[發明專利]一種泥水盾構氣壓開倉保壓材料

有效

• 申請號: 201710736954.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107461202B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 李樹忱;王鵬程;趙世森;耿哲;陳健;梁娜;王運明;趙國棟;萬澤恩
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明公開了一種泥水盾構氣壓開倉保壓材料，由A組份和B組份構成，所述A組份由質量分數98.5～99.8％的納米硅膠溶液、質量分數0.1～0.5％的增塑劑以及質量分數0.1～1％的穩定劑組成，B組份由質量分數90～97％的氯離子的溶液以及質量分數3～10％的高分子分散劑組成，其中，A組份中的二氧化硅與B組份中的氯離子的摩爾比不低于25:1。本發明提供的泥水盾構氣壓開倉保壓材料摻入泥漿經反應后使的泥漿稠度上升，泥漿掛壁性提高；形成泥膜的內聚力提高，具有更好的氣密性，保證了特殊地段帶壓進倉過程開挖面的穩定性。

技術領域

本發明涉及隧道施工材料及技術領域，特別的涉及一種泥水盾構氣壓開倉保壓材料及其施工方法。

背景技術

隨著我國經濟建設的迅猛發展與綜合國力的增強，城市規模不斷的增大，城市人口流量增加，機動車輛呈現卒年上漲的趨勢，交通狀況不斷惡化。為了改善交通環境，采取了各種措施，其中興建地鐵得到了普遍認可，由于在城市中修建地下鐵道，其施工方法手段地面建筑物、道路、城市交通、水文地質、環境保護、施工機具意見資金條件等因素的影響較大。通常地鐵施工方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法等。

明挖法是指挖開地面，由上向下開挖土石方至設計標高后，自基底由下向上順作施工，完成隧道主體結構，最后回填基坑或恢復地面的施工方法。其優點是施工技術簡單、快速、經濟。但是該方法缺點明顯，例如阻斷交通時間較長，噪聲與震動等對環境的影響較大等。

蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。蓋挖法能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降，有利于保護臨近建筑物和構筑物。然而蓋挖法施工時，混凝土內襯的水平施工縫的處理較困難。

暗挖法是指在特定條件下，不挖開地面，全部在地下進行開挖和修筑襯砌結構的隧道施工法。暗挖法主要包括鉆爆法、盾構法、掘進機發、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。其中，盾構法具有以下優點：出豎井施工外，施工作業均在地下進行，既不影響地面交通，又可檢索對附近居民的噪聲和振動影響；盾構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環進行，施工易于管理；土方量少；穿越河道時不影響航運；施工不受風雨等氣候條件的影響；在地質條件差、地下水位稿的地方建設埋深較大的隧道有較高的技術經濟的優越性。

大直徑泥水盾構法是新興的城市地鐵隧道施工方法，盾構施工中依靠刀具切削巖石和土體，會出現刀具磨損與刀盤中心結泥餅現象，往往需要施工人員進入工作倉進行帶壓進倉作業。氣壓進倉原理是：利用空氣壓縮機產生的壓縮空氣注入工作倉代替泥水壓力，在工作倉內建立合理的氣壓來平衡刀盤前方水、土壓力，達到穩定掌子面和防止地下水滲入的目的。氣壓建倉需要保證周圍地層的氣密性，對于普通地段可采用地面預加固的方法使地層穩定性提升，但是特殊地段，如江底段，不能采用地表加固的方法。砂礫石地層自身氣密性差，在此地層中進行開倉工作，氣壓難以穩定，帶壓進倉工作難以進行。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種泥水盾構氣壓開倉保壓材料，能夠保證特殊地段帶壓進倉過程開挖面的穩定性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種泥水盾構氣壓開倉保壓材料，由A組份和B組份構成，所述A組份由質量分數98.5～99.8％的納米硅膠溶液、質量分數0.1～0.5％的增塑劑以及質量分數0.1～1％的穩定劑組成，B組份由質量分數90～97％的氯離子溶液以及質量分數3～10％的高分子分散劑組成，其中，A組份中的二氧化硅與B組份中的氯離子的摩爾比不低于25:1。

本發明中將飽和納米硅膠溶液與含有氯離子的溶液混合加入至泥漿中時，氯離子能夠催化納米硅膠溶液發生膠凝反應，使泥漿變成凝膠狀，從而使泥漿的具有保壓性能。且本申請發明人發現，當二氧化硅與氯離子的摩爾比低于25:1時，即二氧化硅的含量低、氯離子含量高，會使泥漿不穩定，出現析出沉淀的現象，從而不能使泥漿產生保壓效果。