[发明专利]一种抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液

说明书

本发明属隧道盾构施工技术领域，提供一种抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液。由水泥、中粗砂、蒙脱石矿粉、水、亚硝酸钠、减水剂和单丝束状纤维混合而成，水与水泥质量比为1.2:1~1:1；水泥与中粗砂质量比为0.3:1~0.6:1；蒙脱石矿粉与水泥质量比为1:1；亚硝酸钠为水泥质量的3%~6%；减水剂为水泥质量的0.2%~2%，纤维掺量为水泥质量的0.1%~0.5%。泌水率低，浆液流动受到分散纤维的约束，固结收缩率小，凝固体有良好的抗拉强度、抗折强度、弯折韧度、抗渗性、耐久性等性能，有效降低了盾构管片上浮风险，减小了注浆凝固体裂隙产生，节约施工成本。

技术领域

本发明属于隧道盾构施工技术领域，具体涉及一种抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液。

背景技术

采用盾构法开挖地铁隧道时，由于存在盾尾空隙，需要通过采用注浆填充这种空隙。由于浆液初凝需要较长的时间，而隧道盾构机一直在向前掘进。因而，盾构机始终存在一定长度的管片结构处于未完全凝固的浆液中。当浆液向下流动时，在浮力作用下管片会产生向上的位移。在自稳性较差的砂土层中，盾构机壁后注入的浆液填充盾尾空隙后，在注浆压力的作用下，浆液会渗入土层中，如此造成了注浆压力的损失，这也极易引起隧道管片的上浮。当管片上浮量超过一定限值时，将造成管片接头张开错台，甚至引起管片发生破损。同时，传统的浆液待凝固后的抗剪和抗拉能力有限，易产生裂隙并迅速扩展，造成盾构隧道渗漏水等病害。

发明内容

本发明的目的在于克服现有注浆技术的缺陷，提供一种抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液。该注浆浆液有助于降低因浆液流动与注浆压力损失引起的管片上浮，且能够显著提高盾构注浆凝固后的强度、抗渗性、稳定性和耐久性。

本发明由如下技术方案实现的：一种抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液，由水泥、中粗砂、蒙脱石矿粉、水、亚硝酸钠、减水剂和单丝束状纤维混合而成，其配合比为：水与水泥的质量比为1.2:1~1:1；水泥与中粗砂的质量比为0.3:1~0.6:1；蒙脱石矿粉与水泥的质量比为1:1；亚硝酸钠为水泥质量的3%~6%；减水剂为水泥质量的0.2%~2%，纤维掺量占水泥质量的0.1%~0.5%。

所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、萘系减水剂、脂肪酸系减水剂、聚羧酸盐系减水剂、聚氨醋类减水剂中的任意一种。所述纤维为耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酷纤维、聚丙烯腈纤维中的任意一种或几种任意混合至混合纤维长度3~12mm。

按上述配比配制出的盾构施工纤维加筋同步注浆浆液，其性能要求为1天抗拉强度大于0.25MPa，28天抗拉强度大于3MPa，固结收缩率要求小于4%。

所述抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液，由盾构机注浆系统通过管片注浆孔注入管片背后，浆液流动受到分散纤维的约束。因此，浆液压力梯度远小于静水压力分布，管片上浮力大大降低。

所述抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液中，蒙脱石矿粉作为稳定剂，保证浆液泌水率低，注浆压力的损失减小，这将有助于降低管片的上浮量。

所述抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液在亚硝酸钠作用下，迅速凝固，浆液凝固体的强度大和硬度高，有效减小隧道的上浮作用力。

所述抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液中，分散分布着大量纤维。这些纤维相互交错并形成纤维网，提高了凝固体的均质性和整体性。当凝固体受到拉应力作用时，纤维与凝固体之间形成摩擦力、粘结力和锁固力，阻止了凝固体发生裂隙扩展和大变形破坏，提高了凝固体的抗拉强度。

所述抗裂、防上浮盾构施工纤维加筋同步注浆浆液中，纤维均匀分布在固化体中。大量纤维起到承托骨料的作用，增大了凝固体的密实度，进而提高了凝固体的抗渗能力，减轻了盾构隧道渗漏水等病害。