专利名称：：盾构同步注浆浆液的制作方法
技术领域：
：本发明属于隧道施工的新型材料类，特别是指一种能有效控制盾构施工引起地层位移及隧道脱出盾尾后上浮的新型盾构同步注浆浆液。
背景技术：
：盾构同步注浆技术是指在盾构推进施工的过程中，隧道衬砌管片拼装后，隧道脱出盾尾的同时，在一定的注浆压力下，将适量的有一定的早期强度及最终强度的注浆材料填入盾尾后的空隙内，待其固结硬化后起到充填壁后建筑空隙，提供一定承载能力，稳定管片衬砌的注浆方法。盾尾注浆的类型分为事后注浆、同步注浆、及时注浆和二次注浆，其中对地面沉降的控制和隧道上浮要求比较严格的情况下一般采用同步注浆，二次注浆作为补充措施。注浆位置可选择盾构机尾部的注浆管注浆和管片注浆孔注浆，各有其优缺点，目前较多采用盾构机尾部注浆管注浆，此注浆施工较为便捷，对于施工引起沉降的控制较好。早期在美国、欧洲等国家地区都采用的小砾石加砂浆的注浆方式。这是盾构施工法初期的一种标准注浆法，可称之为豆石混凝土浆液注浆。但在软土地基中，小砾石骨料不能均匀地分布到管片背后，而局部集中于注浆口处。因此，其结果大部分是单纯的砂浆注浆。与豆石混凝土浆液相比砂浆的可施工性和填充效果都好得多，为了提高砂浆的流动性，使用发泡剂制成充气砂浆，不仅改善了填充效果，而且同后方车架之间实现了管道输送。我国盾构隧道施工中目前已经很少使用豆石混凝土浆液注浆和单纯的砂浆注浆方式，取而代之的是改进后的双液注浆浆液、单液惰性浆液、单液硬(活)性浆液等新型浆液。含有水泥、水玻璃、聚氨脂等水硬性凝结材料的活性浆液早期强度高并且性能稳定，对于控制沉降和隧道上浮效果较好，尤其是瞬凝型双液浆液。活性浆液的使用使施工控制较为复杂，容易堵塞注浆管，造成同步注浆的失败。惰性浆液以粉煤灰，膨润土和砂为主，有较好的触变性及流动性，便于同步压注，控制地面沉降。其缺点是早期强度低，后期缺少化学稳定性，易于离析，不能有效地控制隧道脱离盾尾后的上浮及保持隧道后期的纵向稳定。注浆量和注浆压力的选择极为重要。理论上得到的注浆压力和注浆量在实际施工过程中因地质条件和施工速度等的不同而有所变化。注浆压力和注浆量的确定大部分依靠实际的工程经验，并根据信息化施工的信息反馈逐步调整完善。随地层和盾构形式的变化，对某一种盾构，某一种地层来说，对于控制隧道脱出盾尾的地面沉降和隧道上浮方面，应有一个最佳的同步注浆工艺、参数和注浆材料的选择。
发明内容本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，进行试验并主要探讨了不含水泥、水玻璃等活性材料的单液惰性浆液的研制方法和取得的结果，提供了一种盾构同步注浆浆液，能有效控制盾构施工引起地层位移及隧道脱出盾尾后上浮，惰性浆液具有初凝时间较长，方便施工管理和控制，设备较双液浆简单等优点，而且单液浆材料和施工成本较低，浆液的后期强度稳定，具有较好的化学稳定性，不受地震液化的影响，对隧道长期使用稳定性提供辅助作用。本发明目的实现由以下技术方案完成一种盾构同步注浆浆液，其重量百分比具体为熟石灰粉4%-4.2%,粉煤灰15.4%-15.6%,砂60%-62%,膨润土3.30/。-3.8%,减水剂0.154%-0.157%,氢氧化钠0%-0.12%,增稠剂0%-0.0024%，余量为水。上述盾构同步注浆浆液的重量百分比具体可为熟石灰粉4%-4.2%,粉煤灰15.4%-15.6%,砂60%-62%,膨润土3.3%-3.8%，减水剂0.154%-0.1570/0，氢氧化钠0%-0.12%，增稠剂0%-0.0024%,余量为水。