[发明专利]一种用于盾构同步注浆抗水分散性测试的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于盾构同步注浆抗水分散性测试的试验装置，包括设备固定台和固定设置在所述设备固定台上的可变速推杆系统、储浆针筒和盛水容器，所述盛水容器包括底板、筒体、筒盖、止回阀和虹吸管，所述止回阀设置于所述筒体侧壁，所述虹吸管的一端由所述筒盖上预留的小孔穿入，伸入所述盛水容器中。本发明可以实现对不同地下水流速条件下的同步注浆浆液抗水分散性能的测试评估，尤其可以通过本发明评价抗分散剂对浆液的抗水分散改良效果，为研究抗分散剂性能优化及抗水分散同步注浆浆液的配置提供评判依据。

技术领域

本发明属于隧道及地下工程试验领域，具体涉及一种用于盾构同步注浆抗水分散性测试的试验装置及方法。

背景技术

在近年来盾构隧道施工过程中，常常会遇到诸如高渗透性地层、富水岩溶环境、以及裂隙发育的富水岩质地层等富水环境。在这种特殊的地层环境下，盾尾间隙被地下水充填，极易造成同步注浆作业时普通注浆浆液的稀释，使原有浆液水胶比等参数发生巨大变化，进而存在注浆圈胶凝时间延长甚至不凝结、后期强度严重不足的风险，这将对注浆圈硬化后物理力学性能及耐久性带来严重影响。因此，为保证富水地层条件下的同步注浆注浆圈性能，需要对目前所使用的水泥基普通注浆浆液性能进行提升，在保证原有浆液流动性、稳定性、胶凝时间、后期强度等性能前提下，提高其抗水分散性，以期获得一种工作性能优良、成本低廉的水泥基抗水分散同步注浆浆液。

关于水泥基材料的抗水分散性试验方面的规范标准，目前仅在DLT 5117-2000《水下不分散混凝土试验规程》中有详细的试验方法及评价标准，但也仅限于对水下混凝土的评价。而在对同步注浆浆液抗分散性能的试验研究中，试验方法也主要是参照上述试验规程进行。但水下混凝土与同步注浆浆液在进入水环境的路径与方式仍存在明显区别，同步注浆施工过程中浆液通过注浆系统水平进入盾尾间隙，浆液运移路线受重力影响较小，直接采用上述试验规程并不能模拟这一注浆过程。因此，需对原有抗水分散性能试验方法进行改进，以适应同步注浆浆液抗水分散性能评价。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于盾构同步注浆抗水分散性测试的试验装置及方法，通过调整浆液被推入水中的速度，以改变静水与浆液的相对运动速度。本发明可以实现地下水流在不同流速条件下对浆液冲刷稀释作用的模拟，以评价浆液的抗水分散性能，尤其可以通过本发明评价抗分散剂对浆液的抗水分散改良效果，为研究抗分散剂性能优化及抗水分散同步注浆浆液的配置提供评判依据。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于盾构同步注浆抗水分散性测试的试验装置，包括设备固定台和固定设置在所述设备固定台上的可变速推杆系统、储浆针筒和盛水容器，盛水容器包括底板、筒体、筒盖、止回阀和虹吸管，止回阀设置于所述筒体侧壁，虹吸管的一端由所述筒盖上预留的小孔穿入，伸入盛水容器中。

进一步地，可变速推杆系统包括动力装置和推杆顶进速度调节显示装置。

进一步地，储浆针筒的出浆口外径与止回阀的内径相同。

进一步地，可变速推杆系统中的推杆、储浆针筒和止回阀，三者的轴线均处于一条水平线上。

进一步地，盛水容器通过底板与设备固定台螺栓连接。

采用上述用于盾构同步注浆抗水分散性测试的试验装置进行试验的方法，包括以下步骤：

(1)抽取待测浆液：用储浆针筒抽取待测浆液至标定刻度线；

(2)安装储浆针筒：将可变速推杆系统的推杆缩至最短位置，再将步骤(1)的储浆针筒水平放置于设备固定台对应位置，然后将止回阀上的接头与储浆针筒密封连接；

(3)注入洁净水样：将洁净水倒入盛水容器中直至水面与预定刻度线齐平，同时将筒盖盖紧；