[发明专利]用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液

说明书

本发明提供一种新型的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分：胶凝材料7.0‑9.5％、磨细石灰石粉14.5‑17.5％、钠基膨润土2.6‑4.2％、河砂55‑60％、防水剂为胶凝材料用量的3.0％、减水剂为胶凝材料用量的1.0％、羟丙基甲基纤维素为胶凝材料用量的0.5％、聚丙烯酰胺为胶凝材料用量的0.1％、引气剂为胶凝材料用量的0.03％，余量为水；所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为4.0‑5.5：3.0‑4.0。本发明提供的注浆浆液具有较高的防水能力和较高的早期抗剪切强度，抗海水渗透能力强，能提供一定的抗剪切力，从而可以有效地解决管片上浮、开裂渗水问题，起到稳定管片的作用。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液。

背景技术

盾构隧道施工在城市地铁、高速铁路施工中越来越普遍，尤其在穿越江河、海湾等地区，更体现出盾构隧道施工的优越性。同步注浆是盾构施工成功的关键环节，浆液填充管片背后与地层之间的空隙，从而稳定管片，同时形成一层防水层，起到防止地下水渗入的作用。

在海湾地区进行盾构施工，由于地层含水丰富，且地下水具有盐类破坏作用，管片在推出盾构机盾尾后，经常出现管片上浮、开裂、渗水的情况。然而传统浆液如单液浆凝胶时间长、析水率大、抗地下水腐蚀性能差，注浆后短时间内相当于补充了地层含水量，反而增大了管片的浮力作用，更易造成管片上浮、开裂，管片一旦出现开裂，海水通过裂隙进入混凝土内部，对钢筋造成严重的腐蚀，大大降低结构的使用年限，危及结构安全，带来巨大安全隐患。

目前国内的盾构同步注浆仍主要是以水泥(添加粉煤灰)砂浆为主，此类浆液流动性好，但往往结石率低，抗稀释性差，在地下水丰富的地层中，浆液很容易被稀释，长时间得不到凝结，而且固结后收缩率大，管片背后存在较大的间隙。管片在脱出盾尾后所受的浮力与排开水的体积有关，此类浆液在被稀释后很难提供抗剪切力，不仅不能抵抗管片上浮，甚至增大了地层中的含水量，更容易造成管片上浮。欧洲国家多采用惰性浆液，以石灰为胶凝材料，此类浆液的特点是可利用时间长，体积收缩小，但存在缺点：1)早期强度低，早期抗剪切值低，不利于富水地层中盾构管片的稳定。2)浆液坍落度小，施工不便，易堵管。3)塌落度大时，抗稀释能力差，在富水地层中容易被稀释，起不到稳定管片的作用。日本多采用双液浆，以水泥砂浆和水玻璃为原料，存在缺点：1)施工复杂，对施工机具和人员的操作水平要求高；2)容易堵管，不便推广，国内施工采用较少。

因此，为了解决以上难题，一种新型的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液亟待研究。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种浆液凝结时间长、可注性好的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，可以有效地填充管片壁后空隙，而且浆液稳定性好、析水率低、抗腐蚀性能优异，能提供一定的抗剪切力，从而可以有效地解决管片上浮、开裂渗水问题，起到稳定管片的作用，为盾构机顺利掘进提供有力的技术保障。

本发明提供的用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分：胶凝材料7.0-9.5％、磨细石灰石粉14.5-17.5％、钠基膨润土2.6-4.2％、河砂55-60％、防水剂为胶凝材料用量的3.0％、减水剂为胶凝材料用量的1.0％、羟丙基甲基纤维素为胶凝材料用量的0.5％、聚丙烯酰胺为胶凝材料用量的0.1％、引气剂为胶凝材料用量的0.03％，余量为水；

所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为4.0-5.5：3.0-4.0；

进一步，所述浆液原料按重量百分比包括如下组分:胶凝材料8.5％、磨细石灰石粉16.0％、钠基膨润土3.5％、河砂57.5％、防水剂0.255％、减水剂0.085％、羟丙基甲基纤维素0.0425％、聚丙烯酰胺0.0085％、引气剂0.00255％和水14.10645％；

所述胶凝材料包括水泥和消石灰，所述水泥和消石灰的质量比为5.0：3.5；