一种用于软岩隧道的注浆浆液及注浆方法与流程

1.本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种用于软岩隧道的注浆浆液及注浆方法。


背景技术：

2.隧道在开挖的过程中，围岩会被破坏并产生变形，对支护造成挤压，当隧道处于软岩地层且周围地应力较高时，将会产生较大变形量，甚至造成支护侵限、破裂，给工程带来安全隐患。向隧道周边进行注浆可以增加周边地层的强度，减少变形，
3.目前国内广泛应用于软岩隧道建设的注浆浆液为单液水泥砂浆，其初凝时间长，通常为6～8h，难以快速凝结形成一定强度，对于软岩地层的变形控制效果不佳。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种用于软岩隧道的注浆浆液及注浆方法。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
6.一种用于软岩隧道的注浆浆液，所述注浆浆液为盾构同步注浆浆液，包括体积比为10:1的a液和b液，a液和b液混合后初凝时间为15min，30min强度为1～1.2mpa，终凝强度10～12mpa；
7.所述a液按重量kg/m3配比为：水泥150～250、粉煤灰300～400、膨润土60～100、砂石800～1200、白灰30～80、水400～5 50；
8.所述b液为波美度为45
°bé
的水玻璃。
9.具体地，所述水泥为p.o.42.5普通硅酸盐水泥。
10.具体地，所述粉煤灰为ⅱ级灰，0.045mm孔筛的筛余为20～45％，含水量≤5％。
11.具体地，所述膨润土为钠基，200目粒径含量超过95％，膨胀率为12～30ml/g。
12.具体地，所述砂石为中细砂，细度0.4～1.6。
13.具体地，所述白灰中的钙和氧化镁的含量不小于80％。
14.具体地，所述水玻璃为硅酸钠溶液。
15.一种用于软岩隧道的注浆方法，包括如下步骤：
16.步骤一：钻设环向注浆孔，安装防腐注浆管；
17.步骤二：投放水泥、粉煤灰、膨润土、砂石和白灰，加入水搅拌均匀，形成a液；
18.步骤三：将水玻璃原液和水搅拌均匀，形成波美度为45
°bé
的水玻璃，即b液；
19.步骤四：使用注浆泵将a液输送到搅拌泵；
20.步骤五：使用注浆泵将b液输送到搅拌泵；
21.步骤六：搅拌泵将a液和b液搅拌均匀，将形成的注浆浆液通过所述环向注浆孔注入隧道周围地层间隙中，注浆压力0.5～1.0mpa。
22.本发明的有益效果：
23.1)本发明通过注浆的方式，可以对软岩地层进行加固，增加地层的强度，减小隧道开挖引起的变形。
24.2)本发明中使用双液注浆浆液填充隧道周边间隙，双液浆浆液具有较快的凝结速度和较高的早期强度，30min强度即可达到1～1.2mpa，终凝强度10～12mpa；
25.3)本发明采用的原料为工程中常用的水泥、膨润土、粉煤灰等材料，施工工艺简单，制作成本低，可广泛适用于软岩地层隧道施工及类似的地质环境不佳的隧道工程。
附图说明
26.图1为用于软岩地层隧道的双液注浆结构图。
具体实施方式
27.下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
28.本发明提供一种用于软岩隧道的注浆浆液，双液浆浆液具有较快的凝结速度和较高的早期强度，适用于软岩地层隧道；
29.注浆浆液为盾构同步注浆浆液，包括体积比为10:1的a液和b液，a液和b液混合后初凝时间为15min，30min强度为1～1.2mpa，终凝强度10～12mpa；
30.a液按重量kg/m3配比为：水泥150～250、粉煤灰300～400、膨润土60～100、砂石800～1200、白灰30～80、水400～550；
31.水泥为p.o.42.5普通硅酸盐水泥；
32.粉煤灰为ⅱ级灰，0.045mm孔筛的筛余为20～45％，含水量≤5％；
33.膨润土为钠基，200目粒径含量超过95％，膨胀率为12～30ml/g；
34.砂石为中细砂，细度0.4～1.6；
35.白灰中的钙和氧化镁的含量不小于80％；
36.水玻璃为建筑常用硅酸钠溶液，其化学式为na2sio3·
9h2o；
37.b液为波美度为45
°bé
的水玻璃。
38.如图1所示，一种用于软岩隧道的注浆方法，包括如下步骤：
39.步骤一：钻设环向注浆孔，安装防腐注浆管；
40.步骤二：按重量kg/m3配比：水泥150～250、粉煤灰300～400、膨润土60～100、砂石800～1200、白灰30～80、水400～550，投放水泥、粉煤灰、膨润土、砂石和白灰，加入水搅拌均匀，形成a液；
