一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕及可控水泥浆配置方法技术

本发明专利技术公开了一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕及可控水泥浆配置方法。现有隧道帷幕采用的水泥浆不能有效挤密加固区域内土体，结石率低，单价高。本发明专利技术采用水灰比1:1的可控水泥浆形成隧道帷幕；可控水泥浆采用双浆法配置，将添加剂浆液和水灰比为0.8:1的普通水泥浆浆液按比例混合搅拌制成。本发明专利技术采用的可控水泥浆成本低、析水量少，结石率高，提高了浆液的填充性能，可以挤密加固区域的土体；可控水泥浆配置方法简单，在隧道帷幕注浆工程中具有广阔的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕及可控水泥浆配置方法


[0001]本专利技术属于隧道注浆加固
，具体涉及一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕及可控水泥浆配置方法。

技术介绍

[0002]银西高速铁路上阁村隧道全长6782.45m，隧道最大埋深102m，地层为第四系中更新统风积黏质黄土，呈棕黄色，针状孔隙发育，硬塑为主，局部软塑，拱部位于地下水位线附近。隧道开挖掌子面有渗(出)水现象，呈点线状或面状，土体遇水浸泡后呈软塑状，自稳性差。为保证隧道开挖的安全，沿隧道周边对软弱地层进行注浆加固，形成闭环的帷幕。现有施工采用以下两种型式的隧道帷幕：
[0003]1)注普通水泥浆形成的隧道帷幕
[0004]普通水泥浆采用普通硅酸盐水泥和水，通过机械搅拌而成。隧道帷幕注浆常用的浆液为水灰比0.8:1的普通水泥浆，普通水泥浆的优点是单价低，507元/m3。普通水泥浆的缺点是浆液顺地层节理、裂隙流失量大，浆液流失导致注浆压力长时间很低，不能有效挤密加固区域内土体；浆液硬化后，结石率为75％，仍然会出现25％的空洞。多方面因素导致注普通水泥浆形成的隧道帷幕产生了较多的问题。
[0005]2)注普通水泥—水玻璃双液浆形成的隧道帷幕
[0006]普通水泥浆(水灰比0.8:1)与水玻璃(浓度35Be
′
)溶液按体积比1：1混合，形成普通水泥—水玻璃双液浆。普通水泥—水玻璃双液浆的优点是凝胶时间短，浆液没有流失；普通水泥—水玻璃双液浆的缺点是单价高，1152元/m3。注普通水泥—水玻璃双液浆形成隧道帷幕的问题是造价高。

