本发明专利技术涉及隧道壁后注浆材料及其制备方法。一种可防止管片上浮的隧道背衬注浆材料，其特征在于它由基体组分Ａ与外掺组分Ｂ制备而成，基体组分Ａ为：水泥、粉煤灰、砂和水；外掺组分Ｂ为：硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系减水剂和葡萄糖酸钠；各组分的配比（ｋｇ／ｍ↑［３］）为：水泥：１００～２００，粉煤灰：３００～６００，砂：８００～１６００，水：２８０～５６０，硅灰：１０～４０，膨润土：１２～３０，羟乙基纤维素：０．４～０．８，聚丙烯酰胺：０．２～０．４，氨基磺酸盐：０．２～０．４，萘系减水剂：１．６～２．９，葡萄糖酸钠：０．２～０．４。本发明专利技术可以实现注浆材料在高水压饱水条件下的高稳定性、高抗水分散性、高效减水保塑性和凝结时间可调的性能，大大提高注浆材料的工作性能和耐久性。
Tunnel back lining grouting material capable of preventing segment from floating and preparation method thereof
The invention relates to a tunnel wall back grouting material and a preparation method thereof. A segment can prevent the floating tunnel lining grouting material, which is characterized by comprising a base component A and the incorporation of component B was prepared, the matrix component A: cement, fly ash, sand and water; adding component B: silica fume, bentonite, hydroxyethyl cellulose, polyacrylamide, aminosulfonic acid, naphthalene superplasticizer and sodium gluconate; component ratio (kg / M = 3): 100 ~ 200: cement, fly ash: 300 ~ 600, 800 ~ 1600, sand: water: 280 ~ 560, 10 ~ 40, silica fume: bentonite: 12 ~ 30, 0.4 ~ 0.8, hydroxyethyl cellulose: polyacrylamide: 0.2 ~ 0.4, 0.2 ~ 0.4, aminosulfonate: naphthalene superplasticizer: 1.6 ~ 2.9, sodium gluconate: 0.2 to 0.4. The invention can realize the grouting material in the high pressure saturated water under the condition of high stability, high water dispersion performance, high efficiency water reducing water and adjustable setting time, greatly improve the working performance and the durability of grouting material.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料类，具体涉及隧道壁后注浆材料及其制备方法。技术背景随着国内外大型跨江海隧道的陆续建设，各种工况条件下的盾构施工技术将面临着严峻 挑战，在遇到地层软硬不均、沿纵向地质条件变化复杂，隧道长、管径大、断面水压高的情 况下，普通的同步注浆材料在受到高压富含水地层中水的冲刷作用时，注浆材料被冲稀，导 致材料结构的破坏，不但不能起到填充地层的目的，而且会直接影响管片衬砌结构的稳定性， 浆液流入管片拱底，抬高管片，加剧管片的上浮。同时，同步注浆材料的耐久性下降，使其 过早失去防水能力和承载力。目前，盾构隧道壁后注浆材料仅仅是针对低水压或无水压条件下工况来研制和工程应用，使用时注浆材料存在稳定性差(倾析率3% )、使用时间短(《h)、 水中抗分散性能差(悬浮物质量S0 mg/L)、凝胶时间可调性不好等不足之处，关键是不能 满足现有的苛刻工况如高水压(S.4MPa)饱水条件下壁后注浆材料的使用要求。因此，针 对高水压饱水条件下的急需一种专用的盾构隧道壁后注浆材料同时满足其高稳定性和抗水 分散能力、凝胶时间可调性。普通盾构隧道同步注浆材料主要以充填地层、减少地基沉陷量、保证环境安全和作为衬 砌结构的加强层为主要设计目标，而缺乏在特殊地址条件下材料功能性的设计与评价，尤其 是在高水压饱水条件下浆液易被水冲刷而造成浆液失去填充功能，造成管片无支撑状态，同 时隧道管片可视为浸泡在液体之中，在浮力的作用下必然会产生上浮与地基沉降现象，严重 影响隧道的结构安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法 制备的隧道背衬注浆材料在高水压(〉0.4MPa)饱和水地址条件下使用具有高稳定(可防止 管片上浮)、水下不分散性能。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是 一种可防止管片上浮的隧道背衬注浆材料， 其特征在于它由基体组分A与外掺组分B制备而成，基体组分A为水泥、粉煤灰、砂和 水；外掺组分B为硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系减水剂 (或称FDN高效减水剂)和葡萄糖酸钠；各组分的配比(kg/m3)为水泥100 200，粉煤 灰300-600，砂800~1600，水280~560，硅灰10-40,膨润土 12~30，羟乙基纤维素 0.4-0.8，聚丙烯酰胺0.2~0.4，氨基磺酸盐0.2-0.4，萘系减水剂1.6~2.9，葡萄糖酸钠 0.2~0.4。所述水泥为42.5#普通硅酸盐水泥，比表面积大于350m々kg。