一种凝结时间可控的壁后注浆浆液、注浆工艺及注浆装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种凝结时间可控的壁后注浆浆液、注浆工艺及注浆装置，该壁后注浆浆液包括水泥砂浆、水玻璃和缓凝剂；缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的1％‑10％；水玻璃添加量为水泥砂浆体积的5％‑10％。本发明专利技术还提供了上述壁后注浆工艺。该注浆装置包括第一砂浆罐、与第一砂浆罐通过第一管道连通用于混浆的第二砂浆罐，分别通过第二管道、第三管道与第二砂浆罐连通的第一储料罐、第二储料罐，第二砂浆罐上设置有壁后注浆管；第一管道、第二管道、第三管道上分别设置有流量控制泵。本发明专利技术通过调整水玻璃与缓凝剂的掺量调整水泥砂浆的凝结时间，解决了单液浆凝结时间过长所造成的管片上浮、地表下沉、凝结时间过短等问题。

A grouting slurry, grouting technology and grouting device with controllable setting time behind the wall

【技术实现步骤摘要】
一种凝结时间可控的壁后注浆浆液、注浆工艺及注浆装置
本专利技术涉及一种注浆浆液、注浆工艺及注浆装置，尤其涉及一种凝结时间可控的壁后注浆浆液、注浆工艺及注浆装置。
技术介绍
在盾构隧道施工过程中，壁后注浆是填充盾尾空隙、防止地表沉降、稳定衬砌管片的重要工序。但目前多使用硬性浆、惰性浆进行注浆充填，浆液的凝结时间长，注入盾尾空隙后，浆液呈液态流动状态的持续时间长，产生的浮力作用在管片上使得管片发生上浮位移，不利于管片的稳定；在注浆压力的驱使下，也会出现流动至刀盘处的现象，使得盾尾空隙填充不实，同时也会产生地表沉降。并且，在渗透系数较大的土层中，浆液会在凝结过程中流失，造成管片上方与土体间形成空洞，在间隙水丰富的土层，即使地铁或隧道运营时，也会出现渗水等情况，施工单位需要反复的进行二次注浆，造成人力、物力、财力的浪费。水泥-水玻璃双液浆为瞬凝型浆液，注入后即凝结，虽然可以解决上述浆液流动时间长的问题，但由于目前的注浆管理手段欠缺，双液注浆易发生堵管以及浆液箍住盾尾的现象，严重影响施工效率。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一个目的是提供一种能够防止管片上浮、地表沉降且不易发生堵管的凝结时间可控的壁后注浆浆液；本专利技术的第二个目的是提供一种凝结时间可控的壁后注浆工艺；本专利技术的第三个目的是提供一种凝结时间可控的壁后注浆装置。技术方案：本专利技术的凝结时间可控的壁后注浆浆液，包括水泥砂浆、水玻璃和缓凝剂；所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的1％-10％；所述水玻璃的体积为水泥砂浆体积的5％-10％。优选地，所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的5％-10％。优选地，所述水泥砂浆与水玻璃、缓凝剂在注入注浆管前混合形成所述壁后注浆浆液。本专利技术还提供了利用上述凝结时间可控的壁后注浆浆液的注浆工艺，包括以下步骤：(1)配制水泥砂浆浆液，放入第一砂浆罐；(2)根据盾尾空隙计算所需水泥砂浆量，取第一砂浆罐中相应量的水泥砂浆注入第二砂浆罐中；(3)按配方向第二砂浆罐中加入缓凝剂、水玻璃，搅拌后形成所述壁后注浆浆液，通过注浆管注入盾尾空隙。进一步地，步骤(3)中，根据盾构掘进速度实时调节所述水泥砂浆、缓凝剂、水玻璃的加入量，用于控制浆液凝结时间。进一步地，步骤(3)中，向所述第二砂浆罐中先加入缓凝剂，后加入水玻璃。进一步地，步骤(3)中，所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的5％-10％；此时，当水泥砂浆与水玻璃的体积比为20:1时，可以控制凝结时间为0.5h-3h。步骤(3)中，水玻璃的体积为水泥砂浆体积的5％-10％，相较于水泥-水玻璃浆液中1:1的体积比，在达到同样凝结时间的前提下，节省水泥用量，更为经济。进一步地，步骤(2)中，根据盾构机掘进速度换算出形成的所述盾尾空隙，填充所述盾尾空隙所需的水泥砂浆量为所述盾尾空隙体积的1.2-1.5倍。进一步地，步骤(3)中水玻璃的波美度为30-40°Bé，二氧化硅与氧化钠含量的比值为2.8-3。本专利技术还提供了上述凝结时间可控的壁后注浆工艺使用的装置，包括用于储存水泥砂浆的第一砂浆罐、与第一砂浆罐通过第一管道连通用于制备壁后注浆浆液的第二砂浆罐，分别通过第二管道、第三管道与第二砂浆罐连通的第一储料罐、第二储料罐，所述第二砂浆罐上设置有壁后注浆管；所述第一管道、第二管道、第三管道上分别设置有流量控制泵。有益效果：本专利技术与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1、本专利技术在通入壁后注浆管注浆前使水玻璃、缓凝剂与水泥砂浆混合形成的注浆浆液，使得浆液的凝结时间可控，防止了管片上浮、地表沉降且不易发生堵管。2、在达到同样凝结时间的前提下，本专利技术的水玻璃和缓凝剂的添加比例节省了水泥用量。3、在不改变原有注浆管路的情况下，本专利技术的壁后注浆装置实现了水泥-水玻璃-缓凝剂复合浆液的单管注入，优化了原有双液浆双管单头的注入方式。4、注浆装置具有同时储存水泥砂浆与复合浆液的功能，并可在复合浆液罐中实施配制复合浆液，实现对浆液凝结时间的实时控制。5、本专利技术的壁后注浆工艺，在通过壁后注浆管注浆前，调整水玻璃与缓凝剂的掺量调整水泥砂浆的凝结时间，使得注入盾尾空隙的浆液相对单液浆迅速失去流动状态，避免了管片上浮，防止了地表沉降，降低了凝结时间过短易造成堵管的风险，提高了工作效率。附图说明图1为本专利技术的壁后注浆装置示意图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1本专利技术的壁后注浆浆液，包括水泥砂浆、水玻璃、缓凝剂；本专利技术的水泥砂浆可采用现场搅拌方式配置或购买商品浆液，本实施例的水泥砂浆为实验室自行配置，具体配方如表1所示，水泥砂浆的配方可以为：水泥50-150kg/m3、粉煤灰250-400kg/m3、砂850-1100kg/m3、膨润土50-120kg/m3、水350-500kg/m3。本实施例的水玻璃的波美度为30-40°Bé，水玻璃中二氧化硅与氧化钠含量的比值为2.8-3，缓凝剂为磷酸二氢钠，还可以为其他常用缓凝剂；本实施例中添加的缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的10％；添加的水玻璃的体积为水泥砂浆体积的5％。表1水泥砂浆实验室配方配比水泥粉煤灰砂膨润土水含量(kg/m3)603001000120495将本实施例的壁后注浆浆液应用于盾构隧道施工过程中的壁后注浆：首先配置本实施例的水泥砂浆，按照本实施例的添加比例向水泥砂浆中依次加入缓凝夜、水玻璃，搅拌均匀后通过注浆管注浆，测得凝结时间为150min。实施例2在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，本实施例的缓凝剂添加量为水泥砂浆中水泥质量的5％；水玻璃的添加量为水泥砂浆体积的5％，按实施例1的测试方法，测得凝结时间为35min。实施例3在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，本实施例的缓凝剂的添加量为水泥砂浆中水泥质量的8％；水玻璃的添加量为水泥砂浆体积的5％，按实施例1的测试方法，测得凝结时间为100min。实施例4在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，本实施例的缓凝剂的添加量为水泥砂浆中水泥质量的6％；水玻璃的添加量为水泥砂浆体积的5％，按实施例1的测试方法，测得凝结时间为40min。实施例5在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，本实施例的缓凝剂的添加量为水泥砂浆中水泥质量的8％；水玻璃的添加量为水泥砂浆体积的10％，按实施例1的测试方法，测得凝结时间为50min。实施例6在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，本实施例的缓凝剂的添加量为水泥砂浆中水泥质量的1％；水玻璃的添加量为水泥砂浆体积的10％，按实施例1的测试方法，测得凝结时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凝结时间可控的壁后注浆浆液，其特征在于，包括水泥砂浆、水玻璃和缓凝剂；所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的1％-10％；所述水玻璃的体积为水泥砂浆体积的5％-10％。/n

