交互倾倒，记录胶结时间，具体结果见表3。
表3实施例3的壁后注浆试体的抗压强度性能和胶结时间。
由以上实施例可知，本发明提供了一种壁后注浆双液，该壁后注浆双液的胶结速度快，能快速提供早期强度(1h内抗压强度达到0.5kgf/cm2，在24h内抗压强度达到8kgf/cm2)；本发明的壁后注浆双液在1h内抗压强度可达到0.6～1.1kgf/cm2，在24h内抗压强度可达到9～13kgf/cm2。本发明提供的壁后注浆双液混合后，其胶结时间为8～15s，明显低于现有双液的胶结时间(3min～3h)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种壁后注浆双液，包括分装的A液和B液，其特征在于，以重量份数计，所述A液的组分包括水814～850份，水泥210～250份，膨润土30～35份，安定剂2～3份；
所述B液的组分为水玻璃85～130份。
2.根据权利要求1所述的壁后注浆双液，其特征在于，所述安定剂为有机缓凝剂，所述有机缓凝剂包括羟基羧酸、氨基羧酸、多元醇或糖类。
3.利用权利要求1或2所述壁后注浆双液进行壁后注浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述A液的组分进行混合造浆，得到A液；
将所述A液和B液分别通过地上注浆泵浦送至盾构机储罐，然后分别通过地下注浆泵浦输入至注浆混合系统，进行混合，填充盾尾间隙。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合造浆在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为150～250rpm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进行壁后注浆时，所述A液和B液的混合体积比为10:1。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述注浆混合系统为壁后注浆管。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述壁后注浆管的输送压力为600～700kgf/cm2。
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| CN201911043217.XA Pending CN110630293A (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种壁后注浆双液及壁后注浆方法 |
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| CN (1) | CN110630293A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN115012994A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-06 | 福建中天交通工程技术服务有限公司 | 一种盾构同步双液注浆工艺 |
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2019
- 2019-10-30 CN CN201911043217.XA patent/CN110630293A/zh active Pending
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