[發明專利]一種適用于隧道施工采空區的填充膏漿

有效

• 申請號: 201611092264.X
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106747068B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 陽軍生;劉守花;李豐果;鐘玉明;蔣登學;張聰;張箭;葉新田;歐力強;章怡
• 申請（專利權）人: 中南大學;中鐵隧道集團三處有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于地下工程處理注漿技術領域，尤其涉及一種適用于隧道施工采空區充填處理的新型填充膏漿。

背景技術

在采空區修建隧道，經常面臨著突水突泥、掌子面坍塌的風險，給隧道的修建帶來施工難點。采空區的地層較松散，處于不穩定狀態，隧道開挖擾動后容易造成隧道坍塌。隧道上覆采空區容易造成突水突泥或掌子面塌落，下伏采空區則易造成隧道塌陷。目前，注漿充填是工程實踐中廣泛采用的處理采空區的措施。

現階段工程上進行采空區注漿充填處理常用的灌漿材料有：普通水泥漿、水泥粉煤灰漿液和水泥-水玻璃雙液漿等。其中，普通水泥漿存在漿液結石率低、抗水分散性差等缺陷；水泥粉煤灰漿液的早期強度較低，粉煤灰的來源受限；水泥-水玻璃雙液漿的凝結時間難于把控，漿液灌注工藝較復雜，注漿效果受施工水平影響較大。因此，研制一種適用于采空區充填注漿的材料已成為本領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種結石率高、填充效果好、綠色環保、原料廉價易得、凝結時間可控、配制便捷且現場施工操作簡單的適用于隧道施工采空區充填處理的新型填充膏漿。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種適用于隧道施工采空區的填充膏漿，所述填充膏漿主要由粘土原漿、水泥和水配制而成，所述粘土原漿主要由粘土和水攪拌而成，所述填充膏漿中添加有改性劑，所述改性劑包括摻量為所述水泥質量0.5-1.5％的偏鋁酸鹽和摻量為所述水泥質量0.2-0.4％的木質素磺酸鹽。若偏鋁酸鹽摻量過大，則漿液凝結速度較快，容易堵管，可灌性差；若摻量過小則達不到加速漿液凝結的作用。若木質素磺酸鈣摻量過大，則漿液的流動性太大，不宜控制。因此，選用上述偏鋁酸鹽和木質素磺酸鹽的摻量范圍可以獲得較好的效果。

作為對上述技術方案的進一步改進：

優選的，所述粘土原漿和水泥的質量比為(2-3)：1。

更優選的，所述粘土原漿的比重為1.20-1.35g/cm³。

更優選的，所述粘土原漿中粘土的塑性指數不小于14，粘土中粒徑小于0.005mm的粘粒的數量不少于30％。在此條件下粘土與水泥的結合效果最優，漿液性能更好。

優選的，所述水泥為普通硅酸鹽水泥42.5，該水泥通過80μm方孔篩后的篩余量不大于5％。

更優選的，所述填充膏漿中粘土和水泥的總質量與水的質量之比為(0.8-1.5)：1，填充膏漿的比重為1.3-1.6g/cm³。在此配合比下，漿液的基本性能和力學性能最優。

更優選的，所述填充膏漿的流動度為102-150mm。該流動度數據通過截錐圓模測得，作為隧道施工采空區的填充膏漿應該具有適宜的流動度，若流動度太小將不利于膏漿的灌注，若流動度太大將導致膏漿擴散太遠造成浪費，綜合考慮，流動度在110-150mm之間較為合適。

更優選的，所述填充膏漿的初凝時間為5-25min，結石率不小于95％。填充膏漿的凝結時間應該適中，如果初凝時間太短將不利于灌注，而終凝時間太長則不利于早期強度的產生。結石率大，漿料不會發生沉淀析水現象，對采空區的填充效果較好。

優選的，所述偏鋁酸鹽為偏鋁酸鈉；所述木質素磺酸鹽為木質素磺酸鈣。

優選的，所述填充膏漿凝結后的28d抗壓強度不低于2MPa。滿足隧道施工采空區填充處理抗壓強度要求，可使隧道安全通過采空區。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

(1)本發明的填充膏漿成本低，所用水泥、粘土等原材料價格低廉且易于獲取。

(2)該填充膏漿配制方便快捷，凝結時間可控，并且現場施工工藝簡單。

(3)該填充膏漿流動度適中、穩定性好、結石率高，可很好地滿足隧道采空區的充填處理要求。

(4)該填充膏漿綠色環保，不會對環境造成污染。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的填充膏漿凝結后的外觀形態照片。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本發明作更全面、細致地描述，但本發明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。