CN115784705A - 一种用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺 - Google Patents
一种用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115784705A CN115784705A CN202211432753.0A CN202211432753A CN115784705A CN 115784705 A CN115784705 A CN 115784705A CN 202211432753 A CN202211432753 A CN 202211432753A CN 115784705 A CN115784705 A CN 115784705A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- leakage
- cement
- double
- slurry
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 11
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 13
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 3
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺，主要原材料为高分子材料(SAP)与水泥水玻璃双液浆混合物。通过室内模型试验，对新型注浆材料进行堵漏试验，传统的水泥‑水玻璃双液浆在隧道漏水漏砂状态下极易被动水冲走，动水留存率很低，堵漏效果不明显，没有起到一个快速抢险作用；而新型注浆材料为高分子材料(SAP)与水泥水玻璃双液浆混合物，渗漏水的地方先注入SAP材料，然后再注入双液浆，经试验研究，堵漏效果优于传统的双液浆堵漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种注浆材料和工艺，特别涉及用于隧道漏水漏砂的渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺。
背景技术
近年来，随着我国经济发展，轨道交通逐渐普及，城市中，地铁是最常见的轨道交通。修建地铁隧道时，盾构工法具有对环境影响小，不影响地表交通，对施工附近的居民影响小，相对而言成本较低等优点深受工程领域的青睐。但盾构隧道在修建及使用过程中，管片接缝处会出现的渗漏现象。渗漏点附近，地下水会流入隧道内部，管片周围土体中的细小颗粒将会带出，逐步地，隧道外侧的粉土粉砂地层会被掏空，形成较大的空腔区，进而引起管片受力发生变化，管片会出现张开错台等灾害，严重时会引起连续垮塌及大范围地表沉降。所以，在出现渗漏，产生空洞时，快速抢险堵漏尤为重要。
在动水环境中，单液浆、双液浆及聚氨酯等注浆抢险措施，浆液材料在固结后才能发挥作用，然而在地下水流速较快时无效扩散多种多样且极易发生，部分浆液在地下水的冲刷和搬运作用下流失，工程上称为“跑浆与串浆”，或者浆液在进入地下含导水构造后，由于过度稀释，丧失了凝结固化能力。因此，需研究可在快速流动水环境中有效快速凝固，并有效填充空腔、封堵渗漏通道的新型注浆材料。
填充型遇水快速膨胀材料可以选择高分子吸水树脂(Super Absorbent Polymer，简称SAP)，是一种典型的功能高分子材料。它能吸收其自身重量数百倍的水，并具有很强的保水能力，所以它又被称为超强吸水剂或高保水剂。从化学结构上来讲，高吸水性树脂是具有许多亲水基团的低交联度或部分结晶的高分子聚合物，80％的SAP为聚丙烯酸系。
水泥—水玻璃双液浆是将水泥浆和水玻璃按一定比例混合而成的液体浆材，一方面具有纯水泥浆的优点，另一方面加入水玻璃使浆液凝胶时间缩短、可调，便于施工。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺，解决现有技术中单液浆、双液浆及聚氨酯等注浆抢险措施，部分浆液在地下水的冲刷和搬运作用下流失，或者浆液在进入地下含导水构造后，由于过度稀释，丧失了凝结固化能力的问题。
本发明的技术方案是：
一种用于渗漏空洞封堵的新型抢险注浆材料，包括高分子吸水树脂和甘油混合物、水泥水玻璃双液浆混合物，其中高分子吸水树脂和甘油质量比为1:9至1：10之间，此范围可保证吸水树脂与甘油混合物的可注性，且不会因为甘油过多阻碍吸水树脂与水反应。
一种用于渗漏空洞封堵的新型抢险注浆工艺，包括以下步骤：
步骤一、准备高分子吸水树脂，甘油，普通硅酸盐水泥，水玻璃，水，注浆装置；
步骤二、将SAP按质量比1:9-1:10倒入甘油中，搅拌均匀；
步骤三、准备水泥水玻璃双液浆，按照水灰比0.8:1至1：1配置水泥溶液，水玻璃体积为水泥溶液的一半，可以使双液浆达到较快的凝结速度；
步骤四、用注浆泵将SAP与甘油混合物注入渗漏空洞，即图2的三角区中，并观察渗漏水流量的变化；
步骤五、待高分子吸水树脂吸水膨胀后，渗漏水流量减小，此时注入水泥水玻璃双液浆，待双液浆凝结后，最终可达到较好的封堵效果。
本发明的有益效果是：
本发明根据现有各种注浆材料的缺点进行研究，研发了一种新型注浆工艺，首先利用注入SAP材料将隧道外大范围空腔充填，减缓水流速度，使双液浆有载体来进行填充和凝固，为下一步注浆彻底封堵创造条件。然后稳定后注入双液浆，双液浆注入后，在原有的SAP材料中反应，以其为载体，不会动水大量冲走，能够有效地进行反应硬化，从而起到堵水的作用。本发明注浆工艺能够起到较好的隧道漏水漏砂抢险效果。
