[發明專利]基于盾構棄渣的巖溶地層注漿材料及其制備和注漿工藝

在審

• 申請號: 202210161423.6
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114436594A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 馮光福;鐘有信;趙喜斌;郭松濤;朱鑫磊;紀學斌;張世榮;左龍;陽軍生;張聰;彭雨楊;楊磊;楊喜鋒
• 申請（專利權）人: 南寧軌道交通集團有限責任公司;中鐵隧道股份有限公司;廣西南寧機場綜合交通樞紐建設有限公司;中南大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/16;E21D9/06
• 代理公司: 長沙伊柏專利代理事務所(普通合伙) 43265
• 代理人: 羅莎

本發明公開了一種基于盾構棄渣的巖溶地層注漿材料及其制備和注漿工藝，水泥、盾構棄渣和水按質量配比1：0.3～0.4：1～1.5可制成盾構棄渣?水泥漿，盾構棄渣?水泥漿液再加入膨脹劑、速凝劑制成巖溶地層注漿材料。本發明還提供了該巖溶地層注漿材料的制備工藝，通過將盾構棄渣制成棄渣漿液，然后按配比加入水泥和水制得盾構棄渣?水泥漿液，再根據需要加入膨脹劑、速凝劑，可以制得巖溶地層注漿材料；同時本發明還提供了該注漿材料對應的注漿工藝，根據探測的不同的地層特性選擇合適的注漿材料和注漿方式。本發明可將現場盾構棄渣進行合理資源化利用，注漿材料綠色環保，且可根據不同地層特征對注漿材料進行動態調整，為巖溶地層注漿提供新的選擇。

技術領域

本發明涉及盾構巖溶注漿領域，具體提供了一種基于盾構棄渣的巖溶地層注漿材料及其制備和注漿工藝。

背景技術

隨著我國地下工程的高速發展，盾構穿越巖溶區的施工實例逐漸增多，盾構機在掘進過程中，會產生大量渣土，而由于盾構渣土含有大量的水和表面活性劑，流動性大，必須經過無害化處理后進入政府指定消納場，如果直接外運，不僅會增加成本，還會遺灑于道路，產生大量泥塊及揚塵，污染很大，盾構渣土問題處理不當，極易造成環境污染；如果盾構廢渣全部進行標準無害化處理則會導致成本高昂。

另外一方面，巖溶區盾構施工實踐表明，由于巖溶的隱蔽性與不確定性，盾構掘進中極易引發盾構機載頭與沉陷、掘進面突水突泥、地表沉降差異過大等工程事故，甚至帶來較大經濟損失和人員傷亡，因此進行巖溶區進行注漿加固成為盾構前的必需步驟，然而巖溶區地層特性一般都較為隱蔽和復雜，選擇合適的注漿材料和注漿工藝就顯得更加關鍵。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于盾構棄渣的巖溶地層注漿材料及其制備和注漿工藝，一方面可以將盾構廢渣進行資源化利用，將盾構廢渣作為原材料添加到巖溶地層注漿材料中；另一方面，根據基于盾構廢渣制備得到的巖溶地層注漿材料特性和巖溶區地層特性，對應選擇合適的注漿工藝進行巖溶區的注漿加固，可同時解決盾構廢雜的處理問題和巖溶區的注漿加固問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于盾構棄渣的巖溶地層注漿材料，所述巖溶地層注漿材料由水泥、盾構棄渣、水、速凝劑和膨脹劑組合而成，所述水泥、盾構棄渣和水按質量配比1：0.3～0.4：1～1.5混合制成盾構棄渣-水泥漿，所述盾構棄渣-水泥漿液與膨脹劑、速凝劑按質量配比1：0.0025～0.005：0.0025～0.005混合制成巖溶地層注漿材料。

作為優選，所述水泥為42.5#普通硅酸鹽水泥。

作為優選，所述膨脹劑為明礬石膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑、氧化鈣膨脹劑中的一種，所述速凝劑為偏鋁酸鹽。

基于一個總的發明構思，本發明還提供了基于盾構棄渣的巖溶地層注漿材料的制備工藝，包括如下步驟：

S1、對盾構棄渣進行除雜，篩選去除棄渣中的垃圾和石子；

S2、將步驟S1中除雜后的盾構棄渣和水按質量比1:2～4加入高速制漿機中攪拌，形成棄渣原漿液A；

S3、將步驟S2制得的棄渣原漿液轉入沉淀池，沉淀0.5～1h，取上層漿液為棄渣漿液B；

S4、將步驟S3中的棄渣廢液B轉入攪拌制漿機C中，按質量配比補充加入水泥和水，攪拌制得盾構棄渣-水泥漿液；

S5、將步驟S4中的棄渣-水泥漿液轉入攪拌制漿機D中，按質量配比補充加入膨脹劑和速凝劑，攪拌制得巖溶地層注漿材料。

作為優選，所述步驟S2中攪拌速度為1500～1800r/min。

作為優選，所述步驟S4、S5中攪拌速度為1000～1500r/min。

基于一個總的發明構思，本發明還提供了基于盾構棄渣的巖溶地層注漿材料的注漿工藝，包括如下步驟：