一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液制造技术

本发明专利技术涉及一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液，该同步注浆浆液为由A液和B液混合搅拌而成的双液浆，其中A液具体成分以每立方米计为：水泥：100～200kg；粉煤灰：400～600kg；膨润土：40～80kg；砂：600～800kg；白灰：20～70kg；水：400～550kg；减水剂：6～9kg；KF‑A：10～20kg；B液具体成分为水玻璃溶液，配比按体积比水玻璃:水＝3～4:1；A液和B液按体积比A液:B液＝10:1的配比混合搅拌而成。本发明专利技术的同步注浆浆液，能够广泛用于粉性土地层，不局限于纯砂卵石层和纯黏土层，双液浆能够在极短的时间内胶凝，迅速起到填充固结的加固效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液
本专利技术涉及盾构隧道施工领域，具体涉及一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液。
技术介绍
盾构掘进过程中为实现盾体顺利转弯、防止盾壳卡顿，刀盘-盾体-管片的外径差会产生一定的开挖间隙。盾构掘进的同时对开挖间隙的填充称为同步注浆，同步注浆浆液的不同配比会改变浆液性质进而影响对地层的扰动、产生不利的地表沉降。同步注浆浆液应具有一定的充填性能、合适的初凝时间以及较好的流动性，而富水地层的同步注浆浆液还应具有较强的保水性和抗水解性能。目前国内广泛应用于盾构隧道建设的同步注浆浆液主要有普通单液浆和添加了水玻璃的双液浆两种，普通单液浆遇水易离析，显然在富水地层中的适用性较差；双液浆相比于单液浆具有胶凝时间短、防水性能稍强、强度和耐久性更高等特点。然而，以上两种典型浆液仍具有防水性能差、填充强度不够等缺陷，特别地针对富水的粉质黏土、粉质砂土地层，其对止水效果和充填性能的要求更高，因此，在富水粉土地层的盾构同步注浆浆液应具有凝结时间短、强度高、止水效果明显的作用。鉴于此，本文根据实际工程背景下富水粉性土地层盾构施工的同步注浆浆液性能需求，提出了一种防水性能高、强度耐久性均可满足施工要求的同步注浆浆液配比。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液，以部分或全部解决现有技术的缺陷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术首先提供一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液，该同步注浆浆液为由A液和B液混合搅拌而成的双液浆，其中A液具体成分以每立方米计为：水泥：100～200kg；粉煤灰：400～600kg；膨润土：40～80kg；砂：600～800kg；白灰：20～70kg；水：400～550kg；减水剂：6～9kg；KF-A：10～20kg；B液具体成分为硅酸钠水玻璃溶液，其波美度不小于45°Bé，配比按体积比硅酸钠水玻璃原液:水＝3～4:1；A液和B液配比按体积比A液:B液＝10:1混合搅拌而成。在一个实施例中，所述水泥为普通硅酸盐水泥；和/或，所述粉煤灰为Ⅱ级灰，其细度满足0.045mm孔筛筛余为20～45％，含水量≤5％；和/或，所述膨润土为钠基膨润土，200目粒径含量超过95％，膨胀指数为12～30ml/2g；和/或，所述砂为中细砂，细度为0.4～1.6；和/或，所述白灰中有效钙和氧化镁的总含量不小于80％；和/或，所述减水剂为普通萘磺酸盐型减水剂，其减水率不低于25％，水化控制时间大于20h，水解度不高于30％；和/或，所述KF-A为市售的铠美创KF-A水泥基渗透结晶性水泥催化剂。在一个实施例中，所述双液浆初凝时间为10～35s、4小时内坍落度不低于23cm，10小时内坍落度不低于18cm，8小时内流动度不小于230mm，抗渗等级达到P12。本专利技术进一步提供一种同步注浆系统，包括第一注浆管路100、第二注浆管路200、混合搅拌泵300和注浆主管路400，其中所述第一注浆管路100连通混合搅拌泵300，第一注浆管路100中具有第一注浆泵101，用于输送浆液A至混合搅拌泵300；所述第二注浆管路200连通混合搅拌泵300，第二注浆管路200中具有第二注浆泵201，用于输送浆液B至混合搅拌泵300；所述混合搅拌泵300连接注浆主管路400，用于将浆液A和浆液B混合搅拌均匀形成双液浆，并泵送双液浆至注浆主管路400；所述注浆主管路400连通盾构隧道管片与土层之间的开挖间隙，注浆主管路400中连接有第一止水阀401，第一止水阀401打开状态下，能够将双液浆注入开挖间隙中。在一个实施例中，所述混合搅拌泵300具有第一入口301、第二入口302以及出浆口303，第一入口301连接第一注浆管路100，第二入口302连接第二注浆管路200，出浆口303连接注浆主管路400。在一个实施例中，还包括冲水管路500，所述冲水管路500连通注浆主管路400，冲水管路500中连接有抽水泵501和第二止水阀502，第二止水阀502打开状态下，能够向混合搅拌泵300、第一注浆管路100、第二注浆管路200输送冲刷水以冲刷管路。在一个实施例中，所述冲水管路500连通在注浆主管路400的位于混合搅拌泵300的出浆口303与第一止水阀401之间的位置。在一个实施例中，所述第二止水阀502设置在冲水管路500与注浆主管路400的交界处。本专利技术还提供一种同步注浆方法，包括以下步骤：S10、配置A液：S101、将各组分进行分组：粉煤灰和砂为第一组，水泥、膨润土和白灰为第二组，70-80％的水为第三组，减水剂、KF-A和20-30％的水为第四组，按照设计配比分别量取四组组分待用；S102、投放第一组，将粉煤灰和砂投放至搅拌罐，边投放边搅拌均匀；S103、投放第二组，将水泥、膨润土和白灰投放至搅拌罐，边投放边搅拌均匀，形成混合均匀的干料混合物；S104、投放第三组，将70-80％的水加入搅拌罐并继续搅拌，搅拌时间不超过20min，直至搅拌均匀，形成混合均匀的浆液；S105、混合第四组，将减水剂和KF-A加入20-30％的水中混合均匀，形成外加剂溶液；S106、投放第四组，将外加剂溶液加入搅拌罐内的浆液中并不断搅拌，直至搅拌均匀形成浆液，并继续不断搅拌；S20、配置B液：将硅酸钠水玻璃原液按照设计配比加水调节成硅酸钠水玻璃溶液；S30、打开第一止水阀401，关闭第二止水阀502，第一注浆管路100输送A液至混合搅拌泵300，同时第二注浆管路200输送B液至混合搅拌泵300；S40、混合搅拌泵300将A液和B液混合搅拌均匀形成双液浆，然后压力注入盾构隧道管片与土层之间的开挖间隙中。在一个实施例中，还包括步骤：S50、关闭第一止水阀401，打开第二止水阀502，冲水管路500输送冲刷水经混合搅拌泵300、第一注浆管路100、第二注浆管路200以冲刷管路。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术的用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液，针对目前实际施工中对于介于砂性土和黏性土间的粉性土的定性考虑不足，同步注浆浆液不明确，兼顾砂性土和黏性土的浆液特性，能够广泛用于粉性土地层，组分配比更合理，具有适中的稠度和流动性，能够很好地流入粉性土地层的孔隙中，起到很好的堵塞、密实、加固作用，且浆液的填充量也不需要如纯砂土地层中那么大。双液浆能够在极短的时间内胶凝，迅速起到填充固结的加固效果，并且能够提前1～2天达到一般浆液的早期强度(3～7天)；添加KF-A与水泥颗粒混合后使得在较短时间内裂解得到的超细水泥微粒分布压紧了空间缝隙，能够大幅度提高水泥的致密性和防水作用，浆液凝固后的抗渗性能高，并且能够起到一定的抗酸碱和氯离子腐蚀的能力，对地下水无污染性。配套使用的同步注浆系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液，其特征在于该同步注浆浆液为由A液和B液混合搅拌而成的双液浆，其中/nA液具体成分以每立方米计为：水泥：100～200kg；粉煤灰：400～600kg；膨润土：40～80kg；砂：600～800kg；白灰：20～70kg；水：400～550kg；减水剂：6～9kg；KF-A：10～20kg；/nB液具体成分为硅酸钠水玻璃溶液，其波美度不小于45°Bé，配比按体积比硅酸钠水玻璃原液:水＝3～4:1；/nA液和B液配比按体积比A液:B液＝10:1混合搅拌而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于富水粉性土地层的盾构开挖间隙同步注浆浆液，其特征在于该同步注浆浆液为由A液和B液混合搅拌而成的双液浆，其中
A液具体成分以每立方米计为：水泥：100～200kg；粉煤灰：400～600kg；膨润土：40～80kg；砂：600～800kg；白灰：20～70kg；水：400～550kg；减水剂：6～9kg；KF-A：10～20kg；
B液具体成分为硅酸钠水玻璃溶液，其波美度不小于45°Bé，配比按体积比硅酸钠水玻璃原液:水＝3～4:1；
A液和B液配比按体积比A液:B液＝10:1混合搅拌而成。


