[发明专利]地铁盾构同步注浆用稳塑剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种地铁盾构同步注浆用稳塑剂及其制备方法与应用：将天然钙基膨润土研磨粉碎后，加入到含环氧化乙烯的醇钠溶液中并置于水浴中搅拌反应、过滤分离、干燥、气流粉碎，得到有机改性钠基膨润土及附着在膨润土上的环氧化乙烯粉末混合的稳塑剂，将稳塑剂与粉煤灰、河沙、水泥或消石灰相混合，利用稳塑剂的悬浮作用带动粉煤灰、水泥或消石灰、河沙一起抗分层，混水后得到性能稳定的注浆液，然后直接应用于地铁盾构施工注浆过程中。本发明的稳塑剂具有更高分散性和活性，在同步注浆中同样的掺量可以达到普通钠基膨润几十倍的效果，具有优异的和易性、稳定性，极大降低了注浆材料用量及地铁建设成本，节能环保。

技术领域

本发明涉及地铁盾构技术领域，特别涉及地铁盾构同步注浆用稳塑剂及其制备方法与应用。

背景技术

目前国内共有47个城市规划了总数超过300条的城市轨道交通线路，总里程超过10,000公里。根据报告研究称：“预计至2020年，全国将超过30个以上的城市拥有地铁或轻轨。而2020年，将有40个城市建设地铁，总规划里程达7000公里，是目前总里程的4.3倍”，并且超过90％城市轨道交通采用盾构施工。在地铁建设中，随着盾构的推进，在管片和土体之间会出现建筑间隙，建筑间隙的及时充分充填是减少地表沉降的关键环节。为填充这些间隙，就要在盾构机推进过程中，保持一定压力(综合考虑注入量)不间断地从盾尾直接向壁后注浆，当盾构机推进结束时，停止注浆。盾构施工方法必然需要大量同步注浆材料，按0.8万方/公里,即大约需要5000万方同步注浆浆液。

目前稳塑剂代替钠基膨润土应用到地铁盾构注浆料的研究还没有相关的报道。现在更多研究偏向于盾构注浆料配方的研究，但是所有的配方中都要加入几十公斤的钠基膨润土(一方注浆料一般要加入80kg钠基膨润土)。但是如这些注浆料使用钠基膨润土，地铁方面就需要钠基膨润土500多万吨，如此大规模的使用，必将导致其枯竭，并且导致生态环境的破坏。钠基膨润土本身储量就比较少，而且还被大量的应用于其他领域，并且钠基膨润土受到地域的限制，大多在城市轨道交通建设密集的地方并没有钠基膨润土的资源，这也必将增加建设单位的建设成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种地铁盾构同步注浆用稳塑剂的制备方法及其制备的稳塑剂，其技术方案如下：

一种地铁盾构同步注浆用稳塑剂的制备方法，先将天然钙基膨润土研磨粉碎至粒度为0.08mm的颗粒含量不低于95％后，加入到含环氧化乙烯的醇钠溶液中并置于30～50℃的水浴中搅拌反应，反应完成后，过滤分离，所得滤饼经干燥、气流粉碎，得到稳塑剂，所述稳塑剂的组分为：有机改性钠基膨润土及附着在膨润土上的环氧化乙烯粉末。其中，天然钙基膨润土干基质量与环氧化乙烯干基质量之比为1000:0.3～1000:1。

其中，所述含环氧化乙烯的醇钠溶液浓度为0.1～1mol/L。

其中，搅拌反应的时间为5～10min。

其中，滤饼干燥的温度为60～100℃。

其中，滤饼经干燥后，气流粉碎至粒度为0.1-1.0μm。

本发明还提供了一种稳塑剂在地铁盾构同步注浆中的应用，其方案为：首先将所述稳塑剂与粉煤灰、河沙、水泥或消石灰相混合，利用所述稳塑剂的悬浮作用带动粉煤灰、水泥或消石灰、河沙一起抗分层，混水后得到性能稳定的注浆液，然后直接应用于地铁盾构施工注浆过程中。

其中，所述稳塑剂在注浆液中的添加量为注浆液干基质量的2～5‰。

其中，所述粉煤灰为Ⅱ级，所述河砂为细度模数2.1～2.5的中细砂，所述水泥为P·Ⅱ42.5级；或者所述粉煤灰为Ⅱ级，所述河砂为细度模数2.1～2.5的中细砂，所述消石灰为一等品。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：