不同地层盾构施工同步注浆浆液的制作方法

1.本发明属于地下隧道盾构施工领域，特别涉及一种不同地层盾构施工同步注浆浆液。


背景技术：

2.地下隧道盾构掘进过程中，由于开挖直径与管片外径之间存在的间隙，会导致管片脱出盾尾，因此需要在管片外与土体之间注入浆液将间隙填充好，同时还可以防止管片及土体沉降等。在注浆施工中，地质条件对于注浆材料的选择具有决定性因素，不同浆液配合比的终凝时间、凝结强度、扩散速度、面积等因素，造成地面不均匀沉降等现象的发生或造成隧道成型质量较差，管片缺陷情况严重等。因此，在盾构机掘进的同时，采用同步注浆控制地表沉降在允许范围十分重要。
3.目前，在地下隧道盾构施工中所用的同步注浆浆液主要由水泥、粉煤灰、砂、水等组成，但是该浆液未系统性的提出对于不同地层的同步浆液配比，如果一味按照该原材的配比不仅不能及时有效地固结管片、填充建筑空隙，更不能在管片拖出盾尾后有效地控制地表沉降在10～15mm的规范内。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种不同地层盾构施工同步注浆浆液，使用该浆液可提供几种流动性好、成本低、原材广泛的盾构施工注浆浆液配合比。
5.为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种不同地层盾构施工同步注浆浆液，其特征在于：将水泥、膨润土、砂和水按照如下的重量配比配制：水泥100-200份、膨润土50-650份、砂200-900份，水300-500份。
6.进一步，所述水泥、膨润土、砂和水的最佳的重量配比是：水泥200份、膨润土80份、砂500份，水390份。
7.进一步，所述成份中加入cmc，其与水泥、膨润土、砂和水的重量配比是：水泥160份、膨润土650份、砂200份、水450份、cmc0.25份。
8.进一步，所述成份中加入粉煤灰和石灰，其与水泥、膨润土、砂和水的重量配比是：水泥100份、膨润土50份、粉煤灰380份、砂860份、水300份、石灰10份。
9.本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
10.1、本发明在充填性、流动性、凝结时间等要求下有针对性的控制了浆液质量。
11.2、本发明配比的注浆浆液保证了不同地层浆液的流动性和可调整性，适合长距离泵送，从而可满足盾构机械化施工的要求。
12.3、本发明配比的注浆浆液能在规定的时间内固化，从而控制地表沉降在最小范围内，有效的控制管片成型质量，降低管片缺陷情况发生频次。
13.4、本发明具有较低的体积收缩率和渗透系数。
14.5、本发明原材方便广泛、便于制备、便于盾构机械化施工，对于略稠的浆液只需要微调注浆设备，如改设挤压泵。
具体实施方式
15.本发明提供一种不同地层盾构施工同步注浆浆液，采用以水泥、砂、膨润土为主添加，以cmc、石灰和粉煤灰为外加剂为辅的活性浆液作为不同地层盾构施工同步注浆浆液。在施工前通过大量试验的辅助下调整配合比，具有明显效果，具体配合比如下：
16.将水泥：粉煤灰：膨润土：砂：水＝200：400：80：500：390作为基础砂浆配比，面对不同地层时分别对基础砂浆配比进行调整。
17.砂卵石地层中由于浆液充填效果良好、凝结强度大、稳定性高，直接可采用该基础浆液配比，浆液稠度控制在10～12。
18.岩溶发育的全断面岩层，由于地层中岩溶发育，岩溶填充情况、裂隙水发育情况未知，对基础砂浆配比进行调整水泥：膨润土：细砂：水：cmc＝160：650：200：450：0.25。cmc应随着行走砂浆罐带入隧道，在使用同步砂浆罐压注浆液前撒入，可有效缩短浆液初凝时间，并且不易造成浆液堵管，保证快速填充管片壁后间隙，提高管片成型质量。
19.淤泥质粉质粘土压缩性高，强度低，含水量高，灵敏度高，隧道开挖时，极易产生土体位移，产生侧向变形和沉降。粘聚力和侧阻力较大。因此在选用同步浆液配合比时浆液配比采用水泥：膨润土：粉煤灰：中砂(砂子摸起来有颗粒感)：水：石灰＝100：50：380：860：300：10。由于该地层比较特殊，采用坍落度控制稠度的方式，坍落度控制在230～250mm，稠度在10～12。每环注浆前对浆液质量进行检验，防止工人私自加水，对于坍落度未达到要求的采用加生石灰调整浆液坍落度。由于该浆液制备较稠，建议更换盾构机原有注浆设备，可以使用挤压泵。
20.本发明有针对性地提出应对不同地层的同步注浆浆液的配合比，有利于将地面沉降控制在规范要求范围内，对盾构机姿态调整有辅助作用；有利于提高隧道成型管片质量，降低管片缺陷出现频次；有利于满足不同地层性质扩散速度，面积、终凝时间、强度等要求。
21.最后需要指出的是：以上实例仅用于对本发明技术方案的说明，而非限制。尽管参照前述实例已详细地说明了本发明的技术方案，本领域的技术人员仍然可以对其进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。但这些修改或者替换在不脱离本发明精神和原则的情况下，仍包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种不同地层盾构施工同步注浆浆液，其特征在于：将水泥、膨润土、砂和水按照如下的重量配比配制：水泥100-200份、膨润土50-650份、砂200-900份，水300-500份。2.根据权利要求1所述的不同地层盾构施工同步注浆浆液，其特征在于：所述水泥、膨润土、砂和水的最佳的重量配比是：水泥200份、膨润土80份、砂500份，水390份。3.根据权利要求1所述的不同地层盾构施工同步注浆浆液，其特征在于：所述成份中加入cmc，其与水泥、膨润土、砂和水的重量配比是：水泥160份、膨润土650份、砂200份、水450份、cmc0.25份。4.根据权利要求1所述的不同地层盾构施工同步注浆浆液，其特征在于：所述成份中加入粉煤灰和石灰，其与水泥、膨润土、砂和水的重量配比是：水泥100份、膨润土50份、粉煤灰380份、砂860份、水300份、石灰10份。

技术总结
本发明提供一种不同地层盾构施工同步注浆浆液，将水泥、膨润土、砂和水按照如下的重量配比配制：水泥100-200份、膨润土50-650份、砂200-900份，水300-500份。本发明有针对性地提出应对不同地层的同步注浆浆液的配合比，有利于将地面沉降控制在规范要求范围内，对盾构机姿态调整有辅助作用；有利于提高隧道成型管片质量，降低管片缺陷出现频次；有利于满足不同地层性质扩散速度，面积、终凝时间、强度等要求。求。


技术研发人员：房金财 张成龙 王龙伟 刘勇 周长全 任涛
受保护的技术使用者：中铁十八局集团有限公司
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2022/4/12