一种盾构同步注浆施工方法及施工材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种盾构同步注浆施工方法及施工材料，施工材料包括A液和B液，其中，所述A液包括25.5wt%的水泥、2.6wt%的膨润土、0.4wt%的稳定剂和71.5wt%的水；所述B液为水玻璃，所述A液和B液的体积比为8︰1～15︰1。同步注浆施工时，在搅拌站中配置A液，分别将所述A液和B液输送至盾构机上的A液储浆罐和B液储浆罐内；所述A液和B液分别通过A液注浆管和B液注浆管输送至位于盾构机盾尾处的混合器中；混合器中A液和/或B液通过盾尾注浆管同步注入到盾尾建筑空隙中。本盾构同步注浆施工方法依靠A液、B液混合前后良好的性能，结合一次同步注浆工艺，解决了现有技术中事后注浆、同步注单液浆、及时注浆和二次注浆中存在的诸多难题。
【专利说明】一种盾构同步注浆施工方法及施工材料
【技术领域】
[0001]本发明用于隧道施工领域，特别是涉及一种盾构同步注浆施工方法及施工材料。
【背景技术】
[0002]在盾构隧道施工过程中，当盾尾脱出已拼装好的盾构管片时，必然造成在管片衬砌与土体之间的建筑空隙，此时需要及时的进行盾尾注浆，以防止盾构管片周围土体的松动，同时加强土体对盾构管片衬砌结构的包裹作用，避免管片结构因缺少必要的抗力作用而出现局部应力集中现象。盾尾注浆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。
[0003]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。我国盾构隧道施工中目前用的最多的同步注浆是同步注单液浆，同步注单液浆在施工中存在诸多缺陷: O同步注单液浆早期强度低，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。2)注浆流失量大，注浆总量不容易控制，尤其是盾构穿过富水地层时，由于单液浆的流失量大等因素导致难以完全填充管片与开挖壁之间的间隙，易造成地面的沉降过大。3)单液浆初凝时间长，无法快速的提供早期强度。4)单液浆容易离析，给运输、储存造成困难。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种初凝时间短，早期、后期强度高，不易离析，能够有效的填充建筑空隙，防止隧道管片上浮及变形；混合后成胶状，流动性好，抗分散性强，易保证注浆量，容易运输及较长时间储存的施工材料，以及依靠该施工材料完成的盾构同步注浆施工方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种盾构同步注浆施工方法，包括以下步骤:
1)在搅拌站中配置A液，分别将A液和B液输送至盾构机上的A液储浆罐和B液储浆罐内；所述A液包括25.5wt%的水泥、2.6wt%的膨润土、0.4wt%的稳定剂和71.5wt%的水；所述B液为水玻璃；
2)所述A液和B液分别通过A液注浆管和B液注浆管输送至位于盾构机盾尾处的混合器中；
3)混合器中A液和/或B液通过盾尾注浆管同步注入到盾尾建筑空隙中。
[0006]进一步作为本发明技术方案的改进，所述稳定剂为萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂或氨基磺酸系高效减水剂中的一种或几种。
[0007]进一步作为本发明技术方案的改进，所述步骤2)中，所述A液和B液的体积比为8: I ?15:1。
[0008]进一步作为本发明技术方案的改进，步骤2)中，注浆开始时先注入A液1-2分钟，之后注入B液，注浆结束时先停止注入B液十分钟后再停止A液注入。
[0009]进一步作为本发明技术方案的改进，盾尾注浆管对盾构管片外侧的盾尾建筑空隙同时进行多点注浆。
[0010]进一步作为本发明技术方案的改进，所述步骤I)中，称量好的膨润土加入水中，用搅拌机搅拌，使膨润土均匀分散开；向溶液中加入称量好的稳定剂，搅拌均匀，再向溶液中加入称量好的水泥，搅拌均匀后A液即制备完毕。
[0011]进一步作为本发明技术方案的改进，所述A液注浆管、B液注浆管和盾尾注浆管均以变频式挤压泵作为注浆动力。
[0012]进一步作为本发明技术方案的改进，在A液注浆管与B液注浆管上安装压力传感器，注浆过程中时刻注意A液与B液的注入压力。
[0013]一种盾构同步注浆施工材料，包括A液和B液，其中，所述A液包括25.5wt%的水泥、2.6wt%的膨润土、0.4wt%的稳定剂和71.5wt%的水；所述B液为水玻璃，所述A液和B液的体积比为8:1?15:1。所述稳定剂为萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂或氨基磺酸系高效减水剂中的一种或几种。