【技术特征摘要】
1.一种凝结时间可控的壁后注浆浆液，其特征在于，包括水泥砂浆、水玻璃和缓凝剂；所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的1％-10％；所述水玻璃的体积为水泥砂浆体积的5％-10％。


2.根据权利要求1所述的凝结时间可控的壁后注浆浆液，其特征在于，所述水泥砂浆与水玻璃、缓凝剂在通过注浆管注浆前混合形成所述壁后注浆浆液。


3.一种利用权利要求1所述凝结时间可控的壁后注浆浆液的注浆工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制水泥砂浆浆液，放入第一砂浆罐；
(2)根据盾尾空隙计算所需水泥砂浆量，取第一砂浆罐中相应量的水泥砂浆注入第二砂浆罐中；
(3)按配方向第二砂浆罐中加入缓凝剂、水玻璃，搅拌后形成所述壁后注浆浆液，通过注浆管注入盾尾空隙。


4.根据权利要求3所述凝结时间可控的注浆工艺，其特征在于，步骤(3)中，根据盾构掘进速度实时调节所述水泥砂浆、缓凝剂、水玻璃的加入量，用于控制浆液凝结时间。


5.根据权利要求3所述的凝结时间可控的壁后注浆工艺，其特征在于，步骤(3)中，向所述第二砂浆罐中先加入缓凝剂，后加入水玻璃。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟，徐超，种记鑫，邢慧堂，陆凯君，钱勇进，王璐，张锟，刘毅，胡涧楠，
申请(专利权)人：河海大学，济南轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32