一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及盾构岩溶注浆材料技术领域，尤其涉及一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料及其制备方法。一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，由水泥、水、基坑废渣、发泡剂、固化剂和交联剂组成，其中，按重量份计，水泥100份，水100～200份，基坑废渣20～30份，发泡剂10～20份，固化剂4～8份，交联剂1～3份。本发明专利技术提供的岩溶注浆材料可采用基坑废渣作为原材料制备而来，实现了基坑挖方废弃渣土的资源化利用。化利用。化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及盾构岩溶注浆材料
，尤其涉及一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国交通运输业的高速发展，盾构法作为一种高效的施工方式常用于地铁工程中，而地铁车站基坑施工过程中会产生大量废弃渣土，占用了大量的施工现场场地资源，若直接外运，不仅成本高昂，而且由于土体含有大量水分，运输过程中会洒落于城市道路上，造成环境污染。
[0003]目前，随着盾构穿越岩溶区的施工案例逐渐增多，特别是近年来超大直径盾构的兴起，由于岩溶的隐蔽性与不确定性，极易导致盾构掘进时发生盾构机载头、陷落、掘进面突泥涌水等工程事故，带来巨大经济损失和人员伤亡。因此，对盾构掘进有影响的溶洞均需充填加固处理，而对于超大直径盾构来说，溶洞处理范围更大，浆液消耗量更大、浆液性能要求更为严格。由于传统注浆材料的原材料来源单一、成本较高、浆液析水率大、结石收缩率较大等问题，且注浆后结石体强度与围岩强度相差较大，导致地层出现软弱不均情况，进而使得后续盾构掘进时易损坏刀盘刀具，降低掘进效率。因此，将基坑废渣作为岩溶注浆材料的原材料进行合理的资源化利用，研制一种可就地取材、浆液基本性能达标且具有一定的膨胀性以及结石体强度与围岩强度相匹配的岩溶注浆材料是本领域工程人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为克服上述技术问题存在的不足和缺陷，本专利技术提供一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料及其制备方法，一方面可以将车站挖方的废弃渣土作为原材料添加到岩溶注浆材料中进行资源化利用；另一方面，根据基于基坑废渣制备得到的岩溶注浆材料特性和岩溶区地层特性，对注浆材料的配合比进行动态调控，进而控制浆液性能，可同时解决基坑挖方废弃渣土的资源化利用问题和满足超大直径盾构高效掘进问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料及其制备方法。
[0006]一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，由水泥、水、基坑废渣、发泡剂、固化剂和交联剂组成，其中，按重量份计，水泥100份，水100～200份，基坑废渣20～30份，发泡剂10～20份，固化剂4～8份，交联剂1～3份。
[0007]进一步地，所述水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥，该水泥通过80μm方孔筛的筛余量不大于5％。
[0008]进一步地，所述发泡剂为树脂皂类发泡剂、铝粉发泡剂、聚氨酯发泡剂中的一种，所述固化剂为硫酸盐、乙酸、乙酸盐中的一种，所述交联剂为计山梨糖醇、二乙二醇、甘油中的一种。
[0009]进一步地，所述基坑废渣包括粗颗粒和细颗粒，其中，粗颗粒粒径大于0.075mm，粗颗粒的细度模数为2～3，细颗粒粒径小于0.075mm，细颗粒的塑性指数Ip>7。
[0010]进一步地，用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料的2h析水率小于3％，流动度为160～220mm，膨胀率大于20％，3d抗压强度大于3MPa，28d抗压强度大于5MPa。
[0011]一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012]S1、将现场取样的基坑废渣进行过滤筛分处理，取筛分后粗、细颗粒分别进行性能测试；
[0013]S2、将符合性能要求的基坑废渣和水按质量比1:3～5加入搅拌桶中搅拌，形成弃渣原浆液A；
[0014]S3、将步骤S2中的基坑废渣浆液A转入搅拌桶B中，按质量配比补充加入水泥和水，搅拌制得基坑废渣
‑
水泥浆液；
[0015]S4、将步骤S3中的基坑废渣
‑
水泥浆液转入搅拌桶C中，按质量配比加入发泡剂、固化剂、交联剂，搅拌制得用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料。
[0016]进一步地，S1中搅拌速度为2000～2000r/min，搅拌时间为10～15min。
[0017]进一步地，S2和S3中的搅拌速度均为1000～2000r/min，搅拌时间均为5～10min。
[0018]本专利技术具有如下有益效果：