本发明的注浆材料中的SAP材料遇水在3-5s内快速膨胀，体积膨胀80-100倍，能够有效填充空腔。
本发明中在SAP材料注入后在注入双液浆，此时双液浆能够以SAP材料为载体进行反应硬化，起到较好的堵水效果。
采用堵水率评价最终空洞填充效果，堵水率＝(注浆前渗漏水平均流量-注浆后渗漏水平均流量)/注浆前渗漏水平均流量。
附图说明
图1试验整体结构示意图；
图2模型箱示意图；
其中：1-模型箱注水孔；2-注浆孔；3-溢水孔；4-储水箱；5-水泵；6-吊起的水箱；7-溢水管；8-进水口；9-注浆泵；10-出水箱；11-注浆液储存箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
将模型箱注水孔1与注水系统中的水箱6连接，注浆孔2与注浆系统中的两台注浆泵9通过三通接头连接，溢水孔3与收集系统中的出水箱连接。注浆系统由两台螺杆注浆泵组成，注水系统由储水箱、被吊车吊起的水箱、水泵、溢水管组成，实验时通过水泵5向被吊起的水箱6中加水，溢水管7可以防止水箱被加满水后水溢出，收集系统中出水箱10的水也可通过入水口8回流到储水箱4中，注水与注浆时看而通过流量计记录水流速度与注浆速度。
步骤一、准备高分子吸水树脂(SAP)，甘油，普通硅酸盐水泥，水玻璃，水，注浆装置。
步骤二、将SAP倒入甘油中，搅拌均匀。实验中，对于0.03m3渗漏空洞，准备1Kg的SAP材料可以达到很好的封堵效果，将1KgSAP与9kg甘油混合，刚好能满足可泵性。
步骤三、准备双液浆，按照水灰比0.8:1配置水泥溶液，实验中，对于0.03m3渗漏空洞，配置了9kg水泥溶液，水玻璃体积为水泥溶液的一半，可以使双液浆达到较快的凝结速度。
步骤四、用注浆泵将SAP与甘油混合物注入渗漏空洞，并通过流量计观察渗漏水流量的变化。
步骤五、待SAP吸水膨胀后，渗漏水流量减小，此时注入双液浆，待双液浆凝结，流量稳定后，即算完成封堵。
使用此注浆方法，利用甘油作为载体，将SAP利用注浆设备注入空腔，使吸水材料具有可泵性，且甘油不与高分子材料发生反应，在高分子吸水反应前能确保高分子材料不被水流冲走。同时甘油也对地层无污染，无毒无害，且可使吸水膨胀后的高分子材料具有一定的黏聚性，增强整体性，进而增强堵水效果。吸水后的高分子材料具有保水性，可对水泥产生一定的内养护作用，促进水泥硬化。最终，是双液浆达到较高的动水留存率，有效封堵空洞，达到快速抢险的目的。
共做了三组模型试验：第一组初始渗漏水平均流量1.8m3/h，封堵空洞耗时9min，最终堵水率99.85％；第二组初始渗漏水平均流量2.5m3/h，封堵空洞耗时5min，最终堵水率99.68％；第三组初始渗漏水平均流量3.1m3/h，封堵空洞耗时15min，最终堵水率98.51％。三组实验基本都能实现对空洞的完全封堵，新型注浆工艺能够实现对渗漏空洞的快速有效封堵，满足抢险需要。
Claims (2)
1.一种用于渗漏空洞封堵的新型抢险注浆材料，其特征在于，包括高分子吸水树脂和甘油混合物、水泥水玻璃双液浆混合物，其中高分子吸水树脂和甘油质量比为1:9-1:10。
2.一种用于渗漏空洞封堵的新型抢险注浆工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、准备高分子吸水树脂，甘油，普通硅酸盐水泥，水玻璃，水，注浆装置；
步骤二、将高分子吸水树脂按质量比1:9-1:10倒入甘油中，搅拌均匀；
步骤三、准备水泥水玻璃双液浆，按照水灰比0.8:1-1:1配置水泥溶液，水玻璃体积为水泥溶液的一半；
步骤四、用注浆泵将SAP与甘油混合物注入渗漏空洞，并观察渗漏水流量的变化；
步骤五、待高分子吸水树脂吸水膨胀后，渗漏水流量减小，此时注入水泥水玻璃双液浆，待双液浆凝结后，最终可达到较好的封堵效果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211432753.0A CN115784705A (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211432753.0A CN115784705A (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115784705A true CN115784705A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85438105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211432753.0A Pending CN115784705A (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115784705A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237446A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-09-08 | Shimizu Corp | 空洞充填材 |
| JP2004257131A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Shimizu Corp | 止水構造体の施工方法 |
| CN102465681A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 常萍 | 一种超强吸水树脂的堵漏工艺 |
