盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法，其中固化剂，包括，以重量份数计：普通硅酸盐水泥9

【技术实现步骤摘要】
盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法


[0001]本专利技术是关于环境治理技术，特别是关于一种盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]盾构隧道技术在我国城市地铁、公路交通、综合管廊中得到了广泛应用。在城市轨道交通方面，目前我国正在掘进的盾构数量达到2000台以上。与此同时，盾构工程产生的渣土量也屡创新高，每年达5000万m3以上。随着越来越多采用盾构技术的穿江跨海公路隧道的建设及规划，其产生的盾构渣土量将更加庞大。近年来，因为废弃渣土脱水技术的大力推广，盾构渣土处置过程中带来的危害不断减少，但仍有相当数量的盾构渣土被直接外运，排放在淤积地。这种简单粗暴的处理方式，在工程施工期间有效地解决了渣土堆积问题，但不可避免地造成了城市周边遗留了大量渣土淤积地的问题。这些盾构渣土淤积地大者可达上万平方米，深者可达数十米，浪费了大量土地，存在巨大安全隐患。
[0003]渣土固化处理法是指在盾构渣土中加入固化剂，使固化剂与渣土充分混合均匀，固化剂与渣土发生一系列复杂的物理和化学反应，进而转化为胶结好、强度较大的固化土，固化土可以用作路基填筑材料、建筑材料等。采用固化剂处理盾构渣土具有效率高、固化土强度高、施工方便、费用适中等特点，有着非常广阔的应用前景。
[0004]目前，固化剂的研制是环境岩土工程行业内的热点问题，但是针对盾构渣土淤积区表层软土固化剂的研制较少，且存在固化剂研制没有充分考虑到渣土淤积区表层软土物质成分的独特性、固化材料的选取不具有针对性、评价固化剂固化效果时评价指标选取不全面等问题。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法，组成简单，成本低廉，有效地实现了对盾构渣土固化土浸出液中重金属含量的控制，防止固化土带来二次污染，具有更好的应用前景。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了盾构渣土淤积区表层软土固化剂，包括，以重量份数计：普通硅酸盐水泥9
‑
12重量份；生石灰4
‑
6重量份；聚丙烯酰胺0.15
‑
0.3重量份；硅酸钠0.4
‑
0.7重量份；海藻酸钠0.25
‑
0.55重量份。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，阴离子型聚丙烯酰胺其数均分子量的范围为800万
‑
1800万。优选的，阴离子型聚丙烯酰胺其数均分子量为1400万。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，硅酸钠为无水偏硅酸钠。
[0011]盾构渣土淤积区表层软土固化剂，可以被用于客土软土固化改造回填、软土原位
固化回填等，从而满足不同目的盾构渣土淤积区表层软土固化需求。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方式中，改性土材料，包括原土以及适量如前述的盾构渣土淤积区表层软土固化剂，原土与盾构渣土淤积区表层软土固化剂混合均匀。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，盾构渣土淤积区表层软土固化剂相对于原土的占比为13.8
‑
19.55wt.％。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，原土为软土。优选为，原土为盾构渣土淤积区表层软土。这里的软土主要为粉粒、天然含水率超过液限且有机质含量低。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，改性土材料的制备方法，包括如下步骤：依据目标区域的原土的特性，确定盾构渣土淤积区表层软土固化剂用量；充分混合原土和盾构渣土淤积区表层软土固化剂。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施方式中，原土的特性至少包括如下任一：有机质含量、含水率、固形物含量、平均颗粒尺寸、pH值。
[0017]这里的改性土材料可以被作为种植基土(用于直接耕种或者耕种底土等)、路基回填土、建筑原料土(如烧砖用土等)。
[0018]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法，针对盾构渣土淤积区表层软土的物质成分及工程性质特点，提出一种新型有机
‑
无机复合固化剂，该固化剂能迅速提高盾构渣土淤积区表层软土的强度，兼具较好经济性和重金属元素封闭作用。盾构渣土淤积区表层软土经固化后人畜可以行走、覆土耕种且固化土可以用来作为烧砖、路基填筑等原材料。
[0019]本专利技术的固化剂解决了盾构渣土淤积区表层软土含水率高、强度低的问题。该固化剂能迅速将软土中自由水转化为结合水、增强矿物之间的胶结作用、填补矿物颗粒之间的孔隙，进而提高固化土强度。
[0020]本专利技术的固化剂材料选取为市面上常见的、易于购买的、能大量生产的，无毒无害的工业级产品。固化剂中的成分为普通硅酸盐水泥、生石灰、聚丙烯酰胺、无水偏硅酸钠及海藻酸钠，均为市面上常见的、易于购买的、能大量生产的，无毒无害的工业级产品，既具有很好的固化效果，又能解决同类型固化剂价格较高昂的问题。
[0021]本专利技术还可以解决盾构渣土淤积区表层软土浸出液中重金属元素含量过高的问题，实现固化土浸出液毒性满足标准，防止带来二次污染。
[0022]本专利技术的固化剂的各组成成分及配比有利于降低盾构渣土淤积区表层软土的含水率，在提高软土强度的同时，可以兼顾重金属元素封闭作用，具有很好的环保性，有助于防止盾构渣土淤积区表层软土带来二次污染。
[0023]此外本专利技术还提供了固化剂的制备方法以及现场施工方法，简单易行，为盾构渣土淤积区表层软土固化土资源的二次利用奠定了基础。
附图说明
[0024]图1是根据本专利技术一实施方式的淤积区表层软土矿物成分XRD图；
[0025]图2是根据本专利技术一实施方式的浸出液总铬浓度与强度关系曲线图；
[0026]图3是根据本专利技术一实施方式的淤积区表层软土含水率分布示意图；
[0027]图4是根据本专利技术一实施方式的表层软土初始含水率与固化土无侧限抗压强度关
系曲线；
[0028]图5是根据本专利技术一实施方式的现场固化流程图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0030]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0031]实施例11
[0032]本实施例中，盾构渣土淤积区表层软土固化剂，包括，以重量份数计：硅酸盐水泥9重量份；粒径1mm的生石灰(这里粒径统计指过筛后颗粒的80％以上部分平均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构渣土淤积区表层软土固化剂，包括，以重量份数计：普通硅酸盐水泥9
‑
12重量份；生石灰4
‑
6重量份；聚丙烯酰胺0.15
‑
0.3重量份；硅酸钠0.4
‑
0.7重量份；海藻酸钠0.25
‑
0.55重量份。2.如权利要求1所述的盾构渣土淤积区表层软土固化剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺。3.如权利要求2所述的盾构渣土淤积区表层软土固化剂，其特征在于，所述阴离子型聚丙烯酰胺其数均分子量的范围为800万
‑
1800万。4.如权利要求3所述的盾构渣土淤积区表层软土固化剂，其特征在于，所述阴离子型聚丙烯酰胺其数均分子量为1400万。5.如权利要求1所述的盾构渣土淤积区表层软土...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏贺，丁陈建，熊彩霞，史继彪，米尔阿地力，
申请(专利权)人：徐州中矿岩土技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：