[0019](1)本专利技术提供的岩溶注浆材料可采用基坑废渣作为原材料制备而来，实现了基坑挖方废弃渣土的资源化利用；
[0020](2)本专利技术岩溶注浆材料凝结时间适中、能够根据围岩情况进行配合比动态调节，进而调控浆液的强度与围岩之间相匹配，保证了浆液的可泵期以及后续超大直径盾构的高效掘进；
[0021](3)本专利技术岩溶注浆材料的析水率小，稳定性好，注浆完成后的结石体强度分布均匀；
[0022](4)本专利技术岩溶注浆材料的具有一定的膨胀性能，降低了注浆时浆液的消耗量，进而降低了工程造；
[0023](5)本专利技术岩溶注浆材料流动度适中，浆液可灌性好且扩散范围可控；
[0024](6)本专利技术岩溶注浆材料配制简单、可就地取材且对环境无污染。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1制得的基坑废渣原浆液外观形态；
[0026]图2为本专利技术实施例1制得的岩溶注浆材料外观形态。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和实施例对本文专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0028]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0029]除非另有特别说明，在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或
条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。
[0030]一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，由水泥、水、基坑废渣、发泡剂、固化剂和交联剂组成，其中，按重量份计，水泥100份，水100～200份，基坑废渣20～30份，发泡剂10～20份，固化剂4～8份，交联剂1～3份。
[0031]其中，所述水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥，该水泥通过80μm方孔筛的筛余量不大于5％；所述发泡剂为树脂皂类发泡剂、铝粉发泡剂、聚氨酯发泡剂中的一种，所述固化剂为硫酸盐、乙酸、乙酸盐中的一种，所述交联剂为计山梨糖醇、二乙二醇、甘油中的一种。所述基坑废渣包括粗颗粒和细颗粒，其中，粗颗粒粒径大于0.075mm，粗颗粒的细度模数为2～3，细颗粒粒径小于0.075mm，细颗粒的塑性指数Ip>7。在实际应用中，本专利技术的用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆的强度与周围岩体强度相匹配，为周围岩体强度的0.8～1倍。
[0032]通过对本专利技术制得的用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料进行各项性能测试，测试结果表明本专利技术的用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料2h析水率小于3％，流动度为160～220mm，膨胀率大于20％，3d抗压强度大于3MPa，28d抗压强度大于5MPa。
[0033]本专利技术提供了一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料及其制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，其特征在于，由水泥、水、基坑废渣、发泡剂、固化剂和交联剂组成，其中，按重量份计，水泥100份，水100～200份，基坑废渣20～30份，发泡剂10～20份，固化剂4～8份，交联剂1～3份。2.根据权利要求1所述的一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，其特征在于，所述水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，其特征在于，所述发泡剂为树脂皂类发泡剂、铝粉发泡剂、聚氨酯发泡剂中的一种，所述固化剂为硫酸盐、乙酸、乙酸盐中的一种，所述交联剂为计山梨糖醇、二乙二醇、甘油中的一种。4.根据权利要求1所述的一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，其特征在于，所述基坑废渣包括粗颗粒和细颗粒，其中，粗颗粒粒径大于0.075mm，粗颗粒的细度模数为2～3，细颗粒粒径小于0.075mm，细颗粒的塑性指数Ip>7。5.如权利要求1～4任一项所述的一种用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料，其特征在于，用于超大直径盾构掘进用岩溶注浆材料的2h析水率小于3％，流动度为200～220mm，膨胀率大于20％，3d抗压强度大于3MPa，28d抗压强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继国，舒恒，宋明，程勇，杨林松，史世波，张军，李金，阳军生，张聪，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：