一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料及其制备、应用工艺。盾构机换刀欧不裂泥膜材料，包括：地层稳定剂、增粘剂、胶体稳定剂、凝胶剂、着色剂和水。盾构机换刀欧不裂泥膜材料制备方法，包括：将地层稳定剂、增粘剂、胶体稳定剂、着色剂的加入水调制成改性粘土浆料作为A液、凝胶剂作为B液，将A液和B液混合反应得到盾构机换刀欧不裂泥膜材料。盾构机换刀欧不裂泥膜材料的应用，该应用为将盾构机换刀欧不裂泥膜材料应用在复杂不稳定地质条件辅助稳定开挖面土体中。将盾构机换刀欧不裂泥膜材料应用在复杂不稳定地质条件下的保压开仓，泥膜护壁，辅助稳定开挖面。辅助稳定开挖面。辅助稳定开挖面。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及盾构机施工
，特别是涉及一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]建设城市地下轨道交通工程、水底隧道、野外隧道，必然采用盾构法隧道施工作业。由于各种不可预见的原因，如刀具磨损等，经常会开仓换刀，如果开挖面土体的结构稳定性差，则需要实施带压换刀作业。带压换刀作业属于高风险作业，作业过程中，开挖面的稳定性，严重威胁施工人员的人身安全、影响工程进度、以及经济效益。因此，开挖面的稳定性制约着盾构机带压换刀的实施，甚至无法继续隧道作业。
[0003]在工程实践中，如果地层稳定性差，按照《盾构法开仓及气压作业技术规范(cjj217
‑
2014)》推荐采用膨润土泥浆做泥膜护壁，或者使用钠基土泥浆做泥膜护壁，辅助稳定开挖面土体，为带压换刀作业提供安全保障。但依然面对如下常见技术问题：1.膨润土泥浆做泥膜护壁，或钠基土泥浆做泥膜护壁，护壁坚牢效果不佳。2.常规的膨润土泥浆材料或钠基土泥浆材料容易受地质条件的影响，面对复杂不稳定地质条件，形成泥膜工程量大、耗时长，甚至无法形成泥膜。3.无法满足作业时长要求，不在额定时间内完成则必须修补甚至重做，工程实际成本高。4，置换渣土时，无法识别

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的在于，提供一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料及其制备方法和应用。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料，包括：地层稳定剂、增粘剂、胶体稳定剂、凝胶剂，着色剂和水。
[0006]上述技术方案在一种实施方式中，按质量百分比计，包括：地层稳定剂20.4％～38.7％、增粘剂0.5％～1.5％、胶体稳定剂0.4％～0.8％、凝胶剂4.8％～6.3％、着色剂0.5％～1.5％和水52.7％～70.1％。
[0007]上述技术方案在一种实施方式中，所述地层稳定剂包括水泥，粉煤灰，改性膨润土和绿坡缕石。
[0008]上述技术方案在一种实施方式中，所述地层稳定剂的颗粒细度为300目。
[0009]上述技术方案在一种实施方式中，所述增粘剂为羧甲基纤维醚类盐(CMC,NA
‑
CMC)。
[0010]上述技术方案在一种实施方式中，所述胶体稳定剂为碳酸钠、聚乙烯乙二醇、黄原胶、动物胶、卡拉胶、环氧化合物类、多元醇类中的一种或几种。
[0011]上述技术方案在一种实施方式中，所述凝胶剂为水玻璃。
[0012]上述技术方案在一种实施方式中，所述着色剂为水性油墨。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料制备方法，用于制备上述
任一项所述的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，包括：
[0014]将地层稳定剂、增粘剂、胶体稳定剂、着色剂加入水调制成改性粘土浆料作为A液、凝胶剂作为B液，将A液和B液混合反应得到盾构机换刀欧不裂泥膜材料。
[0015]第三方面，本专利技术提供一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料的工艺，该应用为将上述任一项所述的盾构机换刀欧不裂泥膜材料应用在复杂不稳定地质条件辅助稳定开挖面土体中。
[0016]上述技术方案在一种实施方式中，其应用方法包括：将盾构机换刀欧不裂泥膜材料注入到土壤孔隙，形成盾构机换刀欧不裂泥膜护壁。
[0017]工艺步骤包括：
[0018]步骤1：盾构机换刀欧不裂泥膜材料准备。将地层稳定剂、增粘剂、胶体稳定剂、着色剂的加入水调制成改性粘土浆料作为A液、凝胶剂作为B液，将A液和B液混合反应得到盾构机换刀欧不裂泥膜材料；
[0019]步骤2：盾构机停止掘进后，在盾构管片外侧压注步骤1得到的盾构机换刀欧不裂泥膜材料形成止水环；
[0020]步骤3：盾构机机体外侧压注步骤1得到的盾构机换刀欧不裂泥膜材料；
