触变泥浆及其制备方法

文档序号:1907953阅读:5608来源:国知局
触变泥浆及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种触变泥浆及其制备方法,旨在解决制备一种具有良好的胶体性能、触变性能和分散性能的触变泥浆的技术问题。本发明触变泥浆,以重量百分比计,其制备原料包括:钠基膨润土4~9%、纯碱0.2~0.4%、羧甲基纤维素钠CMC0.05~0.15%、聚丙烯酰胺PHP0.1~0.3%、余量为水。该制备方法包括下列步骤:选取原材料;混合搅拌;循环膨化。本发明触变泥浆具有良好的胶体性能、触变性能和分散性能,各项性能指标都能够完全满足或优于顶管施工的性能要求,且适用效果良好、适用范围广泛,制备工艺简便易操作,且制备成本较低,能够进一步节约施工成本。
【专利说明】触变泥浆及其制备方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及顶管隧道施工【技术领域】,具体涉及一种触变泥浆及其制备方法。

【背景技术】
[0002] 随着国内地下工程的发展,目前地铁出入口人行通道和街道地下人行通道越来越 多的采用盾构顶管机进行施工,而且顶管隧道越来越长。如何减小顶管管节和地层之间的 摩擦力,成为长大顶管隧道施工的关键。为此在顶管隧道施工过程要注入触变泥浆,触变泥 浆在顶管施工过程中主要起到三个作用:①减阻作用,将顶进管道与土体之间的干摩擦转 换为液体摩擦,减小顶进的摩阻力;②填补作用,浆液填补施工时管道与土体之问产生的空 隙;③支撑作用,在注浆压力下,减小土体变形,使管洞变得稳定。因此,研究一种性能良好 的触变泥浆配比及制备方法,将对顶管隧道施工技术的发展起到重要的推动作用。


【发明内容】

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好的胶体性能、触变性能以及分散性 能的触变泥浆及其制备方法。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明触变泥浆,以重量百分比计,其制备原料包括:钠基 膨润土 4?9%、纯碱0. 2?0. 4%、羧甲基纤维素钠 CMC0. 05?0. 15%、聚丙烯酰胺ΡΗΡ0. 1? 0. 3%、余量为水。
[0005] 优选的,以重量百分比计,本发明触变泥浆的制备原料包括:钠基膨润土 6%、纯碱 0. 3%、羧甲基纤维素钠 CMC0. 1%、聚丙烯酰胺ΡΗΡ0. 2%、余量为水。
[0006] 优选的,所述钠基膨润土符合如下质量指标:粘度计600r/min读数> 35,虑矢量 彡10cm3, 75 μ m筛余彡3%质量分数。
[0007] 优选的,所述水为自来水,pH值为6. 8?7. 2。
[0008] 本发明触变泥浆的有益效果在于:采用上述原料配比配制得出的触变泥浆具有良 好的胶体性能、触变性能和分散性能,各项性能指标都能够完全满足或优于顶管施工的性 能要求,且适用效果良好、适用范围广泛。其胶体率> 98%,且成胶后不析水;高剪切低黏 度,低剪切高黏度,剪切稀释指数达6. 2以上;触变泥浆在PH6?10的范围内均可发挥增稠 作用;在2800r/min转速下,搅拌lOmin,即成均匀的泥浆胶体,陈放过夜后,泥浆胶体充分 膨胀,呈现较高的胶体黏度;具有良好的生物化学稳定性和热稳定性。
[0009] 本发明触变泥浆的制备方法包括下列步骤: (1) 按照上述原料配比选取原材料; (2) 先将4?9%的钠基膨润土加入搅拌桶内,在搅拌的过程加入45?47. 5%水,搅拌 均匀; (3) 再将剩余的水、纯碱、CMC、PHP加入到步骤(2)所得的泥浆中,搅拌均匀; (4) 最后将步骤(3)所得的泥浆通过泥浆泵输送至储浆池内,膨化24小时。
[0010] 在步骤(4)的膨化过程中,采用泥浆泵将泥浆进行循环。
[0011] 在步骤(4)中所述的泥浆循环过程通过泥浆搅拌循环系统实现,该系统包括第一 储浆池1、第二储浆池2、搅拌桶3和泥浆泵4,所述搅拌桶3通过泥浆输送管道6分别与所 述第一储浆池1、第二储浆池2相连通;所述第一储浆池1与第二储浆池2之间通过泥浆输 送管道7相连通;所述泥浆泵4设置于所述泥浆输送管道6和泥浆输送管道7的连通处;在 泥浆输送管道6与搅拌桶3、第一储浆池1、第二储浆池2的连通处分别设有球阀5 ;在泥浆 输送管道7与第一储浆池1、第二储浆池2的连通处也分别设有球阀5。
[0012] 步骤(3 )中配比混合后的泥浆在搅拌桶内进行搅拌均匀,然后经过泥浆泵,被输送 至第一储浆池和第二储浆池,在泥浆膨化过程中,该系统可实现第一储浆池和第二储浆池 内泥浆的相互循环,也能实现单个储浆池内泥浆的自循环。也可根据需要增加并排的多个 储浆池,同样的方法实现储浆池内的自循环和池间的相互循环。该循环过程可以使触变泥 浆膨化更均匀、得到的触变泥浆性能更好。
[0013] 本发明触变泥浆的制备方法的有益效果在于:工艺简单、易于操作;所用设备为 常规设备,市场易购置;制备过程中人工需求少,循环膨化过程中无需人员留守;制备成本 较低,能够进一步节约施工成本。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 图1为泥浆搅拌循环系统的结构示意图。
[0015] 其中,1为第一储浆池;2为第二储浆池;3为搅拌桶;4为泥浆泵;5为球阀;6、7为 泥浆输送管道。