41.步骤三：将水加入水玻璃原液中并搅拌，直至搅拌均匀达到45
°bé
波美度，形成b液；
42.步骤四：使用注浆泵将a液输送到搅拌泵；
43.步骤五：使用注浆泵将b液输送到搅拌泵；
44.步骤六：搅拌泵将a液和b液搅拌均匀，通过搅拌泵提供压力将形成的注浆浆液通过环向注浆孔注入隧道周围地层间隙中，注浆压力0.5～1.0mpa。
45.浆液的控制指标以实验室内坍落度为主，坍落度范围在22～25cm、初凝时间15～20min即为配比合格浆液。
46.实施例1：
47.在千枚岩地层进行隧道开挖的浆液配比：
48.1)a液
49.水泥160、粉煤灰300、膨润土100、砂石1000、白灰50、水500；
50.2)b液
51.45
°bé
的水玻璃。a液、b液体积比10:1
52.浆液凝结时间为18.5min、初始坍落度在24
±
1cm之间，1小时内坍落度不低于23cm，4小时内坍落度不低于18cm，6小时内流动度不小于230mm。
53.实施例2：
54.在断层破碎带进行隧道开挖的浆液配比：
55.1)a液
56.水泥200、粉煤灰320、膨润土80、砂石1100、白灰70、水500；
57.2)b液
58.45
°bé
的水玻璃。a液、b液体积比10:1
59.浆液凝结时间为15min、初始坍落度在24
±
1cm之间，1小时内坍落度不低于26cm，4小时内坍落度不低于22cm，6小时内流动度不小于250mm。
60.本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.一种用于软岩隧道的注浆浆液，其特征在于：所述注浆浆液为盾构同步注浆浆液，包括体积比为10:1的a液和b液，a液和b液混合后初凝时间为15min，30min强度为1～1.2mpa，终凝强度10～12mpa；所述a液按重量kg/m3配比为：水泥150～250、粉煤灰300～400、膨润土60～100、砂石800～1200、白灰30～80、水400～5 50；所述b液为波美度为45
°
b
é
的水玻璃。2.根据权利要求1所述的一种用于软岩隧道的注浆浆液，其特征在于：所述水泥为p.o.42.5普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的一种用于软岩隧道的注浆浆液，其特征在于：所述粉煤灰为ⅱ级灰，0.045mm孔筛的筛余为20～45％，含水量≤5％。4.根据权利要求1所述的一种用于软岩隧道的注浆浆液，其特征在于：所述膨润土为钠基，200目粒径含量超过95％，膨胀率为12～30ml/g。5.根据权利要求1所述的一种用于软岩隧道的注浆浆液，其特征在于：所述砂石为中细砂，细度0.4～1.6。6.根据权利要求1所述的一种用于软岩隧道的注浆浆液，其特征在于：所述白灰中的钙和氧化镁的含量不小于80％。7.根据权利要求1所述的一种用于软岩隧道的注浆浆液，其特征在于：所述水玻璃为硅酸钠溶液。8.采用如权利要求1至7中所述任一注浆浆液进行的一种用于软岩隧道的注浆方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：钻设环向注浆孔，安装防腐注浆管；步骤二：投放水泥、粉煤灰、膨润土、砂石和白灰，加入水搅拌均匀，形成a液；步骤三：将水玻璃原液和水搅拌均匀，形成波美度为45
°
b
é
的水玻璃，即b液；步骤四：使用注浆泵将a液输送到搅拌泵；步骤五：使用注浆泵将b液输送到搅拌泵；步骤六：搅拌泵将a液和b液搅拌均匀，将形成的注浆浆液通过所述环向注浆孔注入隧道周围地层间隙中，注浆压力0.5～1.0mpa。

技术总结
本发明公开了一种用于软岩隧道的注浆浆液及注浆方法。现有用于软岩隧道建设的注浆浆液为单液水泥砂浆，难以快速凝结形成一定强度，对于软岩地层的变形控制效果不佳。本发明包括A液和B液，并由A液和B液混合搅拌形成双液注浆浆液；所述A液的材料包括：水泥、粉煤灰、膨润土、砂、白灰、水；所述B液的材料包括水玻璃。使用双液浆液填充隧道周边间隙，浆液具有较快的凝结速度，能形成有效封闭圈。本发明通过填充隧道周边间隙，可对软岩地层加固，增加地层的强度，减小隧道变形；施工工艺简单，可广泛适用于软岩地层隧道施工及类似的地质环境不佳的隧道工程。的隧道工程。的隧道工程。


技术研发人员：丁彦杰 李国良 李宁
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/4/22