[发明专利]用于富水破碎地层泥水盾构施工的绿色泥浆及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于富水破碎地层泥水盾构施工的绿色泥浆及其制备方法，所述绿色泥浆包括如下质量份数组分：清水1000份、天然粘土130～170份、膨润土130～155份、分散剂3～6份，以及绿色添加剂40～70份；其中，绿色添加剂为麦芽糊精；分散剂为无水碳酸钠。所述制备方法包括如下步骤：搅拌下向天然粘土与膨润土中加入清水，得到混合物；将所述混合物比重控制在1.11～1.13；搅拌下向混合物中依次加入绿色添加剂和分散剂，将苏式漏斗粘度控制在24～26s，pH值控制在8～10，继续搅拌即得。所得绿色泥浆性能良好、成本低廉，其粘度、比重、滤失量以及pH值等参数均能满足工程指标要求，具有一定的推广价值。

技术领域

本发明涉及盾构隧道领域，特别涉及一种用于富水破碎地层泥水盾构施工的绿色泥浆及其制备方法。

背景技术

在渗透性较高，软弱的淤泥质地层、松散的砂土层和砂卵石地层以及地层含水量较大的越江隧道、对地面沉降要求较高的地区，泥水盾构以其安全、快捷、防水质量好，开挖面稳定、开挖精度高等优点，作为一种广泛的施工技术应用于隧道工程施工。尤其对于水下隧道施工，绝大部分均采用泥水盾构法施工。对于砂卵石，砂土和断层破碎带等渗透强较强的地层，依靠泥水加压在开挖面土体渗透形成泥膜从而维持开挖面的稳定时，泥浆添加剂的选择以及泥浆配比显得尤为重要。若泥浆与开挖土体匹配性差则泥浆无法在开挖面形成致密的泥膜，从而无法有效的将泥水压力转化为维持开挖面稳定的有效泥浆压力，引起开挖面失稳。

目前，大部分泥水盾构所用泥浆由天然粘土、膨润土、水和其他的化合物如增粘剂CMC，预胶化淀粉等组成，其突出的问题就是浆液指标难以控制、废浆排放量大、稳定性差。而且由于所选用的CMC为化合物或聚合物，预胶化淀粉自身物理化学稳定差极易失效，在施工过程中对环境容易造成污染，尤其在水质要求高的地区容易污染地下饮用水，对人体造成危害。

鉴于此，本发明新提出一种价格低廉、绿色环保的添加剂，并通过室内试验分析了该绿色添加剂对泥浆性能指标的影响。最后，根据富水破碎地层的特点提出一种绿色环保、经济高效、适用性强的绿色泥浆配比，为现场施工提供借鉴。

发明内容

本发明提供了一种用于富水破碎地层泥水盾构施工的绿色泥浆及其制备方法，其目的是为了提高泥浆稳定性，降低制浆成本，减小废浆量和环境污染，提高渣土的循环利用率，降低废弃渣土的处理成本，并且能够保证所配制出的泥浆工作性能优越，与相应的地层适应性好。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于富水破碎地层泥水盾构施工的绿色泥浆，包括如下质量份数组分：

清水1000份、天然粘土130～170份、膨润土130～155份、分散剂3～6份，以及绿色添加剂40～70份；其中，绿色添加剂为麦芽糊精；分散剂为无水碳酸钠。

优选地，所述膨润土为钠基膨润土。

优选地，所述麦芽糊精是用淀粉经水解、转化、提纯和干燥制成。

优选地，所述麦芽糊精为大米麦芽糊精、小麦麦芽糊精和玉米麦芽糊精中的一种或多种。

麦芽糊精原料是含淀粉的玉米、小麦、大米等，价格低廉，稳定性好，耐高温，发酵性小，绿色无污染，增粘效果明显，同时有效降低泥浆滤失量，是一种理想的绿色泥浆添加剂，对其的开发利用能够有效地降低泥浆制作、渣土处理成本，达到绿色环保的施工要求。

优选地，所述绿色泥浆的比重为1.11～1.13，苏式漏斗粘度为24～26s，泥浆pH值为8～10。

优选地，所述绿色泥浆经NS-1型泥浆滤失量测定仪测得的泥浆滤失量在20mL之下。

本发明还提供一种上述用于富水破碎地层泥水盾构施工的绿色泥浆的制备方法，包括如下步骤：