CN114853435A - 一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料 - Google Patents
一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于建筑材料和盾构隧道工程技术领域,具体涉及一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料。单液浆料包括以下重量份的组分:水泥130‑160份、粉煤灰380‑450份、细砂800‑900份、魔晶粉15‑25份、水450‑500份。双液浆料包括以下重量份的组分:水泥130‑160份、粉煤灰380‑450份、细砂800‑900份、魔晶粉15‑25份、水450‑500份;魔晶液30‑50,水130‑200。如需单液浆料注浆时,根据地质环境和出水量的需求将组分A进行注浆;如遇到出水量大,需注双液浆料时,启动双液注浆机器,调整A、B浆液的混合比例,注入同步双液浆。由单液变为双液或由双液变为单液模式时,以魔晶粉砂浆作为浆料,以魔晶液做为固化剂,两种注浆模式,可快速直接相互转换,与注浆环境的匹配度高。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料和盾构隧道工程技术领域,具体涉及一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料。
背景技术
在隧道建设工程中,盾构工法因其高效、安全、环保、对地面交通影响小等优点得到了广泛运用。在盾构隧道的掘进过程中,管片在盾构机的盾尾,拼接形成管片环,随着盾构机的推进,管片环会脱离盾尾进入土体;由于盾构机的开挖直径大于管片环的外径,脱离盾尾的管片环和土体之间会出现环状的厚度达10-18cm的盾构间隙;需要在盾构机推进过程中,不间断地从盾尾直接向后壁注浆,以填充盾构间隙。盾构机的推进速度与注浆速度要匹配,推进一环就必须同时完成一环的注浆,故叫同步注浆。盾构同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙,使管片与管片外的隧道土层紧密结合,以保证盾构隧道的结构稳固、可靠。同步注浆的浆液若不能及时形成物理胶凝,浆料会下沉,管片上方出现大的空闲空间,而管片下方浆料集中、挤压,产生上浮力,使管片形成的盾构衬砌结构较长时间受到上浮力的作用,处于上浮状态。进而引起隧道结构轴向偏离设计位置,引发管片错台、渗水等问题。
现有的盾构隧道同步注浆材料主要分为两大类,单液浆和双液浆两种。单液浆主要为不同水灰比的水泥浆或水泥砂浆,双液浆主要为普通水泥-水玻璃。单液浆存在凝结时间慢,流失量大,止水效果差,包水率低等缺点,虽然可以通过外掺速凝剂来缩短胶凝时间,但其作用有限,浆料的物理胶凝时间通常不能缩短至隧道同步注浆的抗浮要求的时间(30分钟)内,会导致盾构衬砌结构上浮的问题;且一味增加速凝剂掺量,还会引起胶凝形成的结石体后期强度不足的问题。双液浆料主要是普通水泥-水玻璃双液浆料,其化学胶凝时间过短,可以短至十几秒,容易引起注浆管的堵塞,进而需要停机清理注浆管、导致施工效率低,不能长效耐久,重复注浆率高,且其后期形成的结石强度不够高,安全稳定性差,严重制约了水泥-水玻璃双液浆在实际工程中的应用。
发明内容
鉴于现有技术公开的用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料和双液浆料(普通水泥-水玻璃)在实际工程应用中存在上述问题,本发明的目的在于提供一种能够长效耐久的用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料。可任意转换的单、双液浆的优势:其一,用魔晶粉调制的单液浆,固结时间可控、可调,有效克服传统单液浆在有水、泥水等不同地质环境固结慢、泌水、填充不饱满等问题;如遇到水量比较大的盾构区间,可直接配合适量的魔晶液转换成双液注浆模式。其二,单液浆结石率99%,双液浆结石率100%,没有膨胀与收缩缺陷,一次性饱满填充,有效解决管片位移、渗漏等问题,节省二次注浆成本。以不同时间段的结石体抗压强度为主要标准,同时结石体的凝胶时间及凝胶可控性符合不同围岩出水情况的需求。其施工效率高,同时以其注浆形成的结石体强度大,使得盾构隧道结构更稳固、可靠,适用于泥水区、富水区管片壁后高效填充与加固。
