回填泥浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种回填泥浆及其制备方法和应用，所述回填泥浆包括以下质量份数的各组分：水445‑455份，黏土260‑265份，水泥30‑35份，碱性无机物4‑5份，土体固化剂2‑3份，聚丙烯酰胺1份。该回填泥浆的稳定性、支护性、防止扩散性、耐久性能优异，可用于顶管退管工程。

Backfill slurry and its preparation method and Application

The invention discloses a backfill slurry and its preparation method and application. The backfill slurry comprises the following components: water 445 455, clay 260 265, cement 30 35, alkaline inorganic 4 5, soil solidifying agent 2 3, polyacrylamide 1. The backfill slurry has excellent stability, support, anti-diffusion and durability, and can be used in pipe jacking and pipe withdrawal engineering.

【技术实现步骤摘要】
回填泥浆及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种回填泥浆及其制备方法和应用。
技术介绍
顶管在施工过程中可能会遇到重要的已建地下构筑物、复杂地层或者其他情况从而导致无法继续顶进，此时需要放弃原有顶进方案重新规划顶进轴线。但废弃管线可能会对将来新建地下管线施工造成障碍，同时也可能引发次生灾害，因此应对原管线进行回收处理。对于埋深较浅的管道，可以通过地面开挖，将埋在地下的管道直接取出。对于埋深较深的管道，则需要在顶进管道的洞口内将其沿顶进线路退回，在管道结构退出的同时，需要及时对管道退出位置进行注土回填，即称之为退管注土。在退管施工过程中，如果回填土能够有效填充原顶管位置空隙，将避免或者减少施工过程对相邻土层的二次扰动，预防发生地表沉降等次生灾害，同时回填过程的注土压力将帮助管节平稳回退，从而有效降低工程成本，保障退管施工安全。在饱和砂粉质粘土土层中进行退管注土，由于地层含水量大，易发生液化、流沙、土体变形等问题，如回填土粘度过小或注土压力过小时，可能会引起土的强度过低，空隙未有效填充，进而地层损失引发地表塌陷变形；如回填土含水量过大或注土压力过大时，注入的回填土会往管道四周扩散，土体应力形成反压力包裹在管道外壁四周，造成管节外壁摩阻力急剧增大，使退管施工受阻。因此回填注土效果对退管施工的成败起到了决定性的作用。现有的退管注土工艺主要是考虑回填土的制备、运输及注土量控制等，即将制备的泥浆经管道注入地层空隙处，通过增减注浆量不断调整注浆压力，从而达到退管速度与注土量的平衡。此种工艺比较泛泛，针对性不强，并没有对土层的性质作细致的分析，遇到特殊土层时则不能有效填充地层，且泥浆对地层的支护性能也有很大的局限性。多采用一般地下工程弃土加水简易搅拌，控制坍落度在100mm～300mm，有时也加入改良剂，该种回填土在软土土层中退管注入时存在弊端，主要表现为：稳定性差、支护性差、易扩散、耐久性能差。因此，寻找一种稳定性、支护性、防止扩散性优异的回填土浆是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于为了克服现有技术中存在的回填泥浆稳定性差、支护性差、易扩散、耐久性能差的缺陷，从而提供了一种回填泥浆及其制备方法和应用，所述回填泥浆的稳定性、支护性、防止扩散性、耐久性能优异，可用于顶管退管工程。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种回填泥浆，其包括以下质量份数的各组分：本专利技术中，所述回填泥浆可由以下质量份数的各组分组成：本专利技术中，所述回填泥浆可由以下质量份数的各组分组成：本专利技术中，所述碱性无机物可为本领域常规，较佳地为碳酸钠和/或氢氧化钠。本专利技术中，所述土体固化剂可为本领域常规，较佳地为NCS固化剂，所述NCS固化剂为本领域常规，是新型复合粘性土固化材料的简称，一般由石灰、水泥和合成添加剂改性而成，其与土颗粒发生物理化学反应，使土颗粒紧密，彼此聚集成土团。NCS固化剂更佳地为NCS-3型固化剂。所述NCS-3型固化剂为北京路特行技术有限责任公司的产品。本专利技术中，所述碱性无机物为碳酸钠，所述土体固化剂为NCS固化剂。本专利技术中，所述黏土可为本领域常规使用的黏土，较佳地具有以下物理力学性质：含水量为50％，重度为16～18KN/m3，比重为2.6～2.8，孔隙比为1.4～1.5，粘聚力为12～13kPa，内摩擦角为12.5°～15°，静止侧压力系数为0.5～0.6，其中所述粘聚力由本领域常规的固结快剪试验测得，其中百分比为质量百分比。本专利技术中，所述聚丙烯酰胺可为本领域常规的聚丙烯酰胺，较佳地纯度在98％以上，较佳地为98.6％。本专利技术中，所述水可为本领域常规使用的水，例如自来水。本专利技术中，所述水泥可为本领域常规使用的水泥，较佳地为P.O32.5R水泥，用于使回填土提前形成强度，增强其稳定性。