本发明涉及地铁盾构技术领域，特别涉及地铁盾构同步注浆用稳塑剂及其制备方法与应用。
背景技术：
目前国内共有47个城市规划了总数超过300条的城市轨道交通线路，总里程超过10,000公里。根据报告研究称：“预计至2020年，全国将超过30个以上的城市拥有地铁或轻轨。而2020年，将有40个城市建设地铁，总规划里程达7000公里，是目前总里程的4.3倍”，并且超过90％城市轨道交通采用盾构施工。在地铁建设中，随着盾构的推进，在管片和土体之间会出现建筑间隙，建筑间隙的及时充分充填是减少地表沉降的关键环节。为填充这些间隙，就要在盾构机推进过程中，保持一定压力(综合考虑注入量)不间断地从盾尾直接向壁后注浆，当盾构机推进结束时，停止注浆。盾构施工方法必然需要大量同步注浆材料，按0.8万方/公里,即大约需要5000万方同步注浆浆液。
目前稳塑剂代替钠基膨润土应用到地铁盾构注浆料的研究还没有相关的报道。现在更多研究偏向于盾构注浆料配方的研究，但是所有的配方中都要加入几十公斤的钠基膨润土(一方注浆料一般要加入80kg钠基膨润土)。但是如这些注浆料使用钠基膨润土，地铁方面就需要钠基膨润土500多万吨，如此大规模的使用，必将导致其枯竭，并且导致生态环境的破坏。钠基膨润土本身储量就比较少，而且还被大量的应用于其他领域，并且钠基膨润土受到地域的限制，大多在城市轨道交通建设密集的地方并没有钠基膨润土的资源，这也必将增加建设单位的建设成本。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种地铁盾构同步注浆用稳塑剂的制备方法及其制备的稳塑剂，其技术方案如下：
一种地铁盾构同步注浆用稳塑剂的制备方法，先将天然钙基膨润土研磨粉碎至粒度为0.08mm的颗粒含量不低于95％后，加入到含环氧化乙烯的醇钠溶液中并置于30～50℃的水浴中搅拌反应，反应完成后，过滤分离，所得滤饼经干燥、气流粉碎，得到稳塑剂，所述稳塑剂的组分为：有机改性钠基膨润土及附着在膨润土上的环氧化乙烯粉末。其中，天然钙基膨润土干基质量与环氧化乙烯干基质量之比为1000:0.3～1000:1。
其中，所述含环氧化乙烯的醇钠溶液浓度为0.1～1mol/l。
其中，搅拌反应的时间为5～10min。
其中，滤饼干燥的温度为60～100℃。
其中，滤饼经干燥后，气流粉碎至粒度为0.1-1.0μm。
本发明还提供了一种稳塑剂在地铁盾构同步注浆中的应用，其方案为：首先将所述稳塑剂与粉煤灰、河沙、水泥或消石灰相混合，利用所述稳塑剂的悬浮作用带动粉煤灰、水泥或消石灰、河沙一起抗分层，混水后得到性能稳定的注浆液，然后直接应用于地铁盾构施工注浆过程中。
其中，所述稳塑剂在注浆液中的添加量为注浆液干基质量的2～5‰。
其中，所述粉煤灰为ⅱ级，所述河砂为细度模数2.1～2.5的中细砂，所述水泥为p·ⅱ42.5级；或者所述粉煤灰为ⅱ级，所述河砂为细度模数2.1～2.5的中细砂，所述消石灰为一等品。
通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1)通过对膨润土进行粉碎、有机化钠化反应、烘干、气流粉碎、复配生产出比钠基膨润土具有更高分散性和活性的稳塑剂；
2)通过优化的气流粉碎工艺将稳塑剂颗粒进行粉碎，使稳塑剂基本处于亚微米至纳米级，且粒径分布较均匀，使其在同步注浆中同样的掺量可以达到普通钠基膨润几十倍的效果；
3)通过生产过程中添加适量聚氧化乙烯等多种有机物和钠离子置换进行改性，最终获得的产品具有粘度高、活性强等特点；