双液浆料是由魔晶粉和魔晶液组成的反应性水泥基材料。魔晶粉是硅碳改性的水泥强效剂,添加在水泥浆料中,赋予普通水泥以高活性,优化凝胶体内部微结构,提升致密性等;魔晶液是硅碳改性的水性高效固化剂,能持续调节浆液凝固行为,提高凝胶体的力学性能等。掺入魔晶粉的水泥浆料与魔晶液混合后瞬间发生凝胶反应,生成强度随时间持续提升、永不衰减的结石体。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,该注浆料由魔晶粉调制的水泥砂浆,包括以下重量份的组分组成:水泥130-160份、粉煤灰380-450份、细砂800-900份、魔晶粉15-25份、水450-500份。
一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,该注浆料由魔晶粉和魔晶液组成的双组份反应性水泥基材料,包括以下重量份的组分组成:一个组分,水泥130-160份、粉煤灰380-450份、细砂800-900份、魔晶粉15-25份、水450-500份;另一个组分,魔晶液30- 50,水130-200。
进一步地,所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥,不得有潮解或结块。
进一步地,所述粉煤灰为二级及以上,细度≤15μm,需水量比≤100%。
进一步地,所述细砂为河砂,粒径0.25mm-0.5mm之间,含泥量≤1%,泥块含量≤0.1%。
进一步地,所述水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63标准的规定。
进一步地,所述的魔晶粉包括以下重量份的组分:氢氧化钙20-30份、甲酸钙5-10份、钠基膨润土20-30份、铝酸钙3-5份、消泡剂1-3份、聚羧酸减水剂3-5份、石膏粉3-5 份、微硅粉3-5份、硫酸钠1-3份、流变稳定剂1-3份,硫酸铝3-4份,氢氧化铝3-5份,磷酸锌3-5份,有机硅3-5份,可再分散乳胶粉3-5。
进一步地,所述消泡剂为粉体水泥消泡剂。
进一步地,所述流变稳定剂为上海某厂家特殊型号流变稳定剂。
进一步地,所述可再分散乳胶粉为聚丙烯酰胺基可再分散乳胶粉。
进一步地,所述的魔晶液包括以下重量份的组分:液体硅酸钠20-30份、水20-30份、十二烷基苯磺酸钠1-2份、防老剂5-10份、渗透润湿剂2-3份、络合剂5-10份、防腐剂2-3份、乙二醇1-2份、偏磷酸钠1-2份、三异丙醇胺3-5份、附着力促进剂3-5份。
进一步地,液体硅酸钠的模数为3.2-3.5,波美度38°-40°。
进一步地,所述防老剂为液体硅酸钠防老剂SP-L与橡胶防老剂AW的混合液。
进一步地,所述渗透润湿剂为液体JLC类。
进一步地,所述络合剂为金属络合剂。
进一步地,所述防腐剂为46%苯扎溴铵和54%泊洛沙姆的混合液。
进一步地,所述附着力促进剂为有机硅类附着力促进剂。
一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料的制备方法,具体包括如下步骤:
步骤1、按魔晶粉组成配比称量原料,混合制备魔晶粉。
步骤2、步骤1制得的魔晶粉与其他组分混合得到组份A,即每立方米的水泥砂浆含(15-25)kg的魔晶粉,储存在储存池里。
步骤3、按魔晶液组成配比称量原料,混合制备魔晶液,加入相当于魔晶液3-5倍体积的水稀释得到组分B,储存在储存池里。
步骤4、如需要单液浆料在盾构隧道的管片安装过程需要同步注浆时,根据地质环境和出水量的需求将组分A按照适配的配比、流量(40-60)L/min和(0.1-0.5)MPa压力进行注浆;如遇到出水量大,需在盾构隧道的管片安装过程注双液浆料时,启动双液注浆机器,将A、B浆液分别吸入盾构机里的存浆罐,根据所需凝胶时间调整A、B浆液的混合比例,采用带有防止返浆功能三通注浆口,按需调整双液混合后出浆管的长度后注入同步双液浆。
本发明中魔晶液中各组成成分的作用:硅酸钠的作用相当于固化剂,是与水泥快速反应,几秒-几分钟形成凝胶体,主要化学反应方程式为3Ca(OH)2+NaO·nSi02+mH20一Ca·nSi02+mH20+2NaOH。防老剂、防腐剂与络合剂相互作用,主要是防止结石体强度衰减,形成性能稳定,安全可靠的结石体。十二烷基苯磺酸钠、乙二醇作为魔晶液体系的调和助剂,调整体系的和易性和稳定性。渗透润湿剂、附着力促进剂的作用是增加凝胶体与基岩的粘结能力,降低缝隙的渗透率。偏磷酸钠、三异丙醇胺、铝酸钙、硫酸铝主要作用于水泥,使得凝胶体致密性,抗压强度有效提升。
本发明中魔晶粉种各组成成分的作用:氢氧化钙、硫酸钠、和钠基膨润土的作用是与水泥一起迅速与魔晶液反应,形成凝胶体,并持续增加强度。可再分散乳胶粉、消泡剂、聚羧酸相互作用调整水泥浆或水泥砂浆的和易性。微硅粉、硫酸铝,氢氧化铝,磷酸锌、甲酸钙、石膏粉调整水泥浆或水泥砂浆的初终凝时间,增加结石体密实度,保证结石体强度不衰减。流变稳定剂、有机硅调整水泥浆或水泥砂浆的颗粒悬浮性、憎水性及可泵性。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下。
