[發明專利]具有防止流失的新型盾構盾尾壁后注漿液

有效

• 申請號: 201810028194.4
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108166983B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 鐘小春;周毅;李紀輝;韓慧軍;賈廣武;俞豐平;董宇
• 申請（專利權）人: 河海大學;東莞市明潔隧道建設材料有限公司;南京荊慧孚工程咨詢有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;C04B28/00
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本發明是一種具有防止流失的新型盾構盾尾壁后注漿液，包括水泥砂漿和外摻加劑，水泥砂漿經水泥、粉煤灰、膨潤土、砂和自來水混合攪拌后制成；外摻加劑包括A料和B液，A料為膨潤土、有機白土和氧化鋁，B液為水玻璃或小陽離子季銨鹽，水泥砂漿攪拌過程中摻入A料并攪拌均勻，通過泵送和漿車運輸將摻入A料的水泥砂漿運輸至盾尾，并泵入盾尾注漿罐，在罐中與B液攪拌混合得到水泥砂漿，經注漿泵泵入盾尾空隙中。優點：新型盾尾壁后注漿液不易被水稀釋，能及時充填盾尾空隙，也不易流失到盾構開挖面的壓力艙中，確保漿液對盾尾空隙填充效果。解決風化巖地層中盾構掘進過程中盾尾漿液沿著盾殼與圍巖的狹小間隙竄漿到開挖面壓力艙中的施工難題。

技術領域

本發明涉及一種具有防止流失的新型盾構盾尾壁后注漿液，屬于地下工程施工技術領域。

背景技術

由于我國幅員遼闊，盾構隧道施工遇到了各種各樣的地質條件，從長江三角洲上海的軟土地基到長江上游成都的卵石、風化巖地基，再到珠三角的軟土、淺埋的風化巖形成的上軟下硬地層。特別是在風化巖地層，由于地層本身具有較好的穩定性，盾構機刀盤直徑略大于盾殼直徑形成的盾殼與地層的間隙短時間內無法自動閉合，盾尾注入的漿液很容易發生沿著該間隙發生竄漿流失到開挖面壓力艙中，導致盾尾空隙無法完全填充，甚至出現盾尾空隙中大量的地下水沿著該間隙流到壓力艙內，過多的地下水聚集在壓力艙中導致螺旋排土器發生噴涌，壓力艙壓力無法保持等嚴重的安全事故。目前工程單位通常采取以下措施來對付盾構在圍巖中掘進出現的以上問題：1)在盾尾后方隧道內，每隔5-10環沿管片環徑向進行注水玻璃雙液漿止水環進行封堵；2）同步注漿注入一半，然后在盾尾后方隧道內進行補漿。以上辦法只能治標不能治本，由于不能有效開展同步注漿，盾尾管片拼裝質量存在較大的問題，管片上浮、錯臺、開裂等問題比比皆是，對我國地鐵隧道“百年大計”工程的長期運營安全和維護埋下了安全隱患。

發明內容

本發明提出的是一種具有防止流失的新型盾構盾尾壁后注漿液，旨在解決長期困擾我國盾構在穩定性地層中掘進遇到盾尾空隙注漿液竄漿流失、管片上浮、管片錯臺、開裂等質量問題。采取在盾構盾尾注漿拌漿、運輸和泵送過程中的不同位置分別摻入A料和B液的方法，將通常情況下較稀、流動性較大的常用漿液改良成具有較高稠度的漿液，注入盾尾空隙后在常用的0.2-0.3MPa壓力的作用下不會竄漿流失到開挖面壓力艙中，從而達到注漿填充滿盾尾空隙的目的，也能及時封堵盾尾空隙后方來水，避免螺旋排土器噴涌發生。

本發明的技術解決方案：具有防止流失的新型盾構盾尾壁后注漿液，包括普通的水泥砂漿和外摻加劑，所述的水泥砂漿包括水泥、粉煤灰、膨潤土、砂和自來水，混合攪拌制成；所述的外摻加劑包括A料和B液，A料包括膨潤土、有機白土和氧化鋁，B液為水玻璃或小陽離子季銨鹽，普通水泥砂漿攪拌過程中摻入A料并攪拌均勻，通過泵送和漿車的運輸將摻入A料的水泥砂漿運輸至盾尾，并泵入盾尾注漿罐，在罐中與B液攪拌混合即得到具有較高粘度的水泥砂漿，通過注漿泵泵入盾尾空隙中。

本發明還存在一種離子交換的作用，通過摻入氧化鋁的改性鈣基膨潤土，摻入堿性水玻璃后，水玻璃的主要成分為Na₂SiO₃中Na⁺離子置換改性膨潤土中的Ca²⁺，Al³⁺，從而形成CaSiO₃凝膠，增加了泥漿顆粒之間粘結，大幅度提高壁后注漿液的稠度和粘度。

本發明的有益效果：

1）通過摻入一定量的外摻劑，改良成具有較高稠度的漿液，該漿液能夠按照盾構機掘進流程進行同步注漿，并確保填充滿盾尾空隙不發生竄漿流失。

2）根據目前的拌漿、運輸設備流程采用了對兩次投入的方式，即在地面拌漿時投入A料，漿液在泵送到盾尾注漿罐的過程中進行B液混合，漿液快速達到較高粘稠度的狀態，這樣摻入順序保證了在不需要加強相關設備，可以降低相關設備費用和改造的時間。

具體實施方式