4)在同步注浆中使用稳塑剂完全不需要再添加钠基膨润土等辅助材料即可超过目前同步注浆的和易性、稳定性，大大降低注浆材料的用量，降低地铁的建设成本，且节能环保。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
地铁盾构同步注浆用稳塑剂的制备方法，先将天然钙基膨润土研磨粉碎至粒度为0.08mm的颗粒含量不低于95％后，加入到浓度为0.1～1mol/l的含环氧化乙烯的醇钠溶液中并置于30～50℃的水浴中搅拌反应5～10min，反应完成后，过滤分离，所得滤饼经温度为60～100℃下干燥、气流粉碎，得到粒度为0.1-1.0μm的稳塑剂，稳塑剂的组分为：有机改性钠基膨润土及附着在膨润土上的环氧化乙烯粉末。其中，天然钙基膨润土干基质量与环氧化乙烯干基质量之比为1000:0.3～1000:1。在具体实施过程中具有如下具体方案：
实施例一：
先将天然钙基膨润土研磨粉碎至粒度为0.08mm的颗粒含量为95％后，加入到浓度为0.1mol/l的含环氧化乙烯的醇钠溶液中并置于50℃的水浴中搅拌反应10min，反应完成后，过滤分离，所得滤饼经温度为100℃下干燥、气流粉碎，得到粒度为0.12μm的稳塑剂，稳塑剂的组分为：有机改性钠基膨润土及附着在膨润土上的环氧化乙烯粉末。其中，天然钙基膨润土干基质量与环氧化乙烯干基质量之比为1000:0.3。
实施例二：
先将天然钙基膨润土研磨粉碎至粒度为0.08mm的颗粒含量为96％后，加入到浓度为0.5mol/l的含环氧化乙烯的醇钠溶液中并置于40℃的水浴中搅拌反应8min，反应完成后，过滤分离，所得滤饼经温度为80℃下干燥、气流粉碎，得到粒度为0.43μm的稳塑剂，稳塑剂的组分为：有机改性钠基膨润土及附着在膨润土上的环氧化乙烯粉末。其中，天然钙基膨润土干基质量与环氧化乙烯干基质量之比为1000:0.6。
实施例三：
先将天然钙基膨润土研磨粉碎至粒度为0.08mm的颗粒含量为98％后，加入到浓度为1mol/l的含环氧化乙烯的醇钠溶液中并置于30℃的水浴中搅拌反应5min，反应完成后，过滤分离，所得滤饼经温度为80℃下干燥、气流粉碎，得到粒度为0.96μm的稳塑剂，稳塑剂的组分为：有机改性钠基膨润土及附着在膨润土上的环氧化乙烯粉末；其中，天然钙基膨润土干基质量与环氧化乙烯干基质量之比为1000:1。
基于上述实施例一至三的制备方法制备的稳塑剂在地铁盾构同步注浆中的应用，按照比例称取各种原材料，先把配比中的粉煤灰、水泥或消石灰、稳塑剂和河沙混合并搅拌均匀，然后再与水相混并搅拌均匀形成地铁盾构注浆。根据地质条件的差异，通过调整具体配方，可以获得所需要的性能，在具体实施过程中，各组分重量百分比为：
实施例四：
按重量计，取用粉煤灰35份、河沙54.65份、水泥10份、稳塑剂0.35份，投入到搅拌机，混合2分钟，搅拌机转速60转/分钟，然后再与18.6份水相混，混合时间1分钟，搅拌转速60转/分钟，得到成品注浆液118.6份，然后直接应用于地铁盾构施工注浆过程中。
实施例五：
按重量计，取用粉煤灰35份、河沙54.8份、消石灰10份、稳塑剂0.2份，投入到搅拌机，混合2分钟，搅拌机转速60转/分钟，然后再与20.5水相混，混合时间1分钟，搅拌转速60转/分钟，得到成品注浆液120.5份，然后直接应用于地铁盾构施工注浆过程中。
实施例六：
按重量计，取用粉煤灰25份、河沙59.5份、水泥15份、稳塑剂0.5份，投入到搅拌机，混合2分钟，搅拌机转速60转/分钟，然后再与17.2水相混，混合时间1分钟，搅拌转速60转/分钟，得到成品注浆液117.2份，然后直接应用于地铁盾构施工注浆过程中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。