[發明專利]一種土壓平衡盾構用通用型渣土改良劑及渣土改良方法

在審

• 申請號: 202110359948.6
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113105897A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 王國義;房師濤;石卓矗;李峰;張雯
• 申請（專利權）人: 中電建鐵路建設投資集團有限公司;中電建成都建設投資有限公司
• 主分類號: C09K17/18
• 分類號: C09K17/18;E21D9/06;C09K103/00
• 代理公司: 成都拓荒者知識產權代理有限公司 51254
• 代理人: 鄒廣春

本發明公開了一種土壓平衡盾構用通用型渣土改良劑及改良方法，改良劑由高分子量的陰離子聚丙烯酰胺、低分子量的聚丙烯酸納和水混合而成渣土改良劑原液；其中：陰離子聚丙烯酰胺的分子量為1000萬～1600萬，聚丙烯酸納的分子量為3000～5000。本發明渣土改良劑稀釋為低濃度水溶液注入到刀盤前方和/或土艙內，經改良的流塑性渣土不會被外部水稀釋，內部水也不容易流失，渣土顆粒間不容易粘結。渣土改良系統采用變頻控制，加入的量與濃度可實時控制，改良后的渣土即不容易噴涌、也不容易結泥餅，同時渣土改良成本低，值得全國范圍推廣應用。

技術領域

本發明涉及土壓平衡盾構渣土改良，特別涉及一種土壓平衡盾構用通用型渣土改良劑及渣土改良方法。

背景技術

盾構法憑借其安全、可靠、快速、經濟、環保等優勢廣泛應用于各大城市地鐵。土壓平衡盾構越來越多地應用于城市地鐵隧道施工。

土壓平衡盾構渣土改良在盾構施工中占有十分重要的地位。現在渣土改良材料主要有泡沫、膨潤土泥漿、聚合物水溶液和水等。泡沫由于發泡率高、潤滑性好、成本低、操作方便等多種優勢在土壓平衡盾構渣土改良中占有重要地位，廣泛應用于淤泥質地層、泥巖地層、砂層和砂卵石地層等各種巖土地層中。

現今一般選用兩種渣土改良材料進行綜合渣土改良，如砂卵石地層選用泡沫和膨潤土泥漿，泥巖地層選用泡沫和水，含水豐富的砂層選用泡沫和聚合物水溶液等。但在盾構實際施工中經常發生結泥餅或噴涌的情況，噴涌后加了聚合物也會出現結泥餅的情況，結泥餅后采用分散劑也很難將泥餅泡開。

由于市場上的盾構專用聚合物、分散劑成本較高，盾構項目施工時只是出現問題時再使用，導致土壓平衡盾構施工結泥餅或噴涌的現象經常發生。現急需找到一種成本低、通用型的渣土改良劑，通過在盾構掘進過程中注入，即不會結泥餅，也不會噴涌，還能提高施工進度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種土壓平衡盾構用通用型渣土改良劑及渣土改良方法。除采用泡沫改良外，通過不同位置注入低濃度的聚丙烯酰胺和聚丙烯酸納的水溶液，綜合改良渣土，使渣土達到外部水無法侵入、內部水不容易流失、顆粒間不容易粘結、渣水不容易分離(即不容易結泥餅也不容易噴涌)的流塑狀態。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種土壓平衡盾構用通用型渣土改良劑，由高分子量的陰離子聚丙烯酰胺、低分子量的聚丙烯酸納和水混合而成渣土改良劑原液；其中：陰離子聚丙烯酰胺的分子量為1000萬～1600萬，聚丙烯酸納的分子量為3000～5000。

作為優選方式，不同地層采用不同的陰離子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸納和水配合比制成渣土改良劑。

作為優選方式，通用型渣土改良劑原液配合比如下：地層包括砂卵石、砂、泥巖以及粘土地層；

砂卵石地層，1600萬分子量陰離子聚丙烯酰胺：5000分子量聚丙烯酸納：水的質量比例為5:2:1000；

砂層：陰離子聚丙烯酰胺：聚丙烯酸納：水的質量比例為5:2:1000；

泥巖地層：陰離子聚丙烯酰胺：聚丙烯酸納：水的質量比例為4:4:1000；

粘土地層：陰離子聚丙烯酰胺：聚丙烯酸納：水的質量比例為4:5:1000。

作為優選方式，通用型渣土改良劑原液配合比如下：地層包括砂卵石、砂、泥巖以及粘土地層；

砂卵石地層，1400萬分子量陰離子聚丙烯酰胺：4000分子量聚丙烯酸納：水的質量比例為6:3:1000；

砂層：陰離子聚丙烯酰胺：聚丙烯酸納：水的質量比例為6:3:1000；

泥巖地層：陰離子聚丙烯酰胺：聚丙烯酸納：水的質量比例為5:5:1000；