【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例来说明本发明的【具体实施方式】,但以下实施例只是用来详 细说明本发明,并不以任何方式限制本发明的范围。
[0017] 实施例1 :一种触变泥浆,以重量百分比计,其制备原料包括:钠基膨润土 5. 5%、水 93. 9%、纯碱0. 27%、羧甲基纤维素钠 CMC0. 09%、聚丙烯酰胺ΡΗΡ0. 24%。所用钠基膨润土符 合如下质量指标:粘度计600r/min读数彡35,虑矢量彡10cm3, 75 μ m筛余;^ 3%质量分数。 所用水为自来水,pH值为6. 8?7. 2。
[0018] 按照实施例1所述配方制备触变泥浆的方法,包括下列步骤: (1) 按实施例1所述原料配比选取原材料; (2) 先将钠基膨润土加入搅拌桶内,在搅拌的过程加入45%水,搅拌均匀; (3) 在将剩余的水、纯碱、CMC、PHP加入到步骤(2)所得的泥浆中,搅拌均匀; (4) 最后将步骤(3)所得的泥浆通过泥浆泵输送至储浆池内,进行膨化24小时,在膨化 过程中,采用泥浆泵将泥浆进行循环。
[0019] 步骤(4)中所述的泥浆循环过程通过一种泥浆搅拌循环系统实现,所述泥浆搅拌 循环系统如图1所示,包括第一储浆池1、第二储浆池2、搅拌桶3、泥浆泵4,所述搅拌桶3 通过泥浆输送管道6分别与所述第一储浆池1、第二储浆池2相连通;所述第一储浆池1与 第二储浆池2之间通过泥浆输送管道7相连通;所述泥浆泵4设置于所述泥浆输送管道6 和泥浆输送管道7的连通处;在泥浆输送管道6与搅拌桶3、第一储浆池1、第二储浆池2的 连通处分别设有球阀5 ;在泥浆输送管道7与第一储浆池1、第二储浆池2的连通处也分别 设有球阀5。
[0020] 所述泥浆搅拌循环系统的工作方式如下:步骤(3)中配比混合后的泥浆在搅拌桶 3内搅拌均匀,再经过泥浆泵4,被输送至第一储浆池1和第二储浆池2,在泥浆进行膨化的 过程中,该系统可实现第一储浆池1和第二储浆池2内泥浆的相互循环,也能实现单个储浆 池内泥浆的自循环。也可根据需要增加并排的多个储浆池,同样的方法实现储浆池内的自 循环和池间的相互循环。
[0021] 实施例2 :-种触变泥浆,与实施例1的不同之处在于,以重量百分比计,其制备 原料包括:钠基膨润土 6. 5%、水92. 8%、纯碱0. 36%、羧甲基纤维素钠 CMC0. 11%、聚丙烯酰胺 ΡΗΡ0. 23%。
[0022] 实施例3 :-种触变泥浆,与实施例1的不同之处在于,以重量百分比计,其制备 原料包括:钠基膨润土 6%、水93. 4%、纯碱0. 3%、羧甲基纤维素钠 CMC0. 1%、聚丙烯酰胺 ΡΗΡ0. 2%。
[0023] 在以上实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明,均为常规仪器设备;所涉及的 工业原料如无特别说明,均为市售常规工业原料。
[0024] 按照实施例2、实施例3的配方,采用与实施例1相同的方法,制备触变泥浆,所得 的触变泥浆具有的性能指标如下表1所示。 i< 1 /r 'i< viE W >:s:j ? 11 ·] '4 ?·Μ I *! J f I ι !-- I rf il ·

