用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法 |
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| 申请号 | CN201710378321.9 | 申请日 | 2017-05-25 | 公开(公告)号 | CN107151122A | 公开(公告)日 | 2017-09-12 |
| 申请人 | 上海隧道工程有限公司; 上海隧道盾构工程有限公司; | 发明人 | 王永佳; 王衍丰; 黄德中; 郑宜枫; 黄俊; 王旋东; 郭亮; 吴列成; 李刚; 尤俊健; 司汉; 寇晓勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种用于盾构注浆的干粉 砂浆 拌制方法，其步骤包括：确定干粉砂浆 浆液 配比，所述干粉砂浆的 质量 百分比组成包括60至65wt％的砂、15至18wt％的 粉 煤 灰 、2至4wt％的 膨润土 、4至8wt％的石灰、0.01至0.02wt％的外掺剂以及13至15wt％的 水 ；拌制干粉砂浆；将干粉砂浆运输至施工现场搅拌站；根据实际需求现场拌制同步注浆浆液；将拌制好的浆液注入储浆槽。本发明通过前述技术方案解决了现有施工方法中无法有效根据盾构实际推进情况改变同步注浆浆液的问题，获得拌制均匀、无结 块 且拌合需水量小于20％(干粉料的质量百分比)的干粉砂浆，进而使干粉砂浆加水后形成的拌合物具有良好的流动性、填充性、保水性和保坍性，并具有节省浆液的运输时间、根据实际需求调整浆液、减少环境污染等效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法，其特征在于，所述方法的步骤包括： |
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| 说明书全文 | 用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法技术领域[0001] 本发明涉及盾构施工技术领域，具体来说涉及一种用于盾构施工过程中同步注浆的用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法。 背景技术[0002] 随着城市市政建设和轨道交通的飞速发展，地下空间得到不断的开发利用，盾构法施工在地铁隧道的使用也越来越广泛，在使用盾构法隧道施工中，如何有效的控制地面沉降，一直是隧道行业关注的重点。在推进过程中同步注浆是有效控制地面沉降，减少对土体扰动的有效方法。 [0003] 现有施工方法中同步注浆的浆液主要使用的是成品浆液，在使用过程中只能通过调整注浆量来适应实际情况，无法从多方面来满足在实际施工过程中对同步注浆浆液的需求。现有方法中，没有能够有效解决此问题的具体措施。 发明内容[0004] 鉴于上述情况，本发明提供一种用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法，以解决现有施工方法中无法有效根据盾构实际推进情况改变同步注浆浆液的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法，所述方法的步骤包括： [0006] 确定干粉砂浆浆液配比，所述干粉砂浆的质量百分比组成包括60至65wt％的砂、15至18wt％的粉煤灰、2至4wt％的膨润土、4至8wt％的石灰、0.01至0.02wt％的外掺剂以及 13至15wt％的水； [0007] 拌制干粉砂浆； [0008] 将干粉砂浆运输至施工现场搅拌站； [0009] 根据实际需求现场拌制同步注浆浆液； [0010] 将拌制好的浆液注入储浆槽。 [0011] 其中，所述干粉砂浆的组成配比包括900至1100kg/m3的砂、300至400kg/m3的粉煤灰、50kg/m3的膨润土、80kg/m3的石灰、3kg/m3的外掺剂以及360kg/m3的水。 [0012] 其中，所述外掺剂的组成配比包括以质量百分比计的1至1.4wt％的甲基纤维素、29.1至39.1wt％的萘系减水剂、0.6至1wt％皂角素、28.9至44.9wt％的钠基膨润土；22至 32wt％的消石灰。 [0013] 其中，所述确定干粉砂浆浆液配比的步骤中，是根据盾构推进的地质情况及隧道轴线所在地层确定同步注浆浆液配比。 [0014] 其中，所述干粉砂浆的性能要求包括：坍落度120-160mm；密度≥1900kg m-3；剪切屈服强度＞800(20h)/Pa；压力泌水量＜20mL；泌水率＜5％；保水率≥88％；及/或pH值＜12。 [0016] 其中，在所述根据实际需求现场拌制同步注浆浆液的步骤中，是根据盾构在井下推进情况及地面沉降的情况，分析获得对同步注浆浆液的需求。 [0017] 其中，在所述根据实际需求现场拌制同步注浆浆液的步骤中，是通过控制干粉砂浆的加水量以拌制获得符合需求的同步注浆浆液。 [0018] 其中，在所述将干粉砂浆运输至施工现场搅拌站的步骤中，需避免混凝土搅拌车内掺入杂质，在干粉砂浆从混凝土搅拌车转移至现场搅拌站的过程中，需避免干粉砂浆掺入杂质。 [0019] 其中，在所述将拌制好的浆液注入储浆槽的步骤中，需预先清洁连接搅拌站至储浆槽的注浆管，以避免浆液经管道转移时掺入杂质。 [0020] 本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果： [0021] (1)本发明通过前述方法步骤，能够获得拌制均匀、无结块且拌合需水量小于20％(干粉料的质量百分比)的干粉砂浆，进而使干粉砂浆加水后形成的拌合物具有良好的流动性、填充性、保水性和保坍性。 [0023] 图1是本发明用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法的步骤流程示意图。 具体实施方式[0024] 为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。 [0025] 请参阅图1，显示了本发明用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法流程图。本发明用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法基本适用于所有盾构法施工中。采用本发明提供的方法，使用干粉砂浆并在现场拌制后，能够解决现有方法中无法有效的根据实际推进情况调整同步注浆浆液的问题。 [0026] 下面结合附图对本发明使用新型干粉砂浆并在施工现场拌制的方法进行说明。本发明提供的用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法，其步骤包括： [0027] 步骤S1：确定干粉砂浆浆液配比，所述干粉砂浆的质量百分比组成包括60至65wt％的砂、15至18wt％的粉煤灰、2至4wt％的膨润土、4至8wt％的石灰、0.01至0.02wt％的外掺剂以及13至15wt％的水。具体地，步骤S1是根据前期对地址情况的考察以及对隧道轴线所在土层的分析，结合盾构推进的地质情况，综合多方面考虑，确定本工程需要的同步注浆浆液的配比，进而确定出干粉砂浆的配比。 [0028] 更具体地，以下说明本发明干粉砂浆的选材方法： [0029] (1)砂：砂作为浆液中的重要组成部分，直接对浆液的各项性能产生影响，其中砂的种类、级配、细度模数、含泥量都对浆液性能的变化起到明显作用，实验过程中显示，同步注浆浆液中所使用的砂为河砂，含泥量控制在3％以内，而浆液的保水性也与砂的级配、细读模数呈线性关系，砂的级配越好，细度模数越大，则浆液的泌水率明显降低，采用细读模数为2.2～2.6的中细河砂拌制的浆液性能较佳。 [0030] (2)石灰：石灰作为与粉煤灰进行水化反应的催化剂，对增加浆液早期抗剪屈服强度具有重要的作用，熟石灰的水解程度高，石灰中Ca(OH)2可与粉煤灰中的活性SiO2(玻璃体SiO2)和活性Al2O3(玻璃体Al2O3)在一定条件下发生水化反应，起到提高浆液体后期结实体强度的作用；熟石灰Ca(OH)2含量高，当与粉煤灰混合后，水化反应速度较快，浆液能在早期形成较大的屈服强度，因此，应该选用采用饱和蒸汽工艺方法生产的熟石灰作为浆液的原材料。 [0031] (3)粉煤灰：粉煤灰作为浆液中的主要胶凝材料，其质量好坏直接决定浆液的和易性。作为为胶凝材料能提高浆液的和易性，起到包裹砂与各组分原材料的作用，同时与Ca(OH)2或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，是一种增加强度和耐久性的材料。在实验过程中，通过比较低钙灰及高钙灰，不同含钙量的粉煤灰种类，得出了低钙灰较高钙灰拌制的浆液，和易性更加良好，泌水率及坍落度损失均较小，且浆液的后期结实体强度高，而含钙量高的粉煤灰坍落度损失较快，因此，选用低含钙量的粉煤灰进行浆液的拌制。 [0032] (4)膨润土：膨润土作为增加浆液泵送性能的胶凝材料，对浆液的保水、增稠作用明显，但膨润土的使用掺量应控制在一定范围以内，以保证浆液的填充流动性以及后期结实体强度，选用膨胀效果良好的钠基膨润土拌制的浆液效果较钙基要好。 [0033] 于本发明实施例中，采用大比重浆液，浆液配比如下(重量比kg/m3)； [0034] [0035] 其中，所述外掺剂的组成配比包括以质量百分比计的1至1.4wt％的甲基纤维素、29.1至39.1wt％的萘系减水剂、0.6至1wt％皂角素、28.9至44.9wt％的钠基膨润土；22至 32wt％的消石灰。于本发明实施例中，所述外掺剂的所有组成材料均为粉状材料。其中，所述甲基纤维素醚为20000-60000粘度；所述的钠基膨润土细度≤20％。 [0036] 步骤S2：拌制干粉砂浆；具体地，在拌制干粉砂浆前需对原材料进行选取，保证浆液的性能不受原材料的质量问题而受到影响。原材料选取完成后，按照步骤S1中确定的干粉砂浆的配比，拌制干粉砂浆。在拌制干粉砂浆之前，要确保拌制干粉砂浆的场所的清洁，在拌制的过程中不能有杂质混入。 [0037] 在干粉砂浆拌制完成后，需对拌制完成的干粉砂浆的性能进行检测，在检测合格后，执行步骤S3。检测要求见下表： [0038]性能指标 要求 坍落度/mm 120-160 -3 密度/kg m ≥1900 剪切屈服强度(20h)/Pa ＞800 压力泌水量/ml ＜20 泌水率/％ ＜5 保水率/％ ≥88 pH值 ＜12 [0039] 步骤S3：将干粉砂浆运输至施工现场搅拌站；于本发明实施例中，步骤S3是通过混凝土搅拌车进行干粉砂浆的运输，以保证干粉砂浆的流动性。此外，必须保证干粉砂浆在运输的过程中不能掺入其他杂质，在装入混凝土搅拌车时要保证混凝土搅拌车中不能有杂质，在干粉砂浆从混凝土搅拌车转移至现场搅拌站的过程中，需避免干粉砂浆掺入杂质。 [0040] 步骤S4：根据实际需求现场拌制同步注浆浆液；保证现场拌制同步注浆的场所清洁，防止杂质的混入。具体地，步骤S4是根据盾构在井下推进情况及地面沉降的情况，分析获得对同步注浆浆液的需求。于本发明实施例中，步骤S4是通过控制干粉砂浆的加水量以拌制获得符合需求的同步注浆浆液，需对水的注入量严格控制，以使浆液更好的满足实际情况的需求。具体地，于本发明实施例中，加入280L水对应坍落度140mm，加入290L水坍落度160mm，加入270L水坍落度120mm。 [0041] 步骤S5：将拌制好的浆液注入储浆槽；保证同步注浆浆液输送管道以及储浆槽的清洁，减少杂质的混入。于本发明实施例中，需预先清洁连接搅拌站至储浆槽的注浆管，以避免浆液经管道转移时掺入杂质。较佳的，在浆液进入储浆槽到同步注浆的整个过程中，都需要严格控制清洁工作，减少杂质的混入，保证浆液的性能。 [0042] 综上，本发明通过前述技术方案，以在盾构施工现场利用预制的干粉砂浆拌制更能够适应于实际需求的同步注浆浆液。此外，通过以上所述的方法，解决了现有施工方法中无法有效根据实际推进情况改变同步注浆浆液的问题。同时对环境保护也有着明显的效果。 [0043] 以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。 |
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