[0014]本发明的有益效果:本发明提供的盾构同步注浆施工材料包括A液、B液。通过合理调整A液中各组分的组成和含量，以及A液和B液的混合比例，控制施工材料的抗压强度、泌水率、凝结时间和流动性，使得A液、B液混合前，A液稳定性好，容易运输及较长时间的储存。A液、B液混合形成的混合液浆混合后成胶状，流动性好，抗分散性强，易保证注浆量；同时混合液进入初凝时间短，早期、后期强度高，不易离析，能够有效的填充盾尾建筑空隙，防止隧道管片上浮及变形，可有效保证盾构施工的质量、安全和进度。本发明基于上述施工材料，提供了一种盾构同步注浆施工方法，即按照特定的比例将A液、B液混合后，在盾构机施工的同时，在盾尾同步注入到盾尾建筑空隙中。本盾构同步注浆施工方法依靠A液、B液混合前后良好的性能，结合一次同步注浆工艺，解决了现有技术中事后注浆、同步注单液浆、及时注浆和二次注浆中存在的诸多难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明盾构同步注浆施工方法示意图。
【具体实施方式】
[0016]本发明提供了一种盾构同步注浆施工材料，包括A液和B液，其中，所述A液包括25.5wt%的水泥、2.6wt%的膨润土、0.4wt%的稳定剂和71.5wt%的水；所述B液为水玻璃，所述A液和B液的体积比为8: I?15:1。所述稳定剂为萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂或氨基磺酸系高效减水剂中的一种或几种。
[0017]所述A液和B液组成的双液浆初凝时间为1s?14s ；28d单轴抗压强度不小于
2.5Mpa ;具有较好的抗水分散性和可注性，胶凝时间一般为4?10h，一天不小于0.2MPa(相当于软质岩层无侧限抗压强度)，28天不小于2.5MPa(略大于强风化岩天然抗压强度)，浆液结石率>95%，即固结收缩率〈5%，液稠度8~12cm，浆液稳定性(静置沉淀后上浮水体积与总体积之比)小于5%。
[0018]为了确定上述A液组分配比，以及A液和B液的体积比分别作对比试验如下: 选择A液和B液的体积比为8: 1，调整A液中各组分质量分数，作配比1-5，如表1。
[0019]表1 A液和B液的体积比为8: I时A液中各组分配比
【权利要求】
1.一种盾构同步注浆施工方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在搅拌站中配置A液，分别将A液和B液输送至盾构机上的A液储浆罐和B液储浆罐内；所述A液包括25.5wt%的水泥、2.6wt%的膨润土、0.4wt%的稳定剂和71.5wt%的水；所述B液为水玻璃； 2)所述A液和B液分别通过A液注浆管和B液注浆管输送至位于盾构机盾尾处的混合器中； 3)混合器中A液和/或B液通过盾尾注浆管同步注入到盾尾建筑空隙中。
2.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于:所述稳定剂为萘系高效减水剂、聚竣酸系闻效减水剂、二聚氛胺系闻效减水剂或氣基横酸系闻效减水剂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于:所述步骤2)中，所述A液和B液的体积比为8: I?15: I。
4.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于:所述步骤2)中，注浆开始时先注入A液1-2分钟，之后注入B液，注浆结束时先停止注入B液十分钟后再停止A液注入。
5.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于:盾尾注浆管对盾构管片外侧的盾尾建筑空隙同时进行多点注浆。
6.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于:所述步骤I)中，称量好的膨润土加入水中，用搅拌机搅拌，使膨润土均匀分散开；向溶液中加入称量好的稳定剂，搅拌均匀，再向溶液中加入称量好的水泥，搅拌均匀后A液即制备完毕。
7.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于:所述A液注浆管、B液注浆管和盾尾注浆管均以变频式挤压泵作为注浆动力。
8.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于:在A液注浆管与B液注浆管上安装压力传感器，注浆过程中时刻注意A液与B液的注入压力。
9.一种盾构同步注浆施工材料，其特征在于:包括A液和B液，其中，所述A液包括25.5wt%的水泥、2.6wt%的膨润土、0.4wt%的稳定剂和71.5wt%的水；所述B液为水玻璃，所述A液和B液的体积比为8: I?15: I。
10.根据权利要求9所述的盾构同步注浆施工材料，其特征在于:所述稳定剂为萘系高效减水剂、聚竣酸系闻效减水剂、二聚氛胺系闻效减水剂或氣基横酸系闻效减水剂中的一种或几种。
【文档编号】E21D11/10GK104074530SQ201410269820
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】郑勇, 乔水旺, 赵林, 郭志峰, 李辉, 郭县华 申请人:中铁十五局集团有限公司