【权利要求】
1. 一种触变泥楽,其特征在于,以重量百分比计,其制备原料包括:钠基膨润土 4?9% 、纯碱0. 2?0. 4%、羧甲基纤维素钠 CMCO. 05?0. 15%、聚丙烯酰胺PHPO. 1?0. 3%、余量为 水。
2. 根据权利要求1所述的触变泥浆,其特征在于,以重量百分比计,其制备原料包括: 钠基膨润土 6%、纯碱0. 3%、羧甲基纤维素钠 CMCO. 1%、聚丙烯酰胺ΡΗΡ0. 2%、余量为水。
3. 根据权利要求1所述的触变泥浆,其特征在于,所述钠基膨润土符合如下质量指标: 粘度计600r/min读数彡35,虑矢量彡10cm 3, 75 μ m筛余彡3%质量分数。
4. 根据权利要求1所述的触变泥浆,其特征在于,所述水为自来水,pH值为6. 8? 7. 2。
5. -种触变泥浆的制备方法,其特征在于,包括下列步骤: (1) 按照权利要求1所述的原料配比选取原材料; (2) 先将4?9%的钠基膨润土加入搅拌桶内,在搅拌的过程加入45?47. 5%水,搅拌 均匀; (3) 再将剩余的水、纯碱、CMC、PHP加入到步骤(2)所得的泥浆中,搅拌均匀; (4) 最后将步骤(3)所得的泥浆通过泥浆泵输送至储浆池内,膨化24小时。
6. 根据权利要求5所述的触变泥浆的制备方法,其特征在于,在步骤(4)的膨化过程 中,采用泥浆泵将泥浆进行循环。
7. 根据权利要求6所述的触变泥浆的制备方法,其特征在于,在步骤(4)中所述的泥浆 循环过程通过泥浆搅拌循环系统实现,该系统包括第一储浆池(1)、第二储浆池(2)、搅拌 桶(3 )和泥浆泵(4 ),所述搅拌桶(3 )通过泥浆输送管道(6 )分别与所述第一储浆池(1)、第 二储浆池(2 )相连通;所述第一储浆池(1)与第二储浆池(2)之间通过泥浆输送管道(7)相 连通;所述泥浆泵(4 )设置于所述泥浆输送管道(6 )和泥浆输送管道(7 )的连通处;在泥浆 输送管道(6)与搅拌桶(3)、第一储浆池 (1)、第二储浆池(2)的连通处分别设有球阀(5);在 泥浆输送管道(7)与第一储浆池(1)、第二储浆池(2)的连通处也分别设有球阀(5)。
【文档编号】C04B28/00GK104150822SQ201410349242
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】杨红军, 荣亮, 申会宇, 段树涛, 孙振川, 徐军哲, 贺楠, 刘明辉, 沈兆烨, 郑清君, 李锐 申请人:中铁隧道集团有限公司, 中铁隧道股份有限公司
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