一种大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆及其制备方法，所述的减阻触变泥浆由组分A和组分B组成，以重量份数计，其中：组分A包括钠基膨润土70～100份、碱性无机处理剂2～4份、聚丙烯酸钾4～8份以及水788～824份；组分B包括聚阴离子纤维素10～20份、乙烯—醋酸乙烯酯乳胶粉4～8份以及水72～86份；根据不同的地质条件，将所述组分A与组分B按照质量比9：(1～1.5)比例混合，形成所述的减阻触变泥浆。本发明专利技术提供的减阻触变泥浆不仅拥有优异的润滑减阻触变性、稠化性能和固化性能，且可通过调控组分A与组分B的混合比例，得到满足不同地质条件所需性能要求的泥浆，另外本发明专利技术泥浆成分简单，制备方法简单，减少了材料和施工成本，适于向市场推广。适于向市场推广。

【技术实现步骤摘要】
一种大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及土木工程
，具体涉及一种大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆及制备方法。

技术介绍

[0002]随着城市地下工程的快速发展，非开挖技术受到越来越广泛的重视。相较于传统的开挖施工，非开挖技术具有对环境污染以及交通影响小、施工快速、综合经济效益高等优势。其中顶管法作为最常用的一种修建地下管廊的工艺技术也得到了广泛的研究。在顶管施工中减阻泥浆扮演着重要的角色，触变泥浆是：将膨润土与水按一定比例拌合，并添加相应的外加剂。经过搅拌、泵送、流动等外界扰动后，浆液能够由凝胶体变为流态，并且静置后又能够由流态(膨润土颗粒呈分散状态)变为凝胶体(膨润土颗粒呈絮凝状态)。这种流态和凝胶体之间的交替可以发生多次的特性称为触变性。其作用有以下几个方面：一是起减阻作用，可将顶进管道与土体之间的干摩擦转换为液体摩擦，减少顶进阻力；二是起填充支撑作用，浆液在静置后变为凝胶体，能够有效填充支撑管节结构与外围土体之间的空隙，减小地层扰动和沉降变形，确保周边环境安全可控。因此，对顶管施工中触变泥浆的配制及注浆技术进行研究非常重要。
[0003]近年来，顶管工程的发展趋势朝着大直径及长距离的方向快速迈进，对触变泥浆的减阻效果要求越来越高。但现有技术中，触变泥浆的组成通常较为复杂，不仅泥浆流动性差、失水量大、膨化时间长，且实际工程中对注浆的时间和使用量不能很好的掌握，最终反而会造成泥浆因过早或过晚干燥而造成阻力增大或未达到固定作用的结果，对不同地质环境调控性差；另外，现有的触变泥浆所能起到的减阻作用较小，难以满足大直径、长距离顶进施工的减阻要求，导致顶进施工困难，耗费工时，并且不能形成优质的泥皮支撑土体，造成土体坍塌、路面下沉等问题。
[0004]基于上述，本领域亟需研究一种触变性和减阻效果好、且可根据不同地质条件调控泥浆性能的触变泥浆材料，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种具有优良的触变性和减阻效果、且可根据不同地质条件调控泥浆性能的大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆及其制备方法，以解决传统触变泥浆成分复杂且膨化时间长、减阻效果不佳、可调控性差等的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术首先提供了一种大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆，该减阻触变泥浆由组分A和组分B组成，以重量份数计，其中：
[0007]所述组分A为护壁组分，包括：钠基膨润土70～100份、碱性无机处理剂2～4份、聚丙烯酸钾4～8份以及水788～824份；
[0008]所述组分B为减阻触变组分，包括：聚阴离子纤维素10～20份、乙烯—醋酸乙烯酯乳胶粉4～8份以及水72～86份；
[0009]根据不同的地质条件，所述组分A与组分B按照质量比9：(1～1.5)比例混合，形成所述的减阻触变泥浆
[0010]优选地，所述的钠基膨润土的细度为200～400目。
[0011]优选地，所述的碱性无机处理剂为碳酸钠或氢氧化钠。
[0012]本专利技术还提供了一种用于制备前面任一所述的大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1，按原料组成称取各组分；
[0014]S2，将钠基膨润土、碱性无机处理剂、聚丙烯酸钾和水混合均匀，调节pH为9～10，搅拌均匀后静置膨化12小时，形成组分A；
[0015]S3，将乙烯—醋酸乙烯酯乳胶粉、聚阴离子纤维素和水混合并搅拌均匀，形成组分B；
[0016]S4，将组分A与组分B按照质量比9：(1～1.5)比例混合均匀，得到所述的减阻触变泥浆。
[0017]优选地，S2和S3中所述搅拌均匀的时间为25～35min。