本发明提供的用于盾构法隧道同步注浆的单液浆,魔晶粉是改善同步砂浆和易性、流动度、凝结时间等性能的活性外掺材料,用魔晶粉取代膨润土调制的同步砂浆,其性能远胜于膨润土浆。
本发明提供的用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料适用于富水区、泥水区管片壁后高效填充与加固的双组份水泥基注浆材料,具有入水瞬间抱聚成团、吸水速凝成胶、抗水冲刷、100%结石率、凝胶时间可调可控、持续缓慢增强等特点,能够有效解决现有技术中注浆材料实际应用中不稳定和失效的问题。
由单液变为双液或由双液变为单液模式时,以魔晶粉砂浆作为浆料,以魔晶液做为固化剂,两种注浆模式,可快速直接相互转换,与注浆环境的匹配度高。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,该注浆料由魔晶粉调制的水泥砂浆,包括以下重量份的组分组成:水泥130-160份、粉煤灰380-450份、细砂800-900份、魔晶粉15-25份、水450-500份。
一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,该注浆料由魔晶粉和魔晶液组成的双组份反应性水泥基材料,包括以下重量份的组分组成:一个组分,水泥130-160份、粉煤灰380-450份、细砂800-900份、魔晶粉15-25份、水450-500份;另一个组分,魔晶液30- 50,水130-200。
进一步地,所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥,不得有潮解或结块。
进一步地,所述粉煤灰为二级及以上,细度≤15μm,需水量比≤100%。
进一步地,所述细砂为河砂,粒径0.25mm-0.5mm之间,含泥量≤1%,泥块含量≤0.1%。
进一步地,所述水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63标准的规定。
进一步地,所述的魔晶粉包括以下重量份的组分:氢氧化钙20-30份、甲酸钙5-10份、钠基膨润土20-30份、铝酸钙3-5份、消泡剂1-3份、聚羧酸减水剂3-5份、石膏粉3-5 份、微硅粉3-5份、硫酸钠1-3份、流变稳定剂1-3份,硫酸铝3-4份,氢氧化铝3-5份,磷酸锌3-5份,有机硅3-5份,可再分散乳胶粉3-5。
进一步地,所述消泡剂为粉体水泥消泡剂。
进一步地,所述流变稳定剂为上海某厂家特殊型号流变稳定剂。
进一步地,所述可再分散乳胶粉为聚丙烯酰胺基可再分散乳胶粉。
进一步地,所述的魔晶液包括以下重量份的组分:液体硅酸钠20-30份、水20-30份、十二烷基苯磺酸钠1-2份、防老剂5-10份、渗透润湿剂2-3份、络合剂5-10份、防腐剂2-3份、乙二醇1-2份、偏磷酸钠1-2份、三异丙醇胺3-5份、附着力促进剂3-5份。
进一步地,液体硅酸钠的模数为3.2-3.5,波美度38°-40°。
进一步地,所述防老剂为液体硅酸钠防老剂SP-L与橡胶防老剂AW的混合液。
进一步地,所述渗透润湿剂为液体JLC类。
进一步地,所述络合剂为金属络合剂。
进一步地,所述防腐剂为46%苯扎溴铵和54%泊洛沙姆的混合液。
进一步地,所述附着力促进剂为有机硅类附着力促进剂。
一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料的制备方法,具体包括如下步骤:
步骤1、按魔晶粉组成配比称量原料,混合制备魔晶粉。
步骤2、步骤1制得的魔晶粉与其他组分混合得到组份A,即每立方米的水泥砂浆含(15-25)kg的魔晶粉,储存在储存池里。
步骤3、按魔晶液组成配比称量原料,混合制备魔晶液,加入相当于魔晶液3-5倍体积的水稀释得到组分B,储存在储存池里。
步骤4、如需要单液浆料在盾构隧道的管片安装过程需要同步注浆时,根据地质环境和出水量的需求将组分A按照适配的配比、流量(40-60)L/min和(0.1-0.5)MPa压力进行注浆;如遇到出水量大,需在盾构隧道的管片安装过程注双液浆料时,启动双液注浆机器,将A、B浆液分别吸入盾构机里的存浆罐,根据所需凝胶时间调整A、B浆液的混合比例,采用带有防止返浆功能三通注浆口,按需调整双液混合后出浆管的长度后注入同步双液浆。
实施例1(单液浆料)。
组方1:一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、魔晶粉15份、水480份。
