CN112408853A - 具有微承载力的顶管泥浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有微承载力的顶管泥浆及其制备方法，该泥浆包括：膨润土原浆、制浆剂以及高分子聚合物，所述膨润土原浆包括膨润土和水，在每立方米的所述膨润土原浆中，所述制浆剂的添加量为55kg～60kg，所述高分子聚合物的添加量为3L～3.5L。本发明解决了在顶管施工中，现有的减摩泥浆在含水量较高的地层中，易被稀释，无法在顶管机、管节周边形成有效的泥浆套，施工中增加重复压注的工作量，影响顶管施工工效的问题。

Description

具有微承载力的顶管泥浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，具体涉及一种具有微承载力的顶管泥浆及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的发展和基础设施需求量的增长，尤其是人口密集的大型城市，具有城市地下空间利用率高、空间小等特点。而超大断面矩形顶管施工工艺逐步应用于长距离、浅覆土、下穿各类构建筑、复杂地层的各类过街通道、市政公路项目施工中。超大断面矩形顶管施工环境地质条件复杂，在长距离掘进中，不可避免需考虑降低顶进中摩阻力、防止地表沉降与地下构建筑物的沉降，采取压注减摩泥浆进而降低顶管施工中的摩阻力。

以往顶管施工中，采取膨润土+水的配制减摩泥浆，泥浆为现场拌制，根据实际发酵时间决定泥浆的粘稠度；泥浆在不同地层中的渗透效果不同，在含水量较高地层中，减摩泥浆易被稀释，注入量与实际的减摩效果参差不齐，施工中浆液配合比调整度较大。

现有的减摩泥浆虽具有减摩效果，但其在含水量较高的地层中，易被稀释，无法在顶管机、管节周边形成有效的泥浆套，施工中增加重复压注的工作量，影响顶管施工工效。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种具有微承载力的顶管泥浆及其制备方法，以解决在顶管施工中，现有的减摩泥浆在含水量较高的地层中，易被稀释，无法在顶管机、管节周边形成有效的泥浆套，施工中增加重复压注的工作量，影响顶管施工工效的问题。

为实现上述目的，提供一种具有微承载力的顶管泥浆，包括：

包括：膨润土原浆、制浆剂以及高分子聚合物，所述膨润土原浆包括膨润土和水，在每立方米的所述膨润土原浆中，所述制浆剂的添加量为55kg～60kg，所述高分子聚合物的添加量为3L～3.5L。

进一步的，在每立方米的所述水中加入60kg的所述膨润土拌合制得所述膨润土原浆。

进一步的，所述膨润土原浆的比重1.03～1.05。

进一步的，所述膨润土原浆的漏斗粘度≥180″。

进一步的，所述膨润土原浆的发酵时间大于等于36小时。

进一步的，所述制浆剂为HS-3型盾构制浆剂。

本发明提供一种具有微承载力的顶管泥浆的制备方法，包括以下步骤：

将膨润土加入水中拌合获得膨润土原浆并发酵；

于发酵后每立方米的所述膨润土原浆中加入55kg～60kg的制浆剂以及3L～3.5L的高分子聚合物拌合制得具有微承载力的顶管泥浆。

本发明的有益效果在于，本发明的具有微承载力的顶管泥浆实现了顶管机在含水量高的地层顶进时，顶管泥浆能在顶管机本体、顶管通道外侧形成泥浆套，在顶管法施工中可以满足降低总顶力、成功地对控制地表、地下构建筑物沉降具有良好效果，同时可以在顶管法、盾构法施工中协助对施工轴线、转角予以控制，极大地提高沉降控制与施工工效。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本发明提供了一种具有微承载力的顶管泥浆，包括：膨润土原浆、制浆剂以及高分子聚合物。

其中，膨润土原浆包括膨润土和水。具体的，膨润土与水的配比为1000L的水和60kg的膨润土，即，在每立方米的水中加入60kg的膨润土拌合制得膨润土原浆。

在每立方米的膨润土原浆中，添加55kg～60kg的制浆剂以及3L～3.5L的高分子聚合物拌合制得具有微承载力的顶管泥浆。

膨润土原浆的比重1.03～1.05。

膨润土原浆的漏斗粘度≥180″。

膨润土原浆的发酵时间大于等于36小时。

膨润土原浆制作后，其比重1.03～1.05、漏斗粘度≥180″、发酵时间≥36小时，且在发酵期间内膨润土原浆无离析现象。在制备具有微承载力的顶管泥浆时，需等膨润土原浆的发酵，其发酵时间≥36小时。在发酵后，膨润土原浆的浆液呈胶状。