[0018]所制备得到的减阻触变泥浆的主要性能为：粘度30
‑
45s，失水量≤15mL/30min，pH 9～10，动切力35～40Pa，稠度指数50
‑
65PaS，平均摩阻力0.35～0.45KN/m2。
[0019]相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：
[0020](1)本专利技术提供的减阻触变泥浆拥有优异的润滑减阻触变性、稠化性能和固化性能，可减少顶管顶进时的摩阻力，具有良好的填补和防塌效果，满足大直径长距离顶进施工所需性能要求。
[0021](2)本专利技术提供的减阻触变泥浆包括护壁组分A和减阻触变组分B，其中的聚丙烯酸钾具有降失水的性能，起到防塌剂的作用；聚阴离子纤维素具有良好的降失水性以及增稠性；另外，创新加入的乙烯—醋酸乙烯酯乳胶粉能显著提升泥浆的触变性和减阻作用，三者发挥协同效应。
[0022](3)本专利技术提供的减阻触变泥浆可根据不同的地质条件，将组分A与组分B按照质量比9：(1～1.5)比例混合，调控减阻触变泥浆的性能，得到满足实际使用需求的触变减阻泥浆。
[0023](4)本专利技术泥浆成分简单，制备方法简单，减少了材料和施工成本，适于向市场推广。
具体实施方式
[0024]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术首先提供了一种大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆，该减阻触变泥浆由组分A和组分B组成，以重量份数计，其中：
[0026]所述组分A为护壁组分，包括：钠基膨润土70～100份、碱性无机处理剂2～4份、聚丙烯酸钾4～8份以及水788～824份；
[0027]所述组分B为减阻触变组分，包括：聚阴离子纤维素10～20份、乙烯—醋酸乙烯酯乳胶粉4～8份以及水72～86份；
[0028]其中，聚丙烯酸钾具有降失水的性能，起到了防塌剂的作用，能够增加膨润土的间距，提升泥浆的稳定性；聚阴离子纤维素具有良好的降失水性以及增稠性；乙烯—醋酸乙烯酯乳胶粉能显著提升泥浆的触变性和减阻作用，且三者发挥协同效应。
[0029]根据不同的地质条件，所述组分A与组分B按照质量比9：(1～1.5)比例混合，形成所述的减阻触变泥浆。当顶进施工摩擦阻力小的地质时(如淤泥层)，与组分A混合的组分B用量无需太多，即可得到大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆；当顶进施工摩擦阻力大的地质时(如砂层)，需要加大组分B的用量，以提高触变泥浆的触变性能和减阻作用。
[0030]优选地，所述的钠基膨润土的细度为200～400目。
[0031]优选地，所述的碱性无机处理剂为碳酸钠或氢氧化钠。
[0032]本专利技术还提供了一种用于制备前面任一所述的大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆的制备方法，包括以下步骤：
[0033]S1，按原料组成称取各组分；
[0034]S2，将钠基膨润土、碱性无机处理剂、聚丙烯酸钾和水混合均匀，调节pH为9～10，搅拌均匀后静置膨化12小时，形成组分A；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆，其特征在于，所述的减阻触变泥浆由组分A和组分B组成，以重量份数计，其中：所述组分A包括：钠基膨润土70～100份、碱性无机处理剂2～4份、聚丙烯酸钾4～8份以及水788～824份；所述组分B包括：聚阴离子纤维素10～20份、乙烯—醋酸乙烯酯乳胶粉4～8份以及水72～86份；根据不同的地质条件，将所述组分A与组分B按照质量比9：(1～1.5)比例混合，形成所述的减阻触变泥浆。2.如权利要求1所述的大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆，其特征在于，所述的钠基膨润土的细度为200～400目。3.如权利要求1所述的大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆，其特征在于，所述的碱性无机处理剂为碳酸钠或氢氧化钠。4.一种用于制备权利要求1
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3中任一项所述的大直径长距离顶进施工用减阻触变泥浆的制备方法，其特征在于，所述减阻触变泥浆的制备方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，孙东晓，陈钱宝，苏炜斌，刘学明，姚松柏，李瑾如，董志强，胡洋，
申请(专利权)人：中铁上海工程局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：