一种盾构同步注浆浆液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构同步注浆浆液，采用包括火电厂烟气脱硫过程中所产生的脱硫石膏在内的材料制备而成，其干料组分重量配合比为：砂68％，粉煤灰20％，膨润土3％，石灰2％，脱硫石膏7％。本发明专利技术另外提供了一种所述盾构同步注浆浆液的制备方法，其配制工艺流程为，对组成干料的砂、粉煤灰、膨润土、石灰、脱硫石膏进行称量-干料混合搅拌均匀-加入适量水与外加剂-混合搅拌均匀-取样检测性能指标-成品准备注浆。本发明专利技术充分利用了火电厂的工业废弃物，达到了降低浆液成本、减少环境污染的有益效果，符合节能减排的发展方向，具有大比重、低稠度、高抗剪、流动填充性能好、提高浆液后期强度等优点，能够用作盾构同步注浆浆液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种盾构隧道工程用同步注浆浆液材料，特别涉及一种采用工业废弃物制备的盾构同步注浆浆液及其制备方法。
技术介绍
在盾构法隧道施工过程中，同步注浆是充填土体与管片环间的建筑间隙和减少后期变形的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。在目前盾构法隧道的施工中，普遍采用一种新型高抗剪可硬性单液浆(由中国专利申请200610147635. X公开)进行注浆施工，该浆液具有比重大、含砂率高、抗剪屈服强度高、后期结实体收缩率小的优点，在目前国内软土地层中的盾构法隧道施工中，起到了良好的施工效果，能够有效地控制周围土体的变形以及隧道的稳定。该种新型高抗剪可硬性单液浆(中国专利申请CN200610147635. X)材料主要由砂、粉煤灰、膨润土以及石灰组成，施工中将各组分材料混合后加入适量液态外加剂与水，充分搅拌均勻后进行使用，其组分配合比见下列表-1。组分中砂作为主要的填充料，起到骨料的作用；粉煤灰作为胶凝材料，增加浆液的和易性，起到包裹砂与各组分的作用，同时与Ca(OH)2或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，是一种增加强度和耐久性的材料；膨润土具有一定的保水、增稠作用，增加了同步注浆浆液在施工过程中的泵送性；石灰中Ca (OH)2可与粉煤灰中的活性SiO2 (玻璃体SiO2)和活性Al2O3 (玻璃体Al2O3)在一定条件下发生水化反应，起到提高浆液体后期结实体强度的作用。虽然上述同步注浆浆液能够满足盾构机隧道施工的需要，但是由于所采用制备的材料均为原始的新材料，因此导致该同步注浆浆液成本较高、经济性较差。我国大气污染的防治已成为当前环境保护的一个突出问题，而煤炭是当今我国电力生产的主要燃料，我国的火电厂燃煤每年向大气中排放的Sh占我国SA排放总量的 50%，因此对SO2排放污染的控制成为火电厂的首要任务。目前我国大部分地区已逐步完善了火电厂烟气脱硫的技术改造，在已采取的烟气脱硫措施中，石灰-石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置占90%以上，已成为我国各大火电厂烟气脱硫的主流技术。但该技术存在的问题是烟气脱硫所产生的副产物是脱硫石膏，其储量大且不好处理。传统的脱硫石膏处理方法是进行填埋和堆放，但这容易造成土壤、地下水及大气的二次污染，因此，脱硫石膏的处理问题，已成为世界性的老大难问题。但是另一方面，火电厂所产生的脱硫石膏与天然石膏成分十分相似，其化学组分， 如下列表-2所示，主要为CaSO4. 2H20,并且纯度较高，是一种十分良好的建筑材料，表_3列出了它的性能。表-1砂粉煤灰石灰膨润土脱硫石膏水73%19%5%3%0%适量表-2名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3烧失量结晶水脱硫石膏2. 1331.560. 3631. 380. 8647. 708.7716. 02天然石膏1.81.750. 4030.990. 8041. 7615. 5015. 50表-3测试项目脱硫石膏PH6. 5±1表面水6 10%CaSO4. 2H20> 90%CaCO3< 1%CaSO3. 1/2H20< 0. 01%Cl-< 0. 01%F-< 0. 01%