所述的粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰，密度为2.7 2.9g/cm3，比表面大于500cm2/g。 所述的砂的细度模数为0.9-1.6。 所述的硅灰的比表面积为19000~20000m2/kg。 所述的膨润土的含水率<10%，细度规格为200-250目。所述的羟乙基纤维素(HEC)为白色无味粉末，溶于水，分子量约为6xl04。所述的聚丙烯酰胺(PAM)为白色无味粉末，易溶于水，分子量约为8xl06。 所述的氨基磺酸盐为黑褐色粘稠状液体，相对密度1.68~1.8g/cm3，减水率为25~30%; 氨基磺酸盐为氨基磺酸钠或氨基磺酸钾。所述的萘系减水剂的减水率为20% 25%，粉状，型号为FDN9000。 所述的葡萄糖酸钠为市面纯化学试剂。上述一种可防止管片上浮的隧道背衬注浆材料的制备方法，包括如下步骤1) .原材料选取各组分的配比(kg/m3)为水泥100~200，粉煤灰300~600，砂 800 1600，水280 560，硅灰10~40，膨润土 12~30，羟乙基纤维素0.4-0.8，聚丙烯酰胺0.2~0.4，氨基磺酸盐0.2 0.4,萘系减水剂1.6 2.9，葡萄糖酸钠0.2~0.4;选取水泥、粉煤灰、砂、水、硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系减水剂和葡萄糖酸钠，备用；2) 首先，将硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系减水剂和葡萄糖酸钠均匀混合后封装储存，得外掺组分B;将水泥、粉煤灰、砂和水进行机械混合，得基体组分A;然后将外掺组分B掺入基体组分A中进行搅拌后，得一种可防止管片上浮的隧道背衬注浆材料("牙膏"状)，立即储存至浆液储存罐，待运输到盾构现场进行注浆。本专利技术的有益效果是本专利技术采用基体组分A (水泥、粉煤灰、砂和水)与外掺组分B(硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系减水剂和葡萄糖酸钠)按照配合比制备而成，通过浆液稠度(9.0 10.0cm)、坍落度(3.0 4.0cm)双控方法实现隧道 背衬注浆材料在高水压(〉0.4MPa)饱和水地址条件下使用具有高稳定性(可防止管片上浮)； 通过优化合成硅灰一膨润土一羟乙基纤维素一聚丙烯酰胺复合保水稳定组分，实现浆液水下 不分散；优化了高效减水保塑组分(氨基磺酸盐、萘系减水剂和葡萄糖酸钠)，通过改变掺 量调节凝结时间与工作性，将复合抗水分散组分(硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰 胺)与高效减水保塑组分复合，共同作用发挥其减水、保塑、吸附、稳定、絮凝的效果，通 过改变掺量改变凝胶时间，提高减水保塑性能。本专利技术生产成本低，能满足注浆设备的要求； 且施工管理方便、防止环纵缝渗漏，地面沉降控制在允许范围之内。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅 仅局限于下面的实施例。实施例1:一种可防止管片上浮的隧道背衬注浆材料的制备方法，包括如下步骤 1).原材料选取各组分的配比为水泥101 kg/m3，粉煤灰302kg/m3，砂805 kg/m3， 水285 kg/m3，硅灰10kg/m3，膨润土 12kg/m3，羟乙基纤维素0.4kg/m3，聚丙烯酰胺 0.21 kg/m3，氨基磺酸盐0.2kg/m3，萘系减水剂1.6kg/m3，葡萄糖酸钠0.21 kg/m3;选 取水泥、粉煤灰、砂、水、硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系 减水剂和葡萄糖酸钠，备用；所述的水泥为42.5#普通硅酸盐水泥，比表面积大于350t^/kg;所述的粉煤灰为I级粉 煤灰，密度为2.5~2.7g/cm3，比表面积大于500cm2/g;所述的砂的细度模数为1.0;所述的硅 灰的比表面积为20000m2/kg;所述的膨润土的含水率<10%，细度规格为200 250目；所述 的羟乙基纤维素(HEC)为白色无味粉末，溶于水，分子量约为6><104;所述的聚丙烯酰胺 (PAM)为白色无味粉末，易溶于水，分子量约为8xl0 所述的氨基磺酸盐为黑褐色粘稠状液体，相对密度1.68-1.8 g/cm3，减水率为25 30% (氨基磺酸盐为氨基磺酸钠)；所述的 萘系减水剂为FDN-9000萘系减水剂，减水率为20% 25%，粉状；武汉浩源外加剂厂；所 述的葡萄糖酸钠为市面纯化学试剂。2)首先，将硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系减水剂和 葡萄糖酸钠均匀混合后封装储存，得外掺组分B;将水泥、粉煤灰、砂和水进行机械混合(搅 拌2分钟)，得基体组分A;然后将外掺组分B掺入基体组分A中进行搅拌3分钟之后，得 一种可防止管片上浮的隧道背衬注浆材料("牙膏"状)，立即储存至浆液储存罐，待运输到 盾构现场进行灌注。配合比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可防止管片上浮的隧道背衬注浆材料，其特征在于它由基体组分Ａ与外掺组分Ｂ制备而成，基体组分Ａ为：水泥、粉煤灰、砂和水；外掺组分Ｂ为：硅灰、膨润土、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、氨基磺酸盐、萘系减水剂和葡萄糖酸钠；各组分的配比（ｋｇ／ｍ↑［３］）为：水泥：１００～２００，粉煤灰：３００～６００，砂：８００～１６００，水：２８０～５６０，硅灰：１０～４０，膨润土：１２～３０，羟乙基纤维素：０．４～０．８，聚丙烯酰胺：０．２～０．４，氨基磺酸盐：０．２～０．４，萘系减水剂：１．６～２．９，葡萄糖酸钠：０．２～０．４。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡曙光，丁庆军，谢先启，邓利明，田焜，彭波，王红喜，何永佳，王发洲，黄修林，黄小霞，
申请(专利权)人：武汉理工大学，武汉市市政建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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