| JP2017096089A (ja) * | 2015-11-18 | 2017-06-01 | クリアーシステム株式会社 | 水中硬化土嚢及びそれを用いた水際構造物の補修方法 |
| CN115233742A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-25 | 中铁十四局集团有限公司 | 深中浅多重复合防渗堵漏施工方法 |
-
2022
- 2022-11-16 CN CN202211432753.0A patent/CN115784705A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237446A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-09-08 | Shimizu Corp | 空洞充填材 |
| JP2004257131A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Shimizu Corp | 止水構造体の施工方法 |
| CN102465681A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 常萍 | 一种超强吸水树脂的堵漏工艺 |
| JP2017096089A (ja) * | 2015-11-18 | 2017-06-01 | クリアーシステム株式会社 | 水中硬化土嚢及びそれを用いた水際構造物の補修方法 |
| CN115233742A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-25 | 中铁十四局集团有限公司 | 深中浅多重复合防渗堵漏施工方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘永超等: "不同注浆材料对隧道漏水漏砂封堵效果试验研究", 《岩土工程学报》, vol. 43, no. 2, pages 249 - 252 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230212076A1 (en) | Double-liquid grouting slurry, its technology and application for super large diameter underwater shield engineering under high water pressure condition | |
| CN108484058B (zh) | 一种动水抗分散封堵材料及其制备方法 | |
| CN104559138A (zh) | 一种亲水型双组份灌浆堵漏材料 | |
| CN104974332A (zh) | 一种无发泡快固化高强聚氨酯堵漏防水灌浆材料 | |
| CN106145835B (zh) | 一种快速固化止水堵漏材料及其制备方法、应用方法 | |
| CN110396186A (zh) | 一种亲水聚醚、制备方法及其用途 | |
| CN110105505A (zh) | 一种高分子注浆堵漏材料 | |
| CN113737799A (zh) | 一种劈裂注浆技术及其注浆方法 | |
| CN112830751A (zh) | 一种高分子堵漏灌浆料及制备方法和施工方法 | |
| JP2006056909A (ja) | 可塑性注入材および地盤注入工法 | |
| CN102876005A (zh) | 一种低粘度高闪点水性聚氨酯堵水材料及其制备方法 | |
| 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 | |
| CN113585181B (zh) | 堤坝上游水力自寻式贯通型管涌封堵装置、系统及方法 | |
| CN108529969A (zh) | 一种快速固化止水堵漏材料的应用方法 | |
| CN115784705A (zh) | 一种用于渗漏空洞封堵的抢险注浆材料和工艺 | |
| CN111608208B (zh) | 一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材 | |
| JP2008223475A (ja) | 地盤注入工法 | |
| CN116396047A (zh) | 一种用于漏水漏砂封堵抢险的填充式注入材料和工艺 | |
| JP4538825B1 (ja) | 表面を被覆材として親水性高分子化合物にて覆われた吸水性樹脂を用いる薬液注入材及び薬液注入工法。 | |
| CN114409967A (zh) | 一种复合吸水材料及其制备方法和应用 | |
| CN109372031B (zh) | 一种用于钢管桩围堰锁扣的止水材料 | |
| CN207944990U (zh) | 矿井快速水闸墙筑墙设备及矿井快速水闸墙 | |
| CN112480648B (zh) | 浅埋煤层堵漏风与氧化产热吸排的浆泡材料及其制备方法 | |
| CN112065320A (zh) | 采用水泥土浆进行工程钻孔封堵方法及水泥土浆的应用 | |
| CN111995355A (zh) | 抗堵抗浮的盾构隧道同步注浆用注浆料 |
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 |