实验室试^r获得最佳同步注浆材料质量配比为4浆液配方熟石灰粉粉煤灰砂Cl膨润土JRC-2D秋冬高效减水剂增稠剂水单位(g)1043901534953.90.06370在隧道施工现场时，该浆液配制流程为首先按配比向搅拌筒加水，再按配合比秤取材料加入搅拌筒，然后启动搅拌机搅拌，将浆液注入储浆筒，浆液送入隧道同步注浆，最后根据注浆施工效果检查，若不合格，则重新配比。本发明的优点是，通过浆液的配比、物理力学和动力试验，研制出的优质浆液具有以下特点(1)方便压注，能够完全充填盾尾间隙并在早期约束管片；(2)密度高，具有一定的瞬时强度，不容易被开挖面泥浆稀释，有效控制隧道上浮；(3)具有良好的动力力学性能，以抵抗地震和车辆振动等动荷栽的影响；(4)具有良好的耐化学介质性能，以抵抗硫酸盐腐蚀、氯离子腐蚀和碳化的影响，对隧道的长期使用起到保护作用。具体实施例方式以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解在本发明中按步骤进行新型盾构同步注浆浆液的配比研制与施工应用，即首先调研并确定同步注浆材料和配合比，再由室内试验确定同步注浆材料最优配合比，最后进行现场试验研究并调整浆液的可注性。室内试验由三个阶段构成，第一阶段对初选浆液配方进行密度、坍落度、稠度、泌水率、收缩率、PH值等试-睑，确定浆液配方；对选定浆液配方，进行直剪试验、固结压缩试验，确定浆液材料的粘聚力、内摩擦角、压缩系数及压缩模量；进行3d、7d、28d等不同龄期的单轴抗压强度试验，确定浆液不同龄期的强度。第二阶段对注浆浆液配方添加外加剂，试验测定各项技术指标；进行技术经济分析，推荐价廉质优的浆液配方。第三阶段对推荐配方做进一步研究，再次进行直剪试验和固结压缩试验，测定粘聚力，内摩擦角、压缩系数及压缩模量；在常规试验的基础上，进行动三轴试验，^r验浆液的动力力学性能；通过对注浆材料的推荐配方进行浸泡试验，预测其耐久性；通过正交法测试配方波动对同步注浆浆液性能的影响。由于现场施工的复杂性，同步注浆施工需要在室内试验的基础上，采用工程现场的施工条件和材料进行试拌浆，根据试拌效杲做出调整。在深入到施工过程中，仍可能由于地层和施工条件的变化，导致注浆效果的减弱，需要根据现场具体情况进行改进试验，改善同步注浆的效果。施工过程中浆液配制流程为首先按配比向搅拌筒加水，再按配合比秤取材料加入搅拌筒，然后启动搅拌机搅拌，将浆液注入储浆筒，浆液送入隧道同步注浆，最后4艮据注浆施工效果检查，若不合格，则重新配比。实施例1:根据上述配比选择方法，室内试验推荐的最佳同步注浆材料配合比:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其中，重量百分比为熟石灰粉4.16%，粉煤灰15.60%,砂61.4%,Cl膨润土3.80%，JRC-2D秋冬高效减水剂0.156%,增稠剂0.0024%,余量为水。实施例2:根据上述配比选择方法，室内试验推荐的同步注浆材料配合比:浆液配方熟石灰粉粉煤灰砂C2膨润土JRC-2D夏季高效减水剂氢氧化钠水单位(g)1043901534853.93390其中，重量百分比为熟石灰粉4.14%,粉煤灰15.54%,妙、61.1%,C2膨润土3.39%,JRC-2D夏季高效减水剂0.155%，氢氧化钠0.1195%,余量为水。