[發(fā)明專利]一種盾構高性能同步注漿改性劑及其制備方法與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710702039.1
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107459281B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 李樹忱;萬澤恩;梁娜;陳健;趙世森;張靖宇;馬川;張哲;胡浩
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B28/00;C04B111/70
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明公開了一種盾構高性能同步注漿改性劑及其制備方法與應用，盾構高性能同步注漿改性劑，由以下組分組成：減水劑1?1.5%，增稠劑3?4%，防凍劑0.5?1.0%，余量為水；所述減水劑為HSB脂肪族高效減水劑；所述增稠劑為由膨潤土和羥丙基甲基纖維素組成，膨潤土和羥丙基甲基纖維素的質量比為1:0.8?1.2。改善同步注漿漿液的和易性、抗稀釋性、抗沖散性，減小同步注漿的體積收縮率，使同步注漿在負溫條件下仍能施作，該高性能同步注漿改性劑使得同步注漿漿液能夠及時提供強度、密實填充盾尾空隙。該同步注漿改性劑是由幾種綠色無害的成分組成，在改善同步注漿質量的同時，不會對盾構施工周邊環(huán)境造成污染。

技術領域

本發(fā)明涉及泥水平衡盾構施工材料領域，具體涉及一種盾構高性能同步注漿改性劑及其制備方法與應用。

背景技術

泥水盾構掘進時，管片和周圍土體之間會有一定的空隙，此時為了抑制周圍土體變形和控制地面沉降，需要向盾構機盾尾空隙內不間斷地注入一種能夠在規(guī)定時間內提供一定強度的注漿材料，起到充填支撐作用，即為盾構同步注漿。盾構同步注漿種類很多，但最為常用的是單液注漿，同步注漿的質量是保證盾構隧道安全、耐久的關鍵，但是由于地下水和地下其它不確定性因素的存在，使普通的同步注漿存在以下問題：①同步注漿漿液的和易性差，當流動性增大時，會出現(xiàn)離析現(xiàn)象，當流動性減小時，又不利于長距離泵送；②當?shù)叵滤S富時，同步注漿漿液極易稀釋，漿液被地下水沖散導致水泥及細微成分大量流失，實際注漿質量達不到預期效果；③漿液硬化后體積收縮率大，使得盾尾空隙不能完全填充；④在寒冷條件下，同步注漿施作后易發(fā)生凍融破壞。

現(xiàn)有技術中的注漿材料一般是通過加入體積膨脹劑來消除漿液硬化后所帶來的體積收縮率大，使得盾尾孔隙無法完全填充的問題。摻用膨脹劑后，對注漿漿料的攪拌、注漿等都有嚴格的要求，攪拌不均勻時，會造成硬化后的漿液變形不均勻導致開裂加劇。同時，在注漿漿液中加入膨脹劑后，還會出現(xiàn)漿液硬化后支撐強度下降的問題。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種盾構高性能同步注漿改性劑及其制備方法與應用。該注漿改性劑可以改善同步注漿漿液的和易性、抗稀釋性和抗沖散性，減小同步注漿的體積收縮率，使同步注漿在零度以下的溫度條件下仍能施作。該高性能同步注漿改性劑使得同步注漿漿液能夠及時提供強度，并密實填充盾尾空隙。此外，該同步注漿改性劑是由幾種綠色無害的成分組成，在改善同步注漿質量的同時，不會對盾構施工周邊環(huán)境造成污染。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明的技術方案為：

一種盾構高性能同步注漿改性劑，由以下組分組成：減水劑1-1.5％，增稠劑3-4％，防凍劑0.5-1.0％，余量為水；

所述減水劑為HSB脂肪族高效減水劑；

所述增稠劑由膨潤土和羥丙基甲基纖維素組成，膨潤土和羥丙基甲基纖維素的質量比為1:0.8-1.2。

HSB脂肪族高效減水劑，是一種綠色高效減水劑，摻量1％-2％即可減水15％-20％，加入減水劑可改善同步注漿漿液的和易性，減少離析。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，該減水劑可有效減小同步注漿漿液的體積收縮率，使?jié){液硬化后仍能具有較好的填充性。

所述增稠劑中的膨潤土能使同步注漿漿液具有較好的固結性能，且膨潤土吸水后能提高漿液粘度，提高漿液的保水性；羥丙基甲基纖維素能夠使同步注漿漿液的粘稠度提高，達到保水增稠的效果，進一步起到抗水分散的作用。當膨潤土和羥丙基甲基纖維素按照質量比例大約為1:1進行復配時，能夠有效地起到抗地下水分散的作用，并且還不會影響同步注漿漿液的和易性和強度等性能。

在改性劑中加入防凍劑，能使同步注漿漿液在負溫下硬化，使注漿材料避免發(fā)生凍融破壞。

優(yōu)選的，所述盾構高性能同步注漿改性劑，由以下組分組成：減水劑1-1.3％，增稠劑3-3.5％，防凍劑0.5-0.7％，余量為水。