【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于盾构泥浆配置与环保性评价，特别是涉及一种泉水保护区泥水盾构绿色泥浆的配制与环保性能评价方法。
技术介绍
1、随着我国铁路、公路和城市轨道交通等工程建设事业的发展，泥水盾构施工由于复杂地质条件适应性好、施工安全性高、工程质量高、对隧道周边环境影响小等优势而大量应用于隧道工程的施工。在泥水平衡盾构施工过程中，泥浆一方面要通过渗透作用在隧道掌子面形成支护泥膜，维持开挖面稳定；另一方面要对刀盘切削下的渣土进行输送。泥浆的性能直接影响了工程建设的安全和效率。
2、当在泉水保护区使用泥水盾构开挖隧道时，会面临以下问题：
3、由于泉水中存在着丰富的矿物质和微量元素。例如金属阳离子mg2+、ca2+、k1+等，这会使得分散的土颗粒絮凝成团聚体，导致快速沉降，泥浆粘度大幅下降。复杂的离子环境改变了泥浆的流变特性、降低了泥浆稳定性，使得泥浆携渣和维持开挖面稳定的功能被削弱。所以常规泥浆并不满足富含泉水地层的泥水平衡盾构施工要求。
4、另外，泉水区水源为地下饮用水，保护要求高。传统的泥浆添加剂，例如高分子制浆材料cmc，预胶化淀粉，聚丙烯酰胺等不可降解，稳定性差，废浆量大，经过生化反应后可能产生有毒物质，在施工过程中会污染地下饮用水，对人体造成危害。如果采用淡水配置泥浆那受到周边地域淡水资源存量影响，且运输成本高。
5、目前一些学者在泥浆配置方面，尝试改变泥浆组分，例如采用新型添加剂、回收废弃泥浆制浆的方法尽量减小泥浆对于环境的污染。但是所采用的泥浆在泉水区矿物离子环境中不能保持正常功能。
6、针对这些问题，亟需提出一种泥水盾构绿色泥浆配制与环保性能评价方法，为泉水保护区泥水盾构现场施工提供借鉴经验。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供泉水保护区泥水盾构绿色泥浆的配制与环保性能评价方法，该绿色泥浆外加添加剂可降解，绿色环保，价格低廉。另外提出的评价泥浆环保性能的方法，能够定量表示泥浆对于周边环境的污染程度，评价泥浆环保性能，为泉水保护区泥水盾构现场施工提供借鉴经验，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种泥水盾构绿色泥浆，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土150～215份、羧甲基淀粉钠25～35份、红藻胶或魔芋胶10～25份、木薯淀粉或马铃薯淀粉10～25份。
3、可选地，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土175份、羧甲基淀粉钠30份、红藻胶10份、马铃薯淀粉10份。
4、可选地，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土160份、羧甲基淀粉钠25份、魔芋胶20份、木薯淀粉10份。
5、本专利技术还提供一种泥水盾构绿色泥浆的配制方法，包括以下步骤：
6、按照质量份数称取各组分泥浆原料；
7、向膨润土中加入泉水进行搅拌混合，形成泥浆；
8、浸润羧甲基淀粉钠，并与形成的泥浆进行混合；
9、向混合泥浆中加入红藻胶或魔芋胶和木薯淀粉或马铃薯淀粉，进行二次混合；
10、向二次混合后的泥浆中加入纯碱调整ph值为8～10，搅拌20～30min后，完成配制。
11、可选地，所述泥浆的比重为1.08～1.16。
12、可选地，羧甲基淀粉钠与泥浆进行混合的过程中通过搅拌或者升温加速羧甲基淀粉钠的溶解。
13、可选地，二次混合后的泥浆粘度为23s～28s。
14、本专利技术还提供一种泥水盾构绿色泥浆的环保性能评价方法，包括：基于发光细菌法对泥浆毒性进行评价以及基于土埋实验对泥浆降解性进行评价。
15、可选地，对泥浆毒性进行评价的过程包括：将待评价泥浆样本经过合并、混合和缩分处理，获得检测样品；将检测样品与稀释液按照体积比1：9进行混合、搅拌和离心后，取上层样品液，将上层样品液稀释成不同浓度的样品液作为测试组；为每个浓度的样品液设置对照组，在对照组的试管中加入2.0ml的3％氯化钠溶液；然后分别在测试组和对照组的试管中加入发光杆菌液，根据各自发光量，获得泥浆半致死浓度值，基于所述泥浆半致死浓度值对泥浆毒性进行评价。
16、可选地，对泥浆降解性进行评价的过程包括：将泥浆样品进行水分滤除和压片操作，获得固体泥浆材料；将固体泥浆材料进行裁切，并烘干至恒重；然后埋于底部钻洞的木质土箱中，定时取出测量失重率，基于失重～率对泥浆降解性进行评价。
17、本专利技术的技术效果为：
18、本专利技术提出了一种泥水盾构绿色泥浆配制方法，该新型泉水保护区绿色泥浆使用泉水配置，就地取材，经济适宜。所配置的绿色泥浆能够适应泉水的多矿物质环境，稳定性好，泥浆粘度、比重和滤失等指标均满足泥水盾构在富含泉水地层的施工要求。
19、该新型泉水保护区绿色泥浆所用添加剂均为可降解材料，绿色环保，无毒无害，价格低廉。减小了在泉域盾构施工对于周边水域环境的污染，能够保护地下饮用水。
20、该新型泉水保护区绿色泥浆所用添加剂更加安全高效，羧甲基淀粉钠相比于传统泥浆添加剂羧甲基纤维素性能更加优越。其增稠、稳定、保水、成膜、悬浮的效果更好。红藻胶或魔芋胶、木薯淀粉或马铃薯淀粉具有离子环境的稳定性，对泥浆的增稠、增粘、稳定、胶凝、乳化效果更好，且均提取自绿色植物，无毒无害，易于生物降解，是更加安全高效的添加剂。
21、本专利技术还提出了一种泥浆环保性能的评价方法。通过室内试验手段定量检测泥浆材料的毒性和降解特性，能够评价泥浆对于环境的不利影响，综合评价泥浆的环保性能。为工程泥浆材料的选择，施工地区周边环境的保护提供了参考标准。
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1.一种泉水保护区泥水盾构绿色泥浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土150～215份、羧甲基淀粉钠25～35份、红藻胶或魔芋胶10～25份、木薯淀粉或马铃薯淀粉10～25份。
2.根据权利要求1所述的泥水盾构绿色泥浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土175份、羧甲基淀粉钠30份、红藻胶10份、马铃薯淀粉10份。
3.根据权利要求1所述的泥水盾构绿色泥浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土160份、羧甲基淀粉钠25份、魔芋胶20份、木薯淀粉10份。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆配制方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆配制方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆配制方法，其特征在于，
8.一种基于权利要求1所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆的
9.根据权利要求8所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆的环保性能评价方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆的环保性能评价方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种泉水保护区泥水盾构绿色泥浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土150～215份、羧甲基淀粉钠25～35份、红藻胶或魔芋胶10～25份、木薯淀粉或马铃薯淀粉10～25份。
2.根据权利要求1所述的泥水盾构绿色泥浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土175份、羧甲基淀粉钠30份、红藻胶10份、马铃薯淀粉10份。
3.根据权利要求1所述的泥水盾构绿色泥浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料：泉水1000份、膨润土160份、羧甲基淀粉钠25份、魔芋胶20份、木薯淀粉10份。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的泉水保护区泥水盾构绿色泥浆的配制方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李树忱，李振，赵世森，万泽恩，黄文涛，尹威方，景少森，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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