所述的魔晶粉是由以下重量份的组分组成:氢氧化钙15.5份、甲酸钙6份、钠基膨润土23份、铝酸钙5份、硫酸亚铁4.5份,氟硅酸钠3份,硅酸钙5份,消泡剂3份、聚羧酸减水剂3份、石膏粉5份、微硅粉5份、硫酸钠3份、流变稳定剂2份,硫酸铝4份,氢氧化铝5份,磷酸锌4.5份,有机硅3.5份。
用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料的制备方法:
步骤1、按魔晶粉组成配比称量原料,混合制备魔晶粉。
步骤2、步骤1制得的魔晶粉添加到水泥砂浆得到组份A,储存在储存池里。
步骤3、单液浆料在盾构隧道的管片安装过程需要同步注浆时,将组分A按照流量(40-60)L/min和(0.1-0.5)MPa进行注浆即可。
组方2:一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥145份、粉煤灰420份、细砂810份、魔晶粉15份、水460份。其余组分与组方1相同。
组方3:一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥160份、粉煤灰450份、细砂890份、魔晶粉15份、水500份。其余组分与组方1相同。
组方4:一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥160份、粉煤灰450份、细砂890份、魔晶粉0份、水500份。其余组分与组方1相同。
组方5:一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥160份、粉煤灰450份、细砂890份、魔晶粉10份、水500份。其余组分与组方1相同。
组方6:一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥160份、粉煤灰450份、细砂890份、魔晶粉28份、水500份。其余组分与组方1相同。
组方7:一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥160份、粉煤灰450份、细砂890份、魔晶粉30份、水500份。其余组分与组方1相同。
组方8:单液浆料魔晶粉中甲酸钙5份,其余组分不变同组方1。
组方9:单液浆料魔晶粉中甲酸钙0份,其余组分不变同组方1。
组方10:单液浆料魔晶粉中甲酸钙1份,其余组分不变同组方1。
组方11:单液浆料魔晶粉中甲酸钙15份,其余组分不变同组方1。
组方12:单液浆料魔晶粉中钠基膨润土29份,其余组分不变同组方1。
组方13:单液浆料魔晶粉中钠基膨润土0份,其余组分不变同组方1。
组方14:单液浆料魔晶粉中钠基膨润土10份,其余组分不变同组方1。
组方15:单液浆料魔晶粉中钠基膨润土40份,其余组分不变同组方1。
表1组方1-15的单液浆料性能测试结果。
现有技术,水泥黏土浆配比为:水泥230,粉煤灰380,细砂730,膨润土85,水 550。
表2组方1与现有技术水泥黏土浆的性能对比结果。
采取单液注浆模式时,用魔晶粉取代膨润土调制的同步砂浆,其流动性、和易性、固结时间、结石率、强度、密度等性能远胜于膨润土浆,保证浆体与盾构环境和推进速率相匹配的填充功能快速、有效。
通过材料配比和性能比较,并结合应用案例,魔晶粉水泥砂浆相对于水泥黏土浆具有3大优势。
1、提质增效。
用魔晶粉调制同步砂浆,水泥用量小,砂子、粉煤灰等低成本的材料用量大,在保证性能的前提下,既降低了材料成本,又增加了30%左右体积。
2、魔晶粉克服了膨润土调节砂浆工作性能的三大缺陷。
①用量越大,固结越慢,抗浮性越差;
②用量越大,用水越多,收缩越大,饱满填充性越差;
③用量越大,强度越低,稳固性越差。
3、省二次注浆和渗漏维修成本。
超高固结率,一次性饱满填充的效果好,具有省补浆和降低渗漏率的效果。
实施例2(双液浆料)。
组方1:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,包括以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、魔晶粉15份、水480份,魔晶液50份。
所述的魔晶液是由以下重量份的组分组成:模数3.2-3.5的液体硅酸钠25份、水35份、十二烷基苯磺酸钠2份、防老剂8份、渗透润湿剂2份、络合剂8份、防腐剂2份、乙二醇2份、偏磷酸钠3份、附着力促进剂4份。
所述的魔晶粉是由以下重量份的组分组成:氢氧化钙27份、甲酸钙10份、钠基膨润土23份、铝酸钙5份、消泡剂1份、聚羧酸减水剂3份、石膏粉3份、微硅粉5份、硫酸钠3份、流变稳定剂1份,硫酸铝5份,氢氧化铝5份,磷酸锌5份,有机硅3份,可再分散乳胶粉1。