技术实现思路

[0007]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕及可控水泥浆配置方法，施工工艺简单且成本低。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0009]一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕，采用水灰比1:1的可控水泥浆形成。
[0010]具体地，所述水灰比1:1的可控水泥浆采用双浆法配置，具体包括如下步骤：
[0011]步骤一：配置添加剂浆液；
[0012]步骤二：配置水灰比为0.8:1的普通水泥浆浆液；
[0013]步骤三：在搅拌桶内，将所述添加剂浆液和水灰比为0.8:1的普通水泥浆浆液按比例混合搅拌，制成水灰比1:1的可控水泥浆。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]1)本专利技术采用可控水泥浆形成隧道帷幕，由于浆液是可控水泥浆，可控水泥浆20～30min凝胶，浆液压入地层后能短时间失去流动性，防止了浆液流失；可控水泥浆析水量≤2％，析水量少，防止了析水软化地层；结石率≥98％，结石率高，提高了浆液的填充性能，
可以挤密加固区域的土体；且施工工艺简单；
[0016]2)可控水泥浆浆液单价700～800元/m3，普通水泥—水玻璃双液浆单价1152元/m3，本专利技术采用的可控水泥浆形成隧道帷幕，较普通水泥—水玻璃双液浆形成帷幕，投资节省30～40％；
[0017]3)现有可控水泥浆的配置方法是配置一定方量的普通水泥浆后，按比例称量各添加剂加入，称量工作非常繁重；本专利技术采用双浆法配置可控水泥浆，添加剂按袋控制份量加入，省略了称量添加剂后再加入环节，降低劳动强度，提高了可控水泥浆制作的效率；
[0018]4)本专利技术适用于地层软弱、节理及裂隙发育，普通水泥浆浆液易大量流失地段的隧道帷幕注浆，在隧道帷幕注浆工程中具有广阔的应用前景。
附图说明
[0019]图1为双浆法配置可控水泥浆的原理图；
[0020]图2为隧道帷幕注浆示意图；
[0021]图3为隧道帷幕注浆流程图。
[0022]图4为静置4.5h后的水灰比1:0.8普通水泥浆的结果图；
[0023]图5为往复倒杯38s后的双液浆的结果图；
[0024]图6为静置13min后的A型可控水泥浆的结果图；
[0025]图7为静置22min后的B型可控水泥浆的结果图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。
[0027]现有隧道帷幕采用普通水泥浆或普通水泥—水玻璃双液浆形成，本专利技术中隧道帷幕首次采用水灰比1:1的可控水泥浆形成，适用于隧道处地层软弱、节理及裂隙发育，普通水泥浆浆液易大量流失地段的帷幕注浆。具体实施步骤如下：
[0028]1.室内试验配置可控水泥浆
[0029]可控水泥浆的水泥选自硅酸盐水泥。首先制作普通水泥浆，普通水泥浆水灰比为1:1，在水灰比1:1普通水泥浆中加入不同性能、不同重量的添加剂。
[0030]通过室内试验，优选了A型、B型两种可控水泥浆。添加剂的加入量如表1所示，其中CCS
‑
1为工业级碳酸钠，CCS
‑
2为半加密硅灰，CCS
‑
4为工业级葡萄糖酸钠。
[0031]A型、B型两种可控水泥浆添加剂比例表1
[0032][0033]2.现场试验配置可控水泥浆
[0034]原可控水泥浆的配置方法是在一定方量的的水灰比1:1普通水泥浆中，按表1的比例关系，称量添加剂后加入。每次制作均需要称量添加剂，工艺繁琐。本专利技术对现场可控水泥浆的制作方法进行了优化，采用了双浆法配置B型可控水泥浆，双浆法配置可控水泥浆的原理如图1所示。
[0035]以配置0.59m3的B型可控水泥浆为例，配置方法如下：
[0036]步骤一：配置水灰比为0.8:1的普通水泥浆浆液
[0037]首先配置水灰比0.8:1的普通水泥浆液0.5m3，0.5m3水灰比0.8:1水泥浆浆液的材料组份如表2所示：
[0038]表2 0.5m3的水灰比0.8:1的普通水泥浆浆液组份
[0039][0040]步骤二：配置添加剂浆液；
[0041]在1m3的水中，加入3袋CCS
‑
1，共计150kg；加入8袋CCS
‑
2，共计200kg，加入葡萄糖酸钠0.49kg，搅拌均匀。1m3添加剂浆液的组份如表3所示。
[0042]1m3添加剂浆液组份表3
[0043][0044]以表3中的1m3添加剂浆液为准，按体积的比例分配，每0.09m3添加剂浆液的组份如表4所示：
[0045]0.09m3添加剂浆液组份表4
[0046][0047]步骤三：普通水泥浆液和添加剂浆液混合
[0048]采用电子泵将0.09m3添加剂浆液泵入0.5m3的水灰比0.8:1普通水泥浆液，混合搅拌2～3min制成可控水泥浆。混合后可控水泥浆的浆液组份如表5所示。
[0049]0.59m3水灰比1:1可控水泥浆的浆液组份表5
[0050][0051]从表5可以看出：两种浆液混合后，混合浆液各种成份的比例关系如下：
[0052]水：水泥＝441:441＝1:1(水灰比1:1)
[0053]CCS
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕，其特征在于：所述隧道帷幕采用水灰比1:1的可控水泥浆形成。2.根据权利要求1所述的一种注可控水泥浆形成的隧道帷幕，其特征在于：所述水灰比1:1的可控水泥浆采用双浆法配置，具体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹元平，谢君泰，邵珠杰，胡金山，黄学杰，朱婷，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：