利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法技术

本发明专利技术公开了利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，包括以下步骤：步骤一：将泥水盾构出浆管产生的废弃泥浆通过排泥管送至筛分机进行筛分，一级筛和二级筛筛除大于0.05mm的颗粒；步骤二：通过一级筛和二级筛后的弃砂混合后用于壁后注浆材料中代替原配比中砂，筛分后剩余细颗粒废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，再加入水泥和粉煤灰制成壁后注浆材料。本发明专利技术可减少壁后注浆砂浆中原材料的用量，主要把泥水盾构产生的弃砂用于壁后注浆材料中代替壁后注浆砂浆中的砂，废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，所述的壁后注浆材料流动性好、泌水少、早期强度高、能够减少泥水盾构施工带来的泥浆污染和渣土堆放的问题。

Making use of slurry shield slurry abandoning sand to make up grouting material behind wall

The invention discloses a method for preparing wall back grouting material by using slurry and sand discarded by slurry shield tunneling. The method comprises the following steps: firstly, the waste slurry produced by slurry discharge pipe of slurry shield tunneling is sent to the screening machine for screening; secondly, the particles larger than 0.05mm are screened by the first-stage screen and the second-stage screen; After screening, the waste sand is mixed and used to replace the original proportion of medium sand in the back wall grouting material. After screening, the remaining fine-grained waste slurry replaces the bentonite and water in the original proportion, and then cement and fly ash are added to make the back wall grouting material. The invention can reduce the amount of raw materials in the back wall grouting mortar, mainly uses the waste sand produced by the slurry shield to replace the sand in the back wall grouting mortar in the back wall grouting material, and the waste slurry to replace the bentonite and water in the original proportion. The back wall grouting material has good fluidity, less bleeding, high early strength and can reduce the slurry. Mud pollution and muck stacking problems caused by shield construction.

