用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液制造技术

本发明专利技术提供一种新型的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分：胶凝材料7.0‑9.5％、磨细石灰石粉14.5‑17.5％、钠基膨润土2.6‑4.2％、河砂55‑60％、防水剂为胶凝材料用量的3.0％、减水剂为胶凝材料用量的1.0％、羟丙基甲基纤维素为胶凝材料用量的0.5％、聚丙烯酰胺为胶凝材料用量的0.1％、引气剂为胶凝材料用量的0.03％，余量为水；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为4.0‑5.5：3.0‑4.0。本发明专利技术提供的注浆浆液具有较高的防水能力和较高的早期抗剪切强度，抗海水渗透能力强，能提供一定的抗剪切力，从而可以有效地解决管片上浮、开裂渗水问题，起到稳定管片的作用。

High waterproof synchronous grouting slurry for submarine shield tunnel

The present invention provides a method for subsea tunnel has high waterproof synchronous grouting slurry, the slurry material comprises the following components by weight percentage: 7 cementitious materials 9.5%, 17.5%, 14.5 milled limestone powder sodium bentonite 2.6 4.2%, 55 60%, river sand water proofing agent for rubber dosage material 3%, the water reducing agent is a hydroxypropyl methyl cellulose content of cementitious materials, 1% to 0.5%, the binder dosage of polyacrylamide was 0.1%, the binder dosage of air entraining agent for the cementitious material content of 0.03%, the balance of water; the cementitious materials including cement and lime, the cement and lime quality ratio is 4 5.5:3.0 4. The grouting slurry provided by the invention has high waterproofing capacity, high early shear strength, strong seawater penetration resistance, and can provide certain shearing force, so that it can effectively solve the problem of floating and cracking seepage of segments and play the role of stabilizing segments.