膨润土的性能指标，见表1。

表1、膨润土性能指标表

项目	参照标准	指标值
			水份(重量％)	JC/T593-1995	＜12
细度(200目通过％)	SY/T5060-93	85(含混合物)
			膨胀倍数(mi/lg)	QB/T1543-92	≥12
胶质价(MI/15g)	DZC93-06D501	100
			漏斗粘度(秒)	DZC93-06D501	≥22
PH值	DZC93-06D501	8.5-9.5
			比重	DZC93-06D501	1.05
造浆率M<sup>3</sup>/吨	DZC93-06D501	≥15

在本实施例中，高分子聚合物的主要材料为聚丙烯酰胺。本实施例中的聚丙烯酰胺的生产厂家为上海合盛荟化工有限公司。高分子聚合物的性能指标，见表2。

表2、高分子聚合物性能指标表

项目	指标值
		颜色	乳白色
状态	乳状
		密度15℃	1.15
布氏粘度20℃(cPs)	300
		闪点(℃)	＞120
倾点(℃)	＜-10℃

在本实施例中，制浆剂为HS-3型盾构制浆剂。HS-3型盾构制浆剂是由不同的大、中分子量的聚丙烯酸盐类、聚丙烯腈盐类、纤维素盐类、乙烯基多元单体共聚物类、正电胶、堵塞微孔膨胀剂、改性土和增效添加剂等组成。本实施例的HS-3型盾构制浆剂的生产厂家为安吉绿盛建材有限公司。制浆剂的性能指标，见表3。

表3、制浆剂性能指标表

本发明提供一种具有微承载力的顶管泥浆的制备方法，包括以下步骤：

S1：将膨润土加入水中拌合获得膨润土原浆并发酵。

具体的，每立方米的水(即1000L的水)中加入60kg的膨润土拌合获得膨润土原浆。

发酵膨润土原浆，发酵时间≥36小时，且发酵后的膨润土原浆呈胶状，膨润土原浆在发酵期间内无离析现象。

S2：于发酵后每立方米的膨润土原浆中加入55kg～60kg的制浆剂以及3L～3.5L的高分子聚合物拌合制得具有微承载力的顶管泥浆。

本发明的具有微承载力的顶管泥浆实现了顶管机在含水量高的地层顶进时，顶管泥浆能在顶管机本体、顶管通道外侧形成泥浆套，在顶管法施工中可以满足降低总顶力、成功地对控制地表、地下构建筑物沉降具有良好效果，同时可以在顶管法、盾构法施工中协助对施工轴线、转角予以控制，极大地提高沉降控制与施工工效。

本发明的具有微承载力的顶管泥浆可现场拌制，满足施工及时性，可有效提高顶管机本体对地表或地下构建筑物的沉降影响。在某项目的砂质粉土层中长距离顶进中，该地层含水量高，敏感度高，易产生液化特性，且顶管通道下穿已超设计使用年限的大直径9.8×4.4m合流污水箱涵结构与支管段，顶管通道施工中轴线偏差能控制在+10mm～30mm；顶管通道贯通后，地表最大沉降约-10mm、合流污水箱涵本体沉降量约-2mm、支管区域沉降量-3mm、满足管线控制指标要求。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种具有微承载力的顶管泥浆，其特征在于，包括：膨润土原浆、制浆剂以及高分子聚合物，所述膨润土原浆包括膨润土和水，在每立方米的所述膨润土原浆中，所述制浆剂的添加量为55kg～60kg，所述高分子聚合物的添加量为3L～3.5L。

2.根据权利要求1所述的具有微承载力的顶管泥浆，其特征在于，在每立方米的所述水中加入60kg的所述膨润土拌合制得所述膨润土原浆。

3.根据权利要求1所述的具有微承载力的顶管泥浆，其特征在于，所述膨润土原浆的比重1.03～1.05。

4.根据权利要求3所述的具有微承载力的顶管泥浆，其特征在于，所述膨润土原浆的漏斗粘度≥180″。

5.根据权利要求4所述的具有微承载力的顶管泥浆，其特征在于，所述膨润土原浆的发酵时间大于等于36小时。

6.根据权利要求1所述的具有微承载力的顶管泥浆，其特征在于，所述制浆剂为HS-3型盾构制浆剂。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的具有微承载力的顶管泥浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将膨润土加入水中拌合获得膨润土原浆并发酵；

于发酵后每立方米的所述膨润土原浆中加入55kg～60kg的制浆剂以及3L～3.5L的高分子聚合物拌合制得具有微承载力的顶管泥浆。