【技术实现步骤摘要】
利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法
本专利技术涉及无机非金属建筑材料类领域。更具体地说，本专利技术涉及利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法。
技术介绍
随着我国城市轨道交通的不断发展，地铁的建设进入了一个高峰期，泥水盾构功法是穿江越海隧道建设中使用最为广泛的施工方法。泥水盾施工过程中，泥浆通过筛分系统，不可避免产生大量的渣土和弃砂，弃砂的外运处理需要较高的运输费用，同时还面临着泥浆污染和大量渣土堆放的难题。泥水盾构隧道施工会产生大量的废弃泥浆，泥浆通过排泥管送至筛分机进行筛分，分为预筛、一级筛和二级筛。预筛主要筛除泥浆中的大颗粒，一级筛和二级筛筛除大部分大于0.05mm的颗粒，剩余细颗粒废弃泥浆需要压滤处理。把通过一级筛和二级筛混合后的砂用于壁后注浆材料中代替原配比中砂，将废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，尽可能利用泥水盾构的废弃材料，将是一种既经济又环保的废弃材料再利用的工艺功法。砂浆分层是壁后注浆材料堵管的主要原因之一，砂浆堵管不仅引起维修等经济损失，还影响施工进度，延误工期。弃砂颗粒较细，废弃泥浆的黏度较高，配制壁后注浆材料可以有效减小砂浆分层，避免在壁后注浆过程中砂浆因分层堵管的现象发生。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，减少壁后注浆砂浆中原材料的用量，主要把泥水盾构产生的弃砂用于壁后注浆材料中代替壁后注浆砂浆中的砂，废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，减少盾构壁后注浆带来的渣土堆放的问题。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，包括以下步骤：步骤一：将泥水盾构出浆管产生的废弃泥浆通过排泥管送至筛分机进行筛分，依次进行预筛、一级筛和二级筛，预筛筛除泥浆中的卵石、砾石等大颗粒，一级筛分和二级筛分筛除大于0.05mm的颗粒；步骤二：通过一级筛和二级筛后的弃砂混合后用于壁后注浆材料中代替原配比中砂，筛分后剩余细颗粒废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，再加入水泥和粉煤灰制成壁后注浆材料。优选的是，壁后注浆材料包括如下组分：水泥、粉煤灰、弃砂、弃浆，各组分的重量配比为：水泥100-300kg/m3，粉煤灰300-500kg/m3，弃砂700-1700kg/m3，弃浆200-500kg/m3。优选的是，一级筛分和二级筛分后的弃砂通过1：1～2：1进行混合使用，也可掺入少量河沙。壁后注浆材料，可用于泥水盾构或者土压盾构的同步注浆砂浆。优选的是，水泥为p42.5级普通或快硬硅酸盐水泥，粉煤灰为一二级粉煤灰。优选的是，还包括步骤三：按照配比要求进行机械混合，并搅拌2～3分钟，立即储存至浆液储存罐，待运输到盾构现场进行灌注。优选的是，所述快硬硅酸盐水泥包括按重量百分数计的如下组分：硅酸盐水泥熟料42～68％，混合渣16～33％，石膏15～22％，缓凝剂1～3％。优选的是，所述缓凝剂包括按重量份计的如下组分：工业废弃石膏20～40份，复合磷酸盐20～40份，甲壳素纤维16～30份，马铃薯改性淀粉16～30份。优选的是，所述缓凝剂的制备方法如下：步骤一：将工业废弃石膏和复合磷酸盐按配比加入到柠檬酸溶液中溶解，滤除杂质，得到第一滤液；步骤二：将甲壳素纤维和马铃薯改性淀粉按配比也加入到柠檬酸溶液中溶解，滤除杂质，得到第二滤液；步骤三：将上述的第一滤液和第二滤液混合均匀，加入到75％的乙醇水溶液中，并升温至98℃，保温10min；步骤四：将步骤三得到的液体进行压滤处理，得到含水率为30％的滤饼，并风干为粉末状固体，即为所述缓凝剂。优选的是，所述快硬硅酸盐水泥的制备方法如下：步骤一：将硅酸盐水泥熟料、混合渣、石膏、缓凝剂按照配比粉磨至比表面为430±10m2/kg；步骤二：将粉磨后的混合物置于混合容器中，在混合容器的底部放置鼓风机，向上不停鼓风，其鼓风的气体为二氧化碳，同时在混合容器的顶部和侧面通过微波对混合容器内的混合物进行处理，处理时间为20～30min；步骤三：在步骤二中，微波处理时间为10min时，在混合容器中不间断地通入水蒸气，通入10min后停止；步骤四：上述微波处理完成后的混合物，急速降温至室温，即得所述快硬硅酸盐水泥。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术的壁后注浆材料包括水泥、粉煤灰、弃砂、弃浆，改变了传统材料中加入大量膨润土的特点，通过盾构筛分后的弃砂代替常规壁后注浆材料中的砂，利用泥水盾构废弃泥浆代替原壁后注浆材料中的膨润土和水形成新型壁后注浆材料，是一种既经济又环保的废弃材料再利用的工艺功法。2、本专利技术的壁后注浆材料具有制成工艺简单、易操作的优点，同时配制的砂浆分层度小、泌水小、工作性能良好、强度性能良好，可以大大的降低壁后注浆材料的成本，节约泥水盾构渣土外运和弃浆处理的费用，多余的弃砂可运送到土压盾构应用，具有很好的经济效益与环境效益。3、本专利技术的弃砂颗粒较细属于特细砂，废弃泥浆的黏度较高，配制壁后注浆材料稳定性好可以有效减小砂浆分层，避免在壁后注浆过程中砂浆因分层堵管的现象发生。4、本专利技术的弃砂弃浆配制壁后注浆砂浆属于废弃物再利用，这对于节约自然资源，减少污染，解决在制备注浆材料过程中的原材料匮乏的问题意义重大。5、本专利技术生产成本低，能满足注浆设备的要求，同时所需的施工步骤简单易行，不存在技术上的难度，因此工程造价低，效果好，施工管理方便，地面沉降控制在允许范围之内。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例1一种利用泥水盾构弃浆弃砂配制壁后注浆材料方法，其制备过程包括如下步骤：步骤一：将泥水盾构出浆管产生的废弃泥浆通过排泥管送至筛分机进行筛分，分为预筛、一级筛和二级筛，预筛主要筛除泥浆中的大颗粒，如卵石、砾石，一级筛和二级筛筛除大部分大于0.05mm的颗粒；步骤二：通过一级筛和二级筛后的弃砂按照1:1混合后用于壁后注浆材料中代替原配比中砂，弃砂重量配比为700-1700kg/m3，筛分后剩余细颗粒废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，弃浆重量配比为200-500kg/m3，再按重量配比加入水泥100-300kg/m3，粉煤灰300-500kg/m3，制成壁后注浆材料；步骤三：按照配比要求进行机械混合，并搅拌2分钟，立即储存至浆液储存罐，待运输到盾构现场进行灌注，其中弃砂粘粒含量为27％。实施例1中壁后注浆材料各组分配比及性能见下表1和表2。表1实施1各实施例的壁后注浆材料各组分配比(kg/m3)实施例水泥粉煤灰弃砂弃浆泥浆比重1-11504408003601.11-21504407505001.2表2实施例1各实施例的壁后注浆材料各项性能上表2结果显示：本专利技术的方法制备的壁后注浆材料可实现高稳定性(分层度≤2mm)、泌水率≤2.5％)和凝结时间(12～17h)的性能，有较高的强度(3天强度>0.9MPa，7天强度>1.3MPa)，性能完全可以满足壁后注浆材料要求。实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将泥水盾构出浆管产生的废弃泥浆通过排泥管送至筛分机进行筛分，依次进行预筛、一级筛和二级筛，预筛筛除泥浆中的卵石、砾石大颗粒，一级筛和二级筛筛除大于0.05mm的颗粒；步骤二：通过一级筛和二级筛后的弃砂混合后用于壁后注浆材料中代替原配比中砂，筛分后剩余细颗粒废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，再加入水泥和粉煤灰制成壁后注浆材料。

