[发明专利]一种盾构急转弯用惰性填充材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种盾构急转弯用惰性填充材料及其制备方法，该材料为双液注入型填充材料，A液由以下组分组成：膨润土20‑30％，无机粉10‑15％，保水剂：0.2‑0.5％，防冻剂0.5‑1.0％，余量为水；B液为强塑剂。所述膨润土为膨胀倍率高的钠基膨润土；所述无机粉为滑石粉与碳酸钙的混合物，质量比1:1‑1:3。该盾构急转弯用惰性填充材料为永不凝固的膏状体填充材料，较高的粘附性使得材料不会快速地从注入孔流失到前盾和盾尾，能够阻隔开挖面泥土和泥浆向后涌入。能够快速填充盾构超挖间隙，为盾构转弯提供支撑。具有一定的抗稀释性，隔离盾壳与地下水的直接接触，提高盾壳的抗腐蚀性。该盾构急转弯用惰性填充材料绿色环保无污染，在负温下仍可工作，为盾构持续急转弯提供保障。

技术领域

本发明涉及盾构施工材料领域，具体涉及一种盾构急转弯用惰性填充材料及其制备方法。

背景技术

盾构法作为一种快速、安全的施工方法广泛应用于城市地铁隧道建设中，由于地下建筑物、构筑物、管线等错综复杂，盾构在掘进过程中有时必须避开此类设施则需要进行急曲线施工，施工难度和风险极大。盾构机在急曲线施工时由于转弯半径较小，每次转弯角度较大，导致盾构超挖严重，盾壳与土体之间的间隙更宽，需要加入一种惰性填充材料及时填充超挖间隙，稳定转弯方向，便于调整盾构姿态，保证盾构机能够连续转弯。若盾构急转弯过程中盾壳与土体之间的间隙未能填充，则会出现以下问题：①超挖造成盾壳与地层之间间隙过大影响开挖面稳定性，开挖面泥浆向后涌入导致开挖面极易发生失稳坍塌；②盾壳周围土体向内收敛发生大变形，盾构机急转弯容易卡死；③盾构机转弯角度难以控制，容易出现一次转角过大，导致后续管片拼装困难；④盾构机转弯过程中盾体与地层之间摩擦阻力较大，需要较大的转向推力，导致盾壳磨损严重。⑤过度超挖造成的间隙若不及时填充，盾构上方土体产生松动进而导致较大地表沉降。

在已有的盾构转弯技术中，一般通过小角度、多次转弯、低速掘进的方式进行转弯施工，改方法适用于盾构大半径转弯，不能完全用于盾构急转弯施工，盾构超挖间隙填充是盾构急转弯施工必须解决的工程问题。

专利CN103244132A公开了一种在砂性土中盾构机穿越房屋的施工方法，在所述盾构机掘进的过程中不断通过一个注浆系统往通道壁同步注入同步浆液(同步浆液包括石灰粉、煤灰砂、膨润土、水和减水剂)，并在所述盾构机将部分管片施工铺设后对已施工完成的部分管片外侧的通道壁进行第二次补浆。其通过在掘进时往已经掘出的通道壁上注入特制的同步浆液，浆液凝固后，可以有效控制了推进过程中和施工后期的沉降，另外，通过施工时的二次补浆，进一步地防止了施工后的沉降问题，为掘进而成的隧道提供了良好的保护。解决了在砂性土中如何有效控制沉降现象的技术问题。但其同步注浆是在盾尾部分，填充于管片与地层之间的盾尾间隙。同步注浆浆液需要5-12h就凝固，强度较高，属于填充砂浆。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种盾构急转弯用惰性填充材料及其制备方法与应用。该盾构急转弯用惰性填充材料为双液注入型材料，不会随着时间而硬化凝固，避免材料硬化后抱死盾构机。该盾构急转弯用惰性填充材料具有一定的黏性、抗沉陷性、抗稀释性，使材料不会快速地从注入孔流失到前盾和盾尾，能够填充盾构超挖间隙，为盾构转弯提供支撑，能避免地下水冲刷稀释，隔离盾壳与地下水的直接接触，提高盾壳的抗腐蚀性。该盾构急转弯用惰性填充材料绿色环保无污染，在负温下仍可工作，为盾构持续急转弯提供保障。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种盾构急转弯用惰性填充材料，所述填充材料为双液注入型材料，A液由以下重量百分数的原料组成：膨润土20-30％，无机粉10-15％，保水剂：0.2-0.5％，防冻剂0.5-1.0％，余量为水；B液为强塑剂；

A液与B液体积比为1:0.5-0.8。