[发明专利]一种盾构废泥浆快速脱水固化的调理剂及其制备方法和应用方法

说明书

技术领域

本发明属于泥水盾构废弃泥浆无害化处置技术领域，更确切地说，涉及一种盾构废泥浆快速脱水固化的调理剂及其制备方法和应用方法。

背景技术

随着我国铁路、公路、水利、城市轨道交通等的不断发展，其中的隧道工程数量也逐渐增多。作为隧道工程的主要修建方法，盾构工法被越来越多地应用到我国各个工程领域建设中，尤其是超大直径盾构隧道施工。高深度的超大直径盾构隧道施工时，一般是采用泥水平衡式盾构法，即盾构开挖面土体依靠泥水压力对开挖面上的水土压力发挥平衡作用以保持土体稳定，起到冷却润滑刀头、携带开挖土、减小土仓压力的作用。

泥水盾构平衡系统会产生大量的废弃泥浆，以盾构直径12m计算，每掘进1m将产生约113m³的废弃泥浆，废弃泥浆经过泵送、沉淀和泥水机械处理后，分离出合适相对密度的回收液进行重复使用，其余的弃浆通常采用水运和路运两种方法进行外运抛弃。泥水盾构的出浆量一般为掘土体积的2～3倍，因此伴随着盾构施工会产生大量的废弃泥浆。废弃泥浆一般含水率较高，难以堆放，且外运困难，对环境污染大。再加上盾构废弃泥浆颗粒的特殊絮体结构及高度亲水性，使其包含的水分很难被脱除，导致废弃泥浆有巨大的容积，给其后续处理带来很大困难，若不经妥善处理，必将危及周围的生态环境。

目前，现有技术中通常是采用固化剂对废弃泥浆进行脱水固化处理，因此，脱水用固化剂种类的研究对于废弃泥浆的后续处理及环境保护至关重要。经检索，关于废弃泥浆脱水固化工艺及其固化剂的专利报道已有相关公开。

如，中国专利申请号为201310496503.8的申请案公开了一种泥浆固化剂及其制备方法，其泥浆固化剂包括下列用量的原料：聚丙烯酰胺2％-3％、聚合氯化铝7％-8％、氧化钙20％-28％、四氧化三铁8％-15％、余量为泥浆；该固化剂的制备方法为：将2.5％的聚丙烯酰胺、7.2％的聚合氯化铝、24％的氧化钙、11％的四氧化三铁加入放有一定量水的加药罐内搅拌，稀释后的药与泥浆池内的泥浆均匀混合送至破胶絮凝反应管内反应后，使泥浆固化。采用该申请案的方法在一定程度上能够提高泥浆的脱水性，使泥浆固液分离，加快固体沉降，但是该方案中需要将固化剂预制成药剂浆液和输送到专门的泥浆反应器内，才能实现泥浆脱水和泥水分离，使用极为不便。

又如，中国专利201410266951.3公开了一种铁尾矿充填用固化剂及其制备方法，所述固化剂的组成及其质量份数为：粉煤灰0～70份，矿渣微粉10～80份，钢渣微粉0～70份，碱性激发剂0～20份，硫酸盐激发剂0～20份，稳泡剂0.1～1份，铝粉为芯料的微胶囊占2～5份。该固化剂的制备方法是：首先按照固化剂组成的配合比称取钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰、碱性激发剂、硫酸盐激发剂以及稳泡剂，然后将其一并加入搅拌机快速搅拌5～15分钟后再加入铝粉为芯料的微胶囊，并慢速搅拌2～5分钟，制得铁尾矿充填用固化剂。采用该申请案的组分配方在一定程度上能够提高铁尾矿充填固化剂的固化能力，并解决了尾矿泥浆固化充填矿体的无缝充填问题，但是其固化材料也是需要和稳泡剂、发泡胶囊以三种组分分别搅入尾矿浆的办法实现其工艺目的，操作极为不便。

同时，现有泥浆用固化剂的固化能力有限，其固化效果还有待进一步提高。因此，开发一种能使盾构废泥浆快速固化，且固化效果好、使用方便的固化剂对于生态环境的保护具有重要意义。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服由于盾构废泥浆的含水率较高，其内所含水分难以脱除，采用现有固化剂对盾构废泥浆的脱水固化效果相对较差，且使用操作复杂的不足，提供了一种盾构废泥浆快速脱水固化的调理剂及其制备方法和应用方法。采用本发明的调理剂能够有效促进盾构废泥浆的快速脱水固化，泥浆凝结时间快，且对泥浆的固化效果好。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

其一，本发明的一种盾构废泥浆快速脱水固化的调理剂，该调理剂由质量百分比分别为10～60％的酸性或中性无机活性粉末、10～70％的碱性无机活性粉末、2.5～25％的硫酸盐及2.5～5％的加载有固态聚合氯化铝的膨胀珍珠岩粉末组成。

更进一步的，所述膨胀珍珠岩的粒度≤0.1mm，其开孔空隙中所加载固态聚合氯化铝的质量为膨胀珍珠岩自身质量的5％～20％。

更进一步的，所述的酸性或中性无机活性粉末为粉煤灰、煤炉渣、硅灰、硅藻土、火山灰、珍珠岩、偏高岭、轻烧粘土及轻烧铝矾土中的一种或一种以上的组合。