一种海底盾构泥浆降粘剂、使用方法及应用技术

本发明专利技术属于泥水盾构泥浆循环技术领域，公开了一种海底盾构泥浆降粘剂、使用方法及应用。盾构泥浆降粘剂由下述重量份的组分组成：硫酸铝0.006～0.02、木质素磺酸盐0.005～0.015、多聚磷酸钠0.0008～0.003、工业消泡剂0.005～0.02、pH调节剂0.0008～0.002，使用时按照泥浆质量为1进行配料。本发明专利技术通过硫酸铝、木质素磺酸盐、工业消泡剂、pH调节剂、三聚磷酸钠按照一定的配比复配，添加至苏式漏斗粘度计测量粘度为30s

【技术实现步骤摘要】
一种海底盾构泥浆降粘剂、使用方法及应用


[0001]本专利技术属于泥水盾构泥浆循环
，尤其涉及一种海底盾构泥浆降粘剂、使用方法及应用。

技术介绍

[0002]目前，随着我国城市地铁、大型过江过河隧道工程及引水工程的大规模兴建，泥水盾构隧道技术的应用越来越广泛。目前国内外正在建设中的多个城市地铁隧道工程都准备或正在采用泥水盾构工法。泥水盾构施工以其高效、安全、经济等优势占据了市场很大的份额。在各种复杂地质条件下,泥水平衡盾构的刀盘转动速率及泥水系统循环效率直接制约着盾构施工的生产效率,尤其是泥水循环系统管路的畅通与否直接决定着泥水平衡盾构使用的可行性。
[0003]盾构工程泥浆主要是由水、膨润土颗粒、黏性土颗粒以及外加剂组成的一种悬浊体系。在盾构掘进施工过程中，泥浆不仅起到稳定正面掌子面的作用，还对掘进过程中的刀盘扭矩和总推力有直接影响，掌子面渣土的混入使盾构工程泥浆的粘度发生了变化，当粘度不断增大时，过高的泥浆粘度使得刀盘正面易产生泥饼，导致掌子面渣土不易进入泥水仓内，同时泥浆粘度过高也易造成泥浆循环管路转弯处拥堵，造成刀盘扭矩及泥浆泵压力陡增，严重时造成停工影响施工效率。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)目前施工中解决以上问题的手段主要是通过弃浆并增加清水进行稀释以此降低粘度保证施工进度，这种处理办法不仅会产生大量废浆且需重新配制足量泥浆以供循环，施工成本较高。
[0006](2)在长距离施工中对泥浆分离设备存在损耗，一旦磨损严重就需要及时更换，否则容易造成泥浆回收效果不理想，设备成本较高。
[0007](3)目前海底泥水盾构刀盘易结泥饼及泥浆循环管路堵塞。