用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料的制备方法,具体包括如下步骤:
步骤1、按魔晶粉组成配比称量原料,混合制备魔晶粉。
步骤2、步骤1制得的魔晶粉与其他组分混合得到组份A,储存在储存池里。
步骤3、按魔晶液组成配比称量原料,混合制备魔晶液,加入相当于魔晶液3-5倍体积的水稀释得到组分B,储存在储存池里。
步骤4、双液浆料在盾构隧道的管片安装过程需要同步注浆时,将组分A和组分B按照规定的配比、流量(40-60)L/min和(0.1-0.5)MPa进行注浆即可。
组方2:双液浆料中模数3.2-3.5的液体硅酸钠15份,其余组份不变同组方1。
组方3:双液浆料中模数3.2-3.5的液体硅酸钠20份,其余组份不变同组方1。
组方4:双液浆料中模数3.2-3.5的液体硅酸钠30份,其余组份不变同组方1。
组方5:双液浆料中模数3.2-3.5的液体硅酸钠35份,其余组份不变同组方1。
组方6:双液浆料中模数3.2-3.5的液体硅酸钠70份,其余组份不变同组方1。
组方7:双液浆料魔晶粉中甲酸钙5份,其余组分不变同组方1。
组方8:双液浆料魔晶粉中甲酸钙0份,其余组分不变同组方1。
组方9:双液浆料魔晶粉中甲酸钙1份,其余组分不变同组方1。
组方10:双液浆料魔晶粉中甲酸钙15份,其余组分不变同组方1。
组方11:双液浆料魔晶粉中钠基膨润土29份,其余组分不变同组方1。
组方12:双液浆料魔晶粉中钠基膨润土0份,其余组分不变同组方1。
组方13:双液浆料魔晶粉中钠基膨润土10份,其余组分不变同组方1。
组方14:双液浆料魔晶粉中钠基膨润土40份,其余组分不变同组方1。
组方15:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉0份、魔晶液50份。其余组分与实施例2组方1相同。
组方16:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉5份、魔晶液50份。其余组分与实施例2组方1相同。
组方17:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉28份、魔晶液50份。其余组分与实施例2组方1相同。
组方18:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉30份、魔晶液50份。其余组分与实施例2组方1相同。
组方19:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉15份、魔晶液10份。其余组分与实施例2组方1相同。
组方20:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉15份、魔晶液30份。其余组分与实施例2组方1相同。
组方21:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉15份、魔晶液40份。其余组分与实施例2组方1相同。
组方22:一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥130份、粉煤灰380份、细砂850份、水480份、魔晶粉15份、魔晶液60份。其余组分与实施例2组方1相同。
现有技术:一种用于盾构法隧道同步注浆的浆料,是由以下重量份的组分组成:水泥 460份、粉煤灰280份、砂子425份、水520份、水玻璃(波美度为30°-40°,模数为 3.2-3.5的硅酸钠水溶液)115份。
组方1至组方22制得的用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料性能测试结果见表3、表4、表5。
表3浆料性能测试结果。
表4浆料性能测试结果。
表5浆料性能测试结果。
组方1制得的盾构法隧道同步注浆的双液浆料与水玻璃富水区同步注浆胶的成本对比见表6。
表6组方1与水玻璃丰水区同步注浆胶成本对比表。