2.根据权利要求1所述的同步注浆浆液，其特征在于：
所述水泥为普通硅酸盐水泥；和/或，
所述粉煤灰为Ⅱ级灰，其细度满足0.045mm孔筛筛余为20～45％，含水量≤5％；和/或，
所述膨润土为钠基膨润土，200目粒径含量超过95％，膨胀指数为12～30ml/2g；和/或，
所述砂为中细砂，细度为0.4～1.6；和/或，
所述白灰中有效钙和氧化镁的总含量不小于80％；和/或，
所述减水剂为普通萘磺酸盐型减水剂，其减水率不低于25％，水化控制时间大于20h，水解度不高于30％；和/或，
所述KF-A为市售的铠美创KF-A水泥基渗透结晶性水泥催化剂。


3.根据权利要求1或2所述的同步注浆浆液，其特征在于：
所述双液浆初凝时间为10～35s、4小时内坍落度不低于23cm，10小时内坍落度不低于18cm，8小时内流动度不小于230mm，抗渗等级达到P12。


4.一种用于权利要求1-3所述的同步注浆浆液的同步注浆系统，其特征在于：包括第一注浆管路(100)、第二注浆管路(200)、混合搅拌泵(300)和注浆主管路(400)，其中
所述第一注浆管路(100)连通混合搅拌泵(300)，第一注浆管路(100)中具有第一注浆泵(101)，用于输送浆液A至混合搅拌泵(300)；
所述第二注浆管路(200)连通混合搅拌泵(300)，第二注浆管路(200)中具有第二注浆泵(201)，用于输送浆液B至混合搅拌泵(300)；
所述混合搅拌泵(300)连接注浆主管路(400)，用于将浆液A和浆液B混合搅拌均匀形成双液浆，并泵送双液浆至注浆主管路(400)；
所述注浆主管路(400)连通盾构隧道管片与土层之间的开挖间隙，注浆主管路(400)中连接有第一止水阀(401)，第一止水阀(401)打开状态下，能够将双液浆注入开挖间隙中。


5.根据权利要求4所述的同步注浆系统，其特征在于：
所述混合搅拌泵(300)具有第一入口(301)、第二入口(302)以及出浆口(303)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志勇，杨星，丁彦杰，江玉生，李元凯，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，北京市轨道交通建设管理有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11