[發明專利]抗堵抗浮的盾構隧道同步注漿用注漿料

在審

• 申請號: 202010928648.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111995355A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王士民;王祥;陳俊;王先明;何曉勇;林志宇;蹇蘊奇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;貴陽軌道交通三號線一期工程建設管理有限公司
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;E21D11/10;C04B111/70
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

本發明公開了一種抗堵抗浮的盾構隧道同步注漿用注漿料，其組分為水、水泥、水玻璃和緩凝劑，其特征在于：所述的水泥為42.5級硅酸鹽水泥；水玻璃為波美度為30°?40°，模數為3.1?3.3的硅酸鈉水溶液，緩凝劑為純度≥99.0％、PH值為4.0?4.5，澄清度≤3的磷酸二氫銨晶體。該注漿料既具有良好的抗浮性能，能較快的膠凝并消除管片受到的浮力，滿足盾構隧道抗浮的要求；又具有良好的抗堵性能，漿料不會在注漿管內膠凝、引起注漿管堵塞，其施工效率高；同時，以其注漿形成的結石強度大，使得盾構隧道結構更穩固、可靠。

技術領域

本發明涉及一種盾構隧道同步注漿用的注漿材料。

技術背景

在隧道建設工程中，盾構工法因其高效、安全、環保、對地面交通影響小等優點得到了廣泛運用。在盾構隧道的掘進過程中，管片在盾構機的盾尾，拼接形成管片環，隨著盾構機的推進，管片環會脫離盾尾進入土體；由于盾構機的開挖直徑大于管片環的外徑，脫離盾尾的管片(環)和土體之間會出現環狀的厚度達10-18cm的盾構間隙；需要在盾構機推進過程中，不間斷地從盾尾直接向后壁注漿，以填充盾構間隙。盾構機的推進速度與注漿速度要匹配，推進一環就必須同時完成一環的注漿，故叫同步注漿。盾構同步注漿的目的是為了盡快填充環形間隙，使管片與管片外的隧道土層緊密結合，以保證盾構隧道的結構穩固、可靠。同步注漿的漿液若不能及時形成物理膠凝，漿料會下沉，管片上方出現大的空閑空間，而管片下方漿料集中、擠壓，產生上浮力，使管片形成的盾構襯砌結構較長時間受到上浮力的作用，處于上浮狀態。進而引起隧道結構軸向偏離設計位置，引發管片錯臺、滲水等問題。

現有的盾構隧道同步注漿材料主要分為兩大類，單液型漿料和雙液型漿料。單液漿料以水泥作為主要的膠凝材料，還包含河砂、膨潤土等材料，其凝結時間通常較長；雖然可以通過外摻速凝劑來縮短膠凝時間，但其作用有限，漿料的物理膠凝時間通常不能縮短至隧道同步注漿的抗浮要求的時間(30分鐘)內，會導致盾構襯砌結構上浮的問題；且一味增加速凝劑摻量，還會引起膠凝形成的結石體后期強度不足的問題。雙液漿料主要是水泥-水玻璃雙液漿料，其物理膠凝時間能滿足隧道同步注漿抗浮的要求，在管片脫出盾尾后，未發生上浮之前，能消除漿液產生的浮力；但其化學膠凝時間過短，可以短至十幾秒，容易引起注漿管的堵塞，進而需要停機清理注漿管、導致施工效率低，注漿不連續、注漿質量差。且其后期形成的結石強度不夠高，嚴重制約了水泥-水玻璃雙液漿在實際工程中的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗堵抗浮的盾構隧道同步注漿用注漿料，該注漿料既具有良好的抗浮性能，能較快的形成物理膠凝，在管片上浮前，消除管片受到的浮力，滿足盾構隧道抗浮的要求；又具有良好的抗堵性能，漿料不會在流出注漿管前形成化學膠凝、避免了注漿管的堵塞，其施工效率高；同時，以其注漿形成的結石強度大，使得盾構隧道結構更穩固、可靠。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，一種抗堵抗浮的盾構隧道同步注漿用注漿料，其組分為水、水泥、水玻璃和緩凝劑，其特征在于：所述的水泥為42.5級硅酸鹽水泥；水玻璃為波美度為30°-40°，模數為3.1-3.3的硅酸鈉水溶液，緩凝劑為純度≥99.0％、PH值為4.0-4.5，澄清度≤3的磷酸二氫銨晶體。

進一步，本發明的各組分的質量配比為：水551-725份、水泥243-470份、水玻璃125-461份、緩凝劑的質量為水泥質量的0.75％-1％。

本發明的注漿料的配制和使用方法如下：

需要同步注漿時，按所述配比量取各組分。然后將水泥投入水中，攪拌均勻；再投入緩凝劑、并攪拌均勻，得漿液一。最后將漿液一倒入水玻璃中并拌勻，即得注漿料。隨即在盾構隧道的管片安裝過程需要同步注漿時，用該注漿料進行注漿即可。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：