【技术特征摘要】
1.利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将泥水盾构出浆管产生的废弃泥浆通过排泥管送至筛分机进行筛分，依次进行预筛、一级筛和二级筛，预筛筛除泥浆中的卵石、砾石大颗粒，一级筛和二级筛筛除大于0.05mm的颗粒；步骤二：通过一级筛和二级筛后的弃砂混合后用于壁后注浆材料中代替原配比中砂，筛分后剩余细颗粒废弃泥浆代替原配比中膨润土和水，再加入水泥和粉煤灰制成壁后注浆材料。2.如权利要求1所述的利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，其特征在于，壁后注浆材料包括如下组分：水泥、粉煤灰、弃砂、弃浆，各组分的重量配比为：水泥100-300kg/m3，粉煤灰300-500kg/m3，弃砂700-1700kg/m3，弃浆200-500kg/m3。3.如权利要求1所述的利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，其特征在于，一级筛分和二级筛分后的弃砂通过1：1～2：1进行混合使用。4.如权利要求2所述的利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，其特征在于，水泥为p42.5级普通或快硬硅酸盐水泥，粉煤灰为一二级粉煤灰。5.如权利要求2所述的利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，其特征在于，还包括步骤三：按照配比要求进行机械混合，并搅拌2～3分钟，立即储存至浆液储存罐，待运输到盾构现场进行灌注。6.如权利要求4所述的利用泥水盾构弃浆弃砂联合配制壁后注浆材料方法，其特征在于，所述快硬硅酸盐水泥包括按重量百分数计的如下组分：硅酸盐水泥熟料42～68％，混合渣16～33％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟世鸿，刘毅，陈培帅，杨钊，贺祖浩，孔茜，李德杰，冯德定，江鸿，罗会武，胡乘凯，杨睿，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，中交武汉智行国际工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42