本专利技术中，所述回填泥浆的坍落度为100mm-150mm。本专利技术还提供了所述回填泥浆的制备方法，其包括下述步骤：将所述回填泥浆的各成分混合均匀，得回填泥浆。本专利技术中，所述混合可采用本领域常规混合方法，较佳地在搅拌器中搅拌，所述搅拌器可为本领域常规。本专利技术还提供了所述回填泥浆在顶管退管工程中的应用。本专利技术中，所述应用较佳地包括以下步骤：将所述回填泥浆运输至顶管的管道中，之后通过管端封门上的注浆孔随退管过程注入退管产生的地层空隙内。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术所用试剂和原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术所述的回填泥浆稳定性、支护性、防止扩散性、耐久性能优异，可用于顶管退管工程，尤其适用于填充饱和软弱地层空隙，在使用过程中注浆量得以大大降低，阻止回填泥浆向退管前端地层扩散，大大降低的管道外壁的摩阻力，降低了退管的拉力，减小了退管设备损耗和顶管结构的受力，并且在退管前端形成隔水层，在地层中形成稳定的支撑，最终与地层形成固结。附图说明图1为采取本专利技术实施例1和对比例1的回填泥浆进行模型试验得到的退管拉力随退管距离的变化情况。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。以下实施例和对比例中，所述水为自来水；所述黏土的物理力学性质为：含水量为50％，重度为16.7KN/m3，比重为2.75，孔隙比为1.412，粘聚力为12kPa，内摩擦角为12.5°，静止侧压力系数为0.57；所述水泥为P.O32.5R水泥，其中，百分比为质量百分比；所述聚丙烯酰胺的纯度为98.6％，其中，百分比为质量百分比；所述NCS-3型固化剂购自北京路特行技术有限责任公司。实施例1称取以下质量份数的各组分：将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。实施例2将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。实施例3将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。对比例1称取以下质量份数的各组分：将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。对比例2将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。对比例3将上述组分加入搅拌器，搅拌均匀得到回填泥浆。效果实施例1根据本领域常规方法，测定实施例1～3和对比例1～3所制备的回填泥浆的坍落度，结果见表1。表1项目坍落度(mm)状态实施例1121膏状实施例2108膏状实施例3130膏状对比例1221流体状对比例2185流体状对比例389固态由表1可知，实施例1～3的坍落度落在100～150mm之间，呈膏状，流动性适中，不易扩散，稳定性好。效果实施例2分别用实施例1～3和对比例1～3所制备的回填泥浆进行注浆试验。所选择的土层下半部分为粉质黏土夹粉性土层、上半部分为砂质粉土，采用常规使用的土砂泵将制得的回填泥浆运输至顶管的管道中，之后通过管端封门上的注浆孔随退管过程注入退管产生的地层空隙。通过对注浆试验中的数据统计、对比发现：在注浆过程中，采用实施例1中的回填泥浆时，退管总注浆量为2657.54cm3，且注浆压力在退管过程中稳定维持在22kPa。退管拉力随着管片退出，摩擦力逐渐减小使得退管拉力逐渐稳步减小，见图1。而使用对比例1中的回填泥浆时，退管总注浆量达到3208.12cm3，而注浆压力在退管过程中变化幅度较大，同时管壁周围泥浆流入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回填泥浆，其包括以下质量份数的各组分：

【技术特征摘要】
1.一种回填泥浆，其包括以下质量份数的各组分：2.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述回填泥浆由以下质量份数的各组分组成：3.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述碱性无机物为碳酸钠和/或氢氧化钠。4.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述土体固化剂为NCS固化剂，较佳地为NCS-3型固化剂。5.如权利要求1或2所述的回填泥浆，其特征在于，所述碱性无机物为碳酸钠，所述土体固化剂为NCS固化剂。6.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述水泥为P.O32.5R水泥。7.如权利要求1所述的回填泥浆，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的纯度在98％以上，较佳地为...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄亮，王剑锋，张涛，廖晨聪，王文章，王帅，
申请(专利权)人：上海公路桥梁集团有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31