试验表明,本发明提供的用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料具有以下优点:1)实用性强:瞬间抱聚凝胶、吸水成胶、水中不泌水、抗水冲水刷等一次饱和填充的性能(先注水魔晶液效果更佳);2)防抱死:浆液抱聚快凝、缓强的优点,既能高效填充与加固,又可抱死盾构机;3)成本低,省原料:组份中魔晶液用量很小,可用不高于3倍体积水稀释使用,既满足双液匹配性,又省材料成本;吸水凝胶体积不低于浆液体积1.5倍,可节省水泥等注浆原材料的成本;4)一次性,高效率:凝胶体不收缩及抗渗性,具有一次完成加固与防水的功能,省重复注浆成本,能够解决丰(泥)区盾构推进效率低的问题,节省清理成本、工期成本、管理成本;5)高质量,省维护:质量稳定恒久,无注浆失效导致的质量隐患和渗漏通病,节省建设期维护成本,凝胶体强度持续提供而无衰减弊端,提升建设品质。节省运营期维护成本。
Claims (10)
1.一种用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料,其特征在于,该注浆料由魔晶粉调制的水泥砂浆,包括以下重量份的组分组成:水泥130-160份、粉煤灰380-450份、细砂800-900份、魔晶粉15-25份、水450-500份。
2.一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,其特征在于,该注浆料由魔晶粉和魔晶液组成的双组份反应性水泥基材料,包括以下重量份的组分组成:一个组分,水泥130-160份、粉煤灰380-450份、细砂800-900份、魔晶粉15-25份、水450-500份;另一个组分,魔晶液30-50,水130-200。
3.如权利要求1-2任一项所述的一种用于盾构法隧道同步注浆的浆料,其特征在于,所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥,不得有潮解或结块。
4.如权利要求1-2任一项所述的一种用于盾构法隧道同步注浆的浆料,其特征在于,所述粉煤灰为二级及以上,细度≤15μm,需水量比≤100%;所述细砂为河砂,粒径0.25mm-0.5mm之间,含泥量≤1%,泥块含量≤0.1%。
5.如权利要求1-2任一项所述的一种用于盾构法隧道同步注浆的浆料,其特征在于,所述水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63标准的规定。
6.如权利要求1-2任一项所述的一种用于盾构法隧道同步注浆的浆料,其特征在于,所述的魔晶粉包括以下重量份的组分:氢氧化钙20-30份、甲酸钙5-10份、钠基膨润土20-30份、铝酸钙3-5份、消泡剂1-3份、聚羧酸减水剂3-5份、石膏粉3-5份、微硅粉3-5份、硫酸钠1-3份、流变稳定剂1-3份,硫酸铝3-4份,氢氧化铝3-5份,磷酸锌3-5份,有机硅3-5份,可再分散乳胶粉3-5。
7.如权利要求6所述的魔晶粉组分,其特征在于,所述消泡剂为粉体水泥消泡剂,流变稳定剂为上海某厂家特殊型号流变稳定剂,可再分散乳胶粉为聚丙烯酰胺基可再分散乳胶粉。
8.如权利要求2所述的一种用于盾构法隧道同步注浆的双液浆料,其特征在于,所述的魔晶液包括以下重量份的组分:液体硅酸钠20-30份、水20-30份、十二烷基苯磺酸钠1-2份、防老剂5-10份、渗透润湿剂2-3份、络合剂5-10份、防腐剂2-3份、乙二醇1-2份、偏磷酸钠1-2份、三异丙醇胺3-5份、附着力促进剂3-5份。
9.如权利要求8所述的魔晶液组分,其特征在于,液体硅酸钠的模数为3.2-3.5,波美度38°-40°;所述防老剂为液体硅酸钠防老剂SP-L与橡胶防老剂AW的混合液;所述渗透润湿剂为液体JLC类;所述络合剂为金属络合剂;所述防腐剂为46%苯扎溴铵和54%泊洛沙姆的混合液;所述附着力促进剂为有机硅类附着力促进剂。
10.如权利要求1-9所述的任一项用于盾构法隧道同步注浆的单、双液浆料,其特征在于,用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料的制备方法,具体包括如下步骤:
步骤1、按魔晶粉组成配比称量原料,混合制备魔晶粉;
步骤2、步骤1制得的魔晶粉与其他组分混合得到组份A,即每立方米的水泥砂浆含(15-25)kg的魔晶粉,储存在储存池里;
步骤3、按魔晶液组成配比称量原料,混合制备魔晶液,加入相当于魔晶液3-5倍体积的水稀释得到组分B,储存在储存池里;
步骤4、如需要单液浆料在盾构隧道的管片安装过程需要同步注浆时,根据地质环境和出水量的需求将组分A按照适配的配比、流量(40-60)L/min和(0.1-0.5)MPa压力进行注浆;如遇到出水量大,需在盾构隧道的管片安装过程注双液浆料时,启动双液注浆机器,将A、B浆液分别吸入盾构机里的存浆罐,根据所需凝胶时间调整A、B浆液的混合比例,采用带有防止返浆功能三通注浆口,按需调整双液混合后出浆管的长度后注入同步双液浆。
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