[發明專利]一種高性能盾構隧道同步注漿材料配合比的設計方法

在審

• 申請號: 202110368108.6
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112943274A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 劉映晶;盛林皓;閔加正;施鳳根;潘定科;吳鋒;晁春峰;朱漢華
• 申請（專利權）人: 中天建設集團有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明公開了一種高性能盾構隧道同步注漿材料配合比的設計方法，屬于注漿材料技術領域，該方法包括：步驟(1)，基于注漿材料正交試驗，建立漿材性能與配合比參數的預測模型；步驟(2)，根據實際注漿工程需求的漿材性能經驗范圍值和預測模型，反推漿材的基準配合比；步驟(3)，在步驟(2)中的漿材中添加相應外加劑，得到達到預設漿材效果的漿液配合比；步驟(4)，利用步驟(3)中得到的漿材配合比進行現場注漿試驗，根據注漿試驗結果調整漿材配合比。該方法解決了注漿材料配合比設計中存在的盲目性，漿液性能不能與注漿工程要求相匹配的問題，適用于填充施工間隙的注漿工程，尤其是盾構隧道同步注漿工程。

技術領域

本發明屬于注漿材料技術領域，具體涉及一種高性能盾構隧道同步注漿材料配合比的設計方法。

背景技術

城市規模的不斷擴張與道路交通擁擠程度的明顯增加，帶動城市地鐵的不斷開發與建設。在城市地鐵的修建中，由于盾構開挖的高效性、安全性、施工對周圍環境的影響較小等優點，盾構法施工已成為城市地鐵修建的主要方法。由于盾構法開挖隧道存在超挖的現象，導致隧道管片與隧道實際開挖面之間存在一定體積的環狀空隙，需要依靠注漿來填充隧道間隙，注入的漿液將代替超挖土體，在隧道管片外圍形成一道襯砌，達到加固地層、止水防滲以及促使管片受力均勻的目的。

由于注漿對隧道施工安全的重要性，國內外學者和專家對注漿漿材配合比優化展開了相關研究，針對不同地層的實際注漿工程提出了各自的注漿材料配合比，解決了實際工程存在的一些問題。但他們優化漿材配合比時的試驗方法不夠系統化，試驗方法重復性強，浪費大量時間和材料。優化后的漿材在注漿工程中依然存在初凝時間不能適應實際工程，漿材堵塞注漿泵和注漿管道，隧道空隙填充不完整的情況。總體來說，現有的注漿材料配合比方法主要是通過反復試驗操作，依然存在一定的盲目性，不能及時根據隧道施工工程地質情況快速做出漿材配合比的調整，無法通過室內試驗快速定出基準配合比，或者給出的漿材配合比不能滿足工程需要。故盾構隧道同步注漿的配合比設計方法急需完善，希望通過快速、便捷、準確的方法快速定出配合比。

綜上所述，現有的注漿漿材研究方法不夠系統化，試驗操作重復性強，存在盲目性，優化后的漿材與實際注漿工程需求不能完好地契合，急需更加準確、便捷的注漿漿材配合比的設計方法，對于給定的盾構同步注漿工程快速確定高性能注漿材料配合比，提高配合比優化效率和優化效果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于解決現有注漿材料配合比優化過程中存在的技術問題，提供了一種簡單而高效的盾構隧道同步注漿漿材配合比的設計方法。

為了達到上述目的，本發明特采用了以下技術方案：一種高性能盾構隧道同步注漿材料配合比的設計方法，該方法適用于盾構隧道填充盾殼與管片間隙的注漿工程，尤其是盾構隧道同步注漿工程，該方法可以包括以下步驟：

步驟(1)，基于注漿材料配合比變量來設計注漿漿材的正交試驗，以建立漿材的稠度、流動度、泌水率、抗壓強度、凝結時間的預測模型；

步驟(2)，根據實際同步注漿工程需求的漿材性能經驗范圍值和所述預測模型，反推漿材中水泥、粉煤灰、河砂、水和膨潤土的初始配合比；

步驟(3)，在步驟(2)中的漿材中添加相應外加劑，設定漿材的外加劑試驗組，對比分析試驗組結果，確保漿材的各性能達到工程預定漿液注漿要求，從而得到漿液配合比；

步驟(4)，利用步驟(3)中得到的漿材配合比進行現場注漿試驗，根據注漿試驗結果綜合評價漿材是否滿足工程要求，若滿足工程要求，能達到填充地層的效果，則可確定最終同步注漿漿材配合比；若不滿足工程要求，則調整相應漿材性能值繼續反推漿液配合比或改變外加劑配比，重復步驟(2)-(4)，直到滿足工程要求，獲得最終同步注漿漿材配合比。

進一步地，所述預測模型為：