[0021]具体方法为：利用盾构机机体上所设超前地质探孔及沿圆周方向布置在盾构机盾体的多个径向孔向盾构机机体外侧压注步骤1所得的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，压住顺序为盾构机机体底部－对称腰部－顶部，使得盾构机换刀欧不裂泥膜材料包裹整体盾构机机体，并争取能够填充、劈裂进去到土层裂隙、施工间隙、松软地层，涌水涌气通道中，直到无法注入为止。
[0022]步骤4：用步骤1得到的盾构机换刀欧不裂泥膜材料置换土仓内渣土；根据渣土颜色判别是否置换完全。
[0023]步骤5：置换完成后，盾构机后退，盾构机换刀欧不裂泥膜材料填充在盾构机刀盘与开挖面之间间隙形成与后退距离厚度匹配的泥墙；
[0024]步骤6：通过注入盾构机换刀欧不裂泥膜材料，在土仓内分级加压至开仓工作压力的1.3
‑
1.5倍为止；
[0025]步骤7：气体置换。停止盾构机换刀欧不裂泥膜材料注入，利用空气对土仓内盾构机换刀欧不裂泥膜材料进行置换，逐步将土仓内压力降至开仓作业压力
±
0.01MPa。
[0026]具体方法为：启动盾构机自带的气压保压系统，利用空气对土仓内本专利技术材料进行置换，逐步将土仓内压力降至开仓作业压力
±
0.01MPa，在气压保压系统中，能够正常稳压超过6小时，则认为盾构机换刀欧不裂泥膜材料完成护壁泥墙施工过程。
[0027]相对于现有技术，本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术的盾构机换刀欧不裂泥膜材料具有止水、支撑、充填性能，黏度在300秒以上，其具有良好的和易性和粘附性，在水中不易被稀释带走，成膜稳定，附着力好，易识别的一种绿色环保材料。
[0029]本专利技术的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，能辅助稳定结构稳定性差的土体开挖面，以安全实施带压换刀作业、推进工程进度以及提高经济效益。
[0030]对于地质条件差的情况，本专利技术的盾构机换刀欧不裂泥膜材料能避免传统的泥膜护壁很难达到的保压效果，既能满足气压进仓作业达到保压效果，又避免泥膜固结盾构机
体，还能简化泥膜制作稠度分级及缩短膨化时间。
[0031]本专利技术的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，具有较长的时效耐用性，封闭保压效果稳定，能满足保压开仓作业的需要。
[0032]本专利技术的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，黏附力强，包裹性好，能够解决大粒径卵石地层中的“滞排”问题。
[0033]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
附图说明
[0034]图1是实施案例的上软下硬砾砂土质地层的示意图。
[0035]图2是实施案例的制作盾构机换刀欧不裂泥膜图。
[0036]图3是实施案例的制作盾构机换刀欧不裂泥膜护壁换刀施工效果图。
具体实施方式
[0037]在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
[0038]以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机换刀欧不裂泥膜材料，其特征在于，包括：地层稳定剂、增粘剂、胶体稳定剂、凝胶剂、着色剂和水。2.根据权利要求1所述的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，其特征在于，按质量百分比计，包括：地层稳定剂20.4％～38.7％、增粘剂0.5％～1.5％、胶体稳定剂0.4％～0.8％、凝胶剂4.8％～6.3％、着色剂0.5％～1.5％和水52.7％～70.1％。3.根据权利要求1或2所述的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，其特征在于：所述地层稳定剂包括水泥，粉煤灰，改性膨润土和绿坡缕石。4.根据权利要求1或2所述的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，其特征在于：所述地层稳定剂颗粒度为300目。5.根据权利要求1或2所述的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，其特征在于：所述增粘剂为羧甲基纤维醚类盐。6.根据权利要求1或2所述的盾构机换刀欧不裂泥膜材料，其特征在于：所述胶体稳定剂为碳酸钠、聚乙烯乙二醇、黄原胶、动物胶、卡拉胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍成，
申请(专利权)人：湖南斯特保新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：