实施例3:根据上述配比选择方法，室内试验推荐的同步注浆材料配合比:浆液配方熟石灰粉粉煤灰砂C2膨润土JRC-2D秋冬高效减水剂水单位(g)1043901534953.9370其中，重量百分比为熟石灰粉4.17%，粉煤灰15.63%,砂61.5%，C2膨润土3.8%，JRC-2D秋冬高效减水剂0.156%,余量为水。实施例4:由于现场的拌浆设备与试验室的设备不同，所用材料的成分性质也与室内试验用材有些出入，对存在的问题再一次进行材料配比调整，并增加适量的添加剂。经过现场试验出现浆液离析现象，另外，现场要求提高浆液的早期强度，在此基础上，通过系列试验，得出结合施工环境的推荐同步注浆材料质量配合7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>其中，主要成分重量百分比为熟石灰粉4.185%，粉煤灰15.69%，砂61.73%,C2膨润土2.62%,减水剂0.282%,氩氧化钠0.201%,余量为水。本发明的优点是，本发明技术属盾构隧道施工
技术领域：
的新型材料及施工工艺发明。通过室内常规试验、耐久性及动力性能试验，优化选择同步注浆材料性能及配比，再进行现场实验研究，对浆液流动性、早期强度等可注性能进行调整，选择优质的同步注浆材料及配合比，该浆液可有效地控制盾构施工引起的地层沉降及隧道脱离盾尾后的上浮，隧道内部漏水现象得到改善等。权利要求1.一种新型盾构同步注浆浆液，其特征在于，其重量百分比具体为熟石灰粉3.8％-4.3％，粉煤灰15.0％-16.0％，砂58％-64％，膨润土3.2％-3.8％，减水剂0.153％-0.158％，氢氧化钠0％-0.12％，增稠剂0％-0.0024％，余量为水。2.如权利要求1所述的一种新型盾构同步注浆浆液，其特征在于，其重量百分比具体为熟石灰粉4%-4.2%，粉煤灰15.4%-15.6%，砂60%_62%，膨润土3.3%-3.8%，减水剂0.154%-0.157%，氢氧化钠0%-0.12%，增稠剂0%-0.0024%，余量为水。3.如权利要求1或2所述的一种新型盾构同步注浆浆液，其特征在于，实验室试验获得最佳同步注浆浆液的各材料质量配合份数为熟石灰粉104份、粉煤灰390份、砂1534份、Cl膨润土95份、JRC-2D秋冬高效减水剂3.9份、增稠剂0.06份、水370份。4.如权利要求1或2所述的一种新型盾构同步注浆浆液，其特征在于在隧道施工现场时，该浆液配制流程为首先按配比向搅拌筒加水，再按配合比秤取材料加入搅拌筒，然后启动搅拌机搅拌，将浆液注入储浆筒，浆液送入隧道同步注浆，最后根据注浆施工效果检查，若不合格，则重新配比。全文摘要本发明属于隧道施工的新型材料类，特别是指一种能有效控制盾构施工引起地层位移及隧道脱出盾尾后上浮的新型盾构同步注浆浆液。新型盾构同步注浆浆液材料性能涉及到盾构施工引起地层沉降的控制，隧道脱离盾尾后隧道上浮及隧道的长期稳定性，本发明针对传统的单液活性和惰性材料在凝结时间上存在的缺点，采用以黄砂、石灰膏和粉煤灰为主，并添加适量的添加剂，配制出了具有高密度、早期强度高、收缩变形小、流动性和可注性好、稳定性好以及抗震无液化的优质同步注浆材料。在工程试验的使用中，有效地控制了地面沉降和隧道脱出盾尾后的上浮，此同步注浆材料的优良性能和施工效果得到建设方和施工方的一致认可，是具有推广价值的实用性发明。文档编号C04B14/06GK101575196SQ20091005230公开日2009年11月11日申请日期2009年6月1日优先权日2009年6月1日发明者张庆贺,杨俊龙,杨光辉,杨继范,王肖云,立肖,蒋洪进,赵国强,勇陈,陈立生申请人:上海市第二市政工程有限公司