技术实现思路

[0008]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种海底盾构泥浆降粘剂、使用方法及应用。
[0009]所述技术方案如下：一种盾构泥浆降粘剂，是由下述重量份的组分组成：硫酸铝0.006～0.02、木质素磺酸盐0.005～0.015、多聚磷酸钠0.0008～0.003、工业消泡剂0.005～0.015、pH调节剂0.0008～0.002，使用时按照泥浆质量为1进行配料。
[0010]在一个实施例中，所述的硫酸铝为Al2(SO4)3·
18H2O结晶或结晶性粉末，其中Al2(SO4)3·
18H2O含量≥50％、碱金属及碱土金属(以硫酸盐计)含量≤0.25％、氯化物含量≤0.002％、铵盐含量≤0.005％、铁含量≤0.003％、重金属含量≤0.001％、水不溶物含量≤0.02％、pH值(50g/L，25℃)≥2.5。
[0011]在一个实施例中，所述的木质素磺酸盐包括但不限于木质素磺酸钠、木质素磺酸
钙、木质素磺酸镁。
[0012]在一个实施例中，所述的木质素磺酸盐中C
20
H
24
Na2O
10
S2或C
20
H
24
CaO
10
S2或C
20
H
24
MgO
10
S2含量介于45％～60％之间、水份含量≤5％、铁含量≤0.1％、硫酸盐含量≤4％、水不溶物含量≤2％、pH值(20℃水溶液)介于7～9。
[0013]在一个实施例中，所述的多聚磷酸钠为Na5P3O
10
白色粉末，其中Na5P3O
10
含量介于56％～60％之间、铅含量≤0.01％、氯化物含量≤0.01％、硫酸盐含量≤0.1％、铁含量≤0.03％、水不溶物含量≤0.03％。
[0014]在一个实施例中，所述的工业消泡剂为液体状工业级有机硅消泡剂。
[0015]在一个实施例中，所述的pH调节剂为工业级无水碳酸钠粉末，其中无水碳酸钠含量≥98％、水不溶物含量≤0.01％、氯化物含量≤0.002％、灼烧失量(300℃)≤1％、硫化合物含量≤0.005％。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种所述的盾构泥浆降粘剂的使用方法，包括：取50ml清水，依次按照重量份加入Al2(SO4)3·
18H2O、Na5P3O
10
、木质素磺酸盐、工业消泡剂、工业级碳酸钠搅拌均匀后得到混合溶液，将混合溶液加入到苏式漏斗粘度在30s～45s之间的盾构泥浆中搅拌3
‑
5min，处理完成。
[0017]本专利技术的另一目的在于提供一种所述盾构泥浆降粘剂在城市地铁、大型过江过河隧道工程及引水工程中泥水盾构隧道施工上的应用。
[0018]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：
[0019]目前还没有盾构泥浆降粘领域的降粘剂，本专利技术创新的通过硫酸铝、木质素磺酸盐、工业消泡剂、pH调节剂、三聚磷酸钠按照一定的配比复配，添加至苏式漏斗粘度计测量粘度为30s
‑
45s的海底盾构泥浆中均匀混合，经过处理后粘度下降50％～60％且不粘管壁，可有效解决盾构施工中刀盘结泥饼、泥浆输送管路堵塞等工程问题，提升了施工效率。
[0020]本专利技术通过设计单因素试验方案，选择效果最佳的四种组分设计四因素三水平正交试验方案，综合对比成本和降粘效果得出本专利技术最佳配合比。
[0021]泥水盾构泥浆粘度处理方面现主要为泥浆制备时需添加增粘剂增粘以增强其携渣能力，但本专利技术所面临的工程问题是泥水盾构机在海底不良地层掘进时由于地质条件原因导致泥水仓中的泥浆粘度增大，进而易造成循环系统管路堵塞影响施工进度。目前泥水盾构泥浆处理领域还没有相关降粘剂，本专利技术的组分、比例确定的试验主体是青岛地铁8号线海域段泥水盾构循环泥浆，采用现有其他泥浆降粘领域的组分、比例并不能解决当前地质条件下泥水盾构泥浆的粘度问题。故通过单因素试验加正交试验(实验步骤可通过相关资料公开的步骤进行即可)确定适用于泥水盾构泥浆的降粘剂。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0023]图1是本专利技术实施例提供的盾构泥浆降粘剂的使用方法流程图。
[0024]图2是本专利技术实施例提供的盾构泥浆降粘剂使用效果折线图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0026]本专利技术中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0027]本专利技术中所用的实验材料，如无特殊说明，均为市场可购得。
[0028]本专利技术提供一种盾构泥浆降粘剂，由下述重量份的组分组成：硫酸铝0.006～0.02、木质素磺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构泥浆降粘剂，其特征在于，所述盾构泥浆降粘剂按质量份，由以下组分组成：硫酸铝0.006～0.02份、木质素磺酸盐0.005～0.015份、多聚磷酸钠0.0008～0.003份、工业消泡剂0.005～0.02份以及pH调节剂0.0008～0.002份，使用时按照泥浆质量为1份进行配料。2.根据权利要求1所述的盾构泥浆降粘剂，其特征在于，所述的硫酸铝为Al2(SO4)3·
18H2O结晶或结晶性粉末，其中Al2(SO4)3·
18H2O含量≥50％、碱金属及碱土金属含量≤0.25％、氯化物含量≤0.002％、铵盐含量≤0.005％、铁含量≤0.003％、重金属含量≤0.001％、水不溶物含量≤0.02％、pH值≥2.5。3.根据权利要求1所述的盾构泥浆降粘剂，其特征在于，所述的木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁中的一种。4.根据权利要求1所述的盾构泥浆降粘剂，其特征在于，所述的木质素磺酸盐中C
20
H
24
Na2O
10
S2或C
20
H
24
CaO
10
S2或C
20
H
24
MgO
10
S2含量介于45％～60％之间、水份含量≤5％、铁含量≤0.1％、硫酸盐含量≤4％、水不溶物含量≤2％、...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯慧君，王尧，詹森，杜弘喆，舒卫建，卜凡帅，
申请(专利权)人：中国石油大学华东中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：