【技术实现步骤摘要】
用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液
本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液。
技术介绍
盾构隧道施工在城市地铁、高速铁路施工中越来越普遍，尤其在穿越江河、海湾等地区，更体现出盾构隧道施工的优越性。同步注浆是盾构施工成功的关键环节，浆液填充管片背后与地层之间的空隙，从而稳定管片，同时形成一层防水层，起到防止地下水渗入的作用。在海湾地区进行盾构施工，由于地层含水丰富，且地下水具有盐类破坏作用，管片在推出盾构机盾尾后，经常出现管片上浮、开裂、渗水的情况。然而传统浆液如单液浆凝胶时间长、析水率大、抗地下水腐蚀性能差，注浆后短时间内相当于补充了地层含水量，反而增大了管片的浮力作用，更易造成管片上浮、开裂，管片一旦出现开裂，海水通过裂隙进入混凝土内部，对钢筋造成严重的腐蚀，大大降低结构的使用年限，危及结构安全，带来巨大安全隐患。目前国内的盾构同步注浆仍主要是以水泥(添加粉煤灰)砂浆为主，此类浆液流动性好，但往往结石率低，抗稀释性差，在地下水丰富的地层中，浆液很容易被稀释，长时间得不到凝结，而且固结后收缩率大，管片背后存在较大的间隙。管片在脱出盾尾后所受的浮力与排开水的体积有关，此类浆液在被稀释后很难提供抗剪切力，不仅不能抵抗管片上浮，甚至增大了地层中的含水量，更容易造成管片上浮。欧洲国家多采用惰性浆液，以石灰为胶凝材料，此类浆液的特点是可利用时间长，体积收缩小，但存在缺点：1)早期强度低，早期抗剪切值低，不利于富水地层中盾构管片的稳定。2)浆液坍落度小，施工不便，易堵管。3)塌落度大时，抗稀释能力差，在富水地层中容易被稀释，起不到稳定管片的作用。日本多采用双液浆，以水泥砂浆和水玻璃为原料，存在缺点：1)施工复杂，对施工机具和人员的操作水平要求高；2)容易堵管，不便推广，国内施工采用较少。因此，为了解决以上难题，一种新型的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液亟待研究。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种浆液凝结时间长、可注性好的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，可以有效地填充管片壁后空隙，而且浆液稳定性好、析水率低、抗腐蚀性能优异，能提供一定的抗剪切力，从而可以有效地解决管片上浮、开裂渗水问题，起到稳定管片的作用，为盾构机顺利掘进提供有力的技术保障。本专利技术提供的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分：胶凝材料7.0-9.5％、磨细石灰石粉14.5-17.5％、钠基膨润土2.6-4.2％、河砂55-60％、防水剂为胶凝材料用量的3.0％、减水剂为胶凝材料用量的1.0％、羟丙基甲基纤维素为胶凝材料用量的0.5％、聚丙烯酰胺为胶凝材料用量的0.1％、引气剂为胶凝材料用量的0.03％，余量为水；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为4.0-5.5：3.0-4.0；进一步，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分:胶凝材料8.5％、磨细石灰石粉16.0％、钠基膨润土3.5％、河砂57.5％、防水剂0.255％、减水剂0.085％、羟丙基甲基纤维素0.0425％、聚丙烯酰胺0.0085％、引气剂0.00255％和水14.10645％；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为5.0：3.5；进一步，所述河砂的细度模数为1.6-3.0；进一步，所述钠基膨润土中蒙脱土的质量百分比为80-90％；所述钠基膨润土粒度为150-200目，膨胀率20-30ml/g；进一步，所述防水剂为高级脂肪酸类防水剂；所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25％；所述引气剂为三萜皂甙引气剂；进一步，所述磨细石灰石粉的粒度为150-180目；进一步，所述水泥为普通硅酸盐水泥；进一步，所述消石灰的粒度为200-300目，所述消石灰中(CaO+MgO)的含量≥90％，三氧化硫含量≤2％；进一步，所述羟丙基甲基纤维素的粒度为100-120目，比重1.26-1.30；所述聚丙烯酰胺的粒度为100-120目；进一步，所述注浆浆液的制备方法包括如下步骤：先将羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、引气剂、防水剂和减水剂加入水中搅拌均匀，再与水泥、磨细石灰石粉、消石灰、钠基膨润土、河砂混合，并均匀搅拌至少150s，即可。本专利技术的有益效果：本专利技术中所制备的注浆浆液早期抗剪切强度高，可以有效抑制管片上浮；可注性好，施工简便，不易堵管；对注浆机具和工人水平要求不高；浆液硬化后，体积不收缩，可有效填充管片背后空隙。本专利技术中采用了合适的原料组分，配以合理的配比制备同步注浆浆液，以水泥和消石灰作为胶凝材料，以石粉作为填充料，以河砂为骨料，通过添加和调整外加剂的用量来实现浆液的可注性和稳定性；通过以石灰石石粉作为填充料，取代了目前采用的粉煤灰，有效地解决了粉煤灰的品质波动对浆液的凝结时间产生影响以及影响浆液的用水量、影响施工的技术问题。采用石灰石粉价格低廉，大大降低了盾构注浆的施工成本，且解决了其作为废料处理，对环境造成的污染；同时，磨细后的石灰石石粉作为填充料，可以起到像粉煤灰一样的润滑作用，使制得的浆液具有较好的流动性；此外，石灰石石粉是完全的惰性掺和料，制备浆液时，不会出现体积收缩等问题，填充系数高，浆液稳定。本专利技术通过各种材料的结合，配制一种新型的注浆材料，该同步注浆浆液要求可注性好，可以有效地填充管片壁后空隙，而且浆液稳定性好、结石率高、析水率低，具有较好的抗稀释性，在浆液注入后即可以提供一定的抗剪切力，从而抑制管片上浮，起到稳定管片的作用，从而解决管片开裂、渗水的问题，加快盾构掘进速度。采用本专利技术提供的注浆浆液配方，制备出的浆液中各原料组分能够极好的混合分散，相互协同发挥作用，使制得的浆液具有优异的性能，能够满足海底盾构隧道的施工要求，起到稳定管片、防止管片上浮，抵抗海水侵蚀、防止管片渗漏的目的，为盾构机顺利掘进提供有力的技术保障。具体实施方式本实施例提供的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分：胶凝材料7.0-9.5％、磨细石灰石粉14.5-17.5％、钠基膨润土2.6-4.2％、河砂55-60％、防水剂为胶凝材料用量的3.0％、减水剂为胶凝材料用量的1.0％、羟丙基甲基纤维素为胶凝材料用量的0.5％、聚丙烯酰胺为胶凝材料用量的0.1％、引气剂为胶凝材料用量的0.03％，余量为水；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为4.0-5.5：3.0-4.0。优选地，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分:胶凝材料8.5％、磨细石灰石粉16.0％、钠基膨润土3.5％、河砂57.5％、防水剂0.255％、减水剂0.085％、羟丙基甲基纤维素0.0425％、聚丙烯酰胺0.0085％、引气剂0.00255％和水14.10645％；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为5.0：3.5；本实施例中采用了合适的原料组分，配以合理的配比制备同步注浆浆液，将各原料组分有机的整合为一个整体，严格按照本实施例提供的注浆配方进行制备，可使各原料组分得到充分的反应，从而更好地发挥原料组分之间的相互作用，制备出具有较高的防水能力和较高的早期抗剪切强度，抗海水渗透能力强且稳定性好的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，同时能提供一定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，其特征在于：所述浆液原料按重量百分比包括如下组分：胶凝材料7.0‑9.5％、磨细石灰石粉14.5‑17.5％、钠基膨润土2.6‑4.2％、河砂55‑60％、防水剂为胶凝材料用量的3.0％、减水剂为胶凝材料用量的1.0％、羟丙基甲基纤维素为胶凝材料用量的0.5％、聚丙烯酰胺为胶凝材料用量的0.1％、引气剂为胶凝材料用量的0.03％，余量为水；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为4.0‑5.5：3.0‑4.0。

【技术特征摘要】
1.一种用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，其特征在于：所述浆液原料按重量百分比包括如下组分：胶凝材料7.0-9.5％、磨细石灰石粉14.5-17.5％、钠基膨润土2.6-4.2％、河砂55-60％、防水剂为胶凝材料用量的3.0％、减水剂为胶凝材料用量的1.0％、羟丙基甲基纤维素为胶凝材料用量的0.5％、聚丙烯酰胺为胶凝材料用量的0.1％、引气剂为胶凝材料用量的0.03％，余量为水；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为4.0-5.5：3.0-4.0。2.根据权利要求1所述的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，其特征在于：所述浆液原料按重量百分比包括如下组分:胶凝材料8.5％、磨细石灰石粉16.0％、钠基膨润土3.5％、河砂57.5％、防水剂0.255％、减水剂0.085％、羟丙基甲基纤维素0.0425％、聚丙烯酰胺0.0085％、引气剂0.00255％和水14.10645％；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为5.0：3.5。3.根据权利要求1或2所述的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，其特征在于：所述河砂的细度模数为1.6-3.0。4.根据权利要求1或2所述的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，其特征在于：所述钠基膨润土中蒙脱土的质量百分比为80-...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，吴军，李建，王鹏飞，陈慧超，李政，
申请(专利权)人：罗斌，
类型：发明
国别省市：广东,44