[發明專利]一種泥水盾構砂地層掘進用泥漿及其配制方法

有效

• 申請號: 201510533168.3
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105060796B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 閔凡路;張亞洲;張寧;陳喜坤
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,夏恒霞

技術領域

本發明涉及一種泥水盾構砂地層掘進用泥漿及其配制方法，采用廢棄泥漿配制泥水盾構砂地層掘進用泥漿；適用于穿越江河等泥水盾構隧道工程。

背景技術

近年來，隨著社會經濟和城市化進程的快速發展，泥水盾構隧道技術已成為我國重大交通等基礎設施建設中不可或缺的關鍵技術。泥水盾構始發井及早期掘進施工將會產生大量廢棄泥漿，工程中一般使用槽罐車對廢棄泥漿進行外運處理，這樣不僅造成巨大的資源浪費，運輸過程中還可能因漏灑而影響市容，而且廢棄泥漿的后續處理也十分困難。而過江河及海底隧道在中期施工過程中往往穿越長距離砂地層，需要消耗大量泥漿用于盾構掘進，這些泥漿一般在專門的制漿池通過膨潤土、增粘劑和清水進行配置，需要耗費大量制漿材料。

由于前后掘進的地質條件的差異與掘進順序的上的時間差，使得盾構前期穿越粘土地層時產生的大量高粘粒含量的廢漿具有了再利用的可行性。但是，目前行業內還沒有這類技術方案，亟需開發。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種泥水盾構砂地層掘進用泥漿及其配制方法，充分利用了盾構前期穿越黏土地層時產生的大量廢棄泥漿。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種泥水盾構砂地層掘進用泥漿，包括如下重量份的各組分：廢棄泥漿1000-1250重量份、清水0-300重量份、膨潤土0-50重量份及增粘劑0.5-3重量份，所述廢棄泥漿為盾構前期穿越黏土地層時產生的，這樣就能夠充分利用盾構前期產生的廢棄泥漿，具有環保節能等眾多優點。

具體地，前述廢棄泥漿的粘粒含量為20%-50%，密度為1.10g/cm³-1.45g/cm³，蘇式漏斗粘度為20s-75s。

優選地，前述增粘劑是羧甲基纖維素鈉，羧甲基纖維素鈉簡稱CMC，是一種人工合成的纖維素醚，屬于水溶性鹽，具有優良的保水性和增粘作用，在石油鉆井及泥水加壓式盾構等工程中可用來調節泥漿的粘度。

進一步地，本發明的掘進用泥漿的質量指標要求為：粘粒含量為20%-35%，密度為1.15 g/cm³-1.25 g/cm³，蘇式漏斗粘度為25-35s。

此外，本發明還公開了前述的泥水盾構砂地層掘進用泥漿的配制方法，具體為：在盾構前期穿越黏土地層時，將產生的廢棄泥漿搬運存放于調漿池附近，當泥水盾構掘進到粉細砂或者礫砂地層時，將廢棄泥漿泵入調漿池進行調節，通過向其中添加清水、膨潤土及增粘劑中的一種或多種，調節出滿足泥水盾構砂地層掘進用泥漿質量指標要求的產品。泥漿密度、粘度過大則添加清水以稀釋，泥漿密度過小則添加膨潤土以調節，泥漿粘度過小則添加增粘劑以調節。

本發明的有益之處在于：與現有制漿技術相比，本發明充分利用了廢棄泥漿，配制每立方米泥水盾構砂地層掘進用泥漿可以節約膨潤土100-250kg、清水850-950kg、增粘劑2-5kg，能夠有效節約資源、成本，減小環境污染，并且能夠調制出滿足密度、粘度、離析率、物理化學穩定性等要求的優質泥漿，該泥漿能夠在砂地層開挖面上形成致密泥膜、有效維持開挖面穩定，是一種符合我國國情的高效、環保、節能的泥水盾構掘進泥漿配制方法。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明作具體的介紹。

實施例1

配制每立方米泥水盾構砂地層掘進用泥漿包括下述原材料：廢棄泥漿1140kg(密度1.14g/cm³、蘇氏漏斗粘度21s、粘粒含量22%)、膨潤土30kg、增粘劑0.5kg，將上述原料置于調漿池中混合均勻待用。

本實施例配制的泥水盾構砂地層掘進用泥漿的質量指標為：密度1.17g/cm³、粘度28s、粘粒含量29%，符合工程施工要求。

實施例2

配制每立方米施工用泥漿包括下述原材料：廢棄泥漿1000kg(密度1.31g/cm³、蘇氏漏斗粘度44s、粘粒含量41%)、清水237kg，將上述原料置于調漿池中混合均勻待用。

本實施例配制的泥水盾構砂地層掘進用泥漿的質量指標為：密度1.24g/cm³、蘇氏漏斗粘度33s、粘粒含量32%，符合工程施工要求。

經施工證實，實施例1和實施例2配制的泥漿還具有離析率小、物理化學穩定性好的優點，密度、粘度較大，粘粒含量較高，適合用于礫砂地層掘進施工，該泥漿施工效果較好，在粉細砂地層形成致密泥膜，能夠很好地維持開挖面穩定性，具有推廣應用的價值。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍內。