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有盾构施工同步注浆用浆液材料成本高的缺点，同时解决火电厂的副产物脱硫石膏处理困难的问题，提供一种新型的盾构同步注浆浆液，其采用脱硫石膏作为制备材料，既充分利用火电厂的工业废弃物，又不降低目前盾构隧道施工同步注浆的效果，从而达到节能减排、降低材料成本的目的。本专利技术还提供一种所述盾构同步注浆浆液的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案如下一种盾构同步注浆浆液，其采用包括火电厂烟气脱硫过程中所产生的脱硫石膏在内的材料制备而成。本专利技术所述的盾构同步注浆浆液，其干料组分重量配合比为砂68%，粉煤灰 20 %，膨润土 3 %，石灰2 %，脱硫石膏7 %。一种所述盾构同步注浆浆液的制备方法，其配制工艺流程为，对组成干料的砂、 粉煤灰、膨润土、石灰、脱硫石膏进行称量——干料混合搅拌均勻——加入适量水与外加剂——混合搅拌均勻——取样检测性能指标——成品准备注浆。本专利技术所述的盾构同步注浆浆液的制备方法，其配制工艺流程的具体操作步骤如下(1)对干料进行称重，其中的砂、粉煤灰及膨润土采用自动上料称量，脱硫石膏、石灰采用人工加料方式；(2)将称重后的各干料组分送入自动搅拌机并加以搅拌；(3)干料组分搅拌均勻后，在搅拌状态下按比例加入外加剂与水，其中外加剂占干料的0. 2%，水的加入量视浆液稠度值而定；(4)充分混合搅拌，搅拌时间不少于1分钟； (5)对搅拌后的浆液进行取样检测；(6)将达到性能指标要求的浆液成品送入储浆槽或运浆车内储存待用。与现有技术相比较，本专利技术所述的盾构同步注浆浆液采用火电厂生产中烟气脱硫过程所产生的工业废弃物——脱硫石膏制备而成，从而充分发挥了脱硫石膏的利用价值， 减少了传统掩埋处理方法中废弃的脱硫石膏对土壤、地下水以及大气造成的二次污染，避免了对生态环境产生的不良影响；同时，与现有同步注浆浆液比较，本专利技术不仅降低了注浆浆液的材料成本，达到了变废为宝的目的，而且充分发挥了脱硫石膏的特性，在具备目前浆液大比重、低稠度、高抗剪、良好流动填充的同样性能，满足了盾构法施工对浆液材料的要求的同时，明显地提高了其后期强度，施工效果良好。因此，本专利技术大胆地采用本
之外的非建筑材料，属火电工业废弃物的脱硫石膏作为原料来制备盾构同步注浆浆液，在技术上是非显而易见的，并且达到了降低浆液成本、减少环境污染的有益效果，具有十分明显的施工与经济效益以及技术创新性。附图说明图1是本专利技术的制备方法工艺流程图。 具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术以某超大直径土压平衡盾构隧道工程为例，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不局限于下述的实施例。本实施例中采用了一种新型的盾构同步注浆浆液，其组分不同于传统的盾构同步注浆材料，它是采用包括火电厂燃煤发电生产中烟气脱硫过程所产生的工业废弃物——脱硫石膏在内的材料制备而成的。该脱硫石膏材料在进场时所作检测的报告如下列表-4 表-权利要求1.一种盾构同步注浆浆液，其特征在于所述浆液采用包括火电厂烟气脱硫过程中所产生的脱硫石膏在内的材料制备而成。2.根据权利要求1所述的盾构同步注浆浆液，其特征在于所述浆液的干料组分重量配合比为砂68 %，粉煤灰20 %，膨润土 3 %，石灰2 %，脱硫石膏7 %。3.一种制备权利要求2所述盾构同步注浆浆液的方法，其特征在于配制工艺流程为， 对组成干料的砂、粉煤灰、膨润土、石灰、脱硫石膏进行称量——干料混合搅拌均勻——加入适量水与外加剂——混合搅拌均勻——取样检测性能指标——成品准备注浆。4.根据权利要求3所述的盾构同步注浆浆液制备方法，其特征在于所述配制工艺流程的具体操作步骤如下(1)对干料进行称重，其中的砂、粉煤灰及膨润土采用自动上料称量，脱硫石膏、石灰采用人工加料方式；(2)将称重后的各干料组分送入自动搅拌机并加以搅拌；(3)干料组分搅拌均勻后，在搅拌状态下按比例加入外加剂与水，其中外加剂占干料的 0. 2%，水的加入量视浆液稠度值而定；(4)充分混本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种盾构同步注浆浆液，其特征在于：所述浆液采用包括火电厂烟气脱硫过程中所产生的脱硫石膏在内的材料制备而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宜枫，周文波，黄俊，叶国强，黄德中，戴仕敏，巴雅吉乎，顾沉颖，王金一，周振，马元，胡斌，
申请(专利权)人：上海隧道工程股份有限公司，上海城建集团公司，
类型：发明
国别省市：31