[发明专利]一种使用土压平衡盾构渣土制造流动化回填土的方法

说明书

本发明公开了一种使用土压平衡盾构渣土制造流动化回填土的方法，包括：在土压平衡盾构渣土中依次加入适量的固化材料、激活剂和水进行充分混合；待混合物形成能流动的状态时，将其浇筑于回填空隙中。将土压平衡盾构产生的“塑性流动”状态的渣土，利用其本身具有流动性的特点改性使其成为流动化回填土，既可以解决渣土处理处置的问题，又能解决狭小空间回填土密实性不好的问题。

技术领域

本发明属于工程建设产生的废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种使用土压平衡盾构渣土制造流动化回填土的方法。

技术背景

近年来，随着国家基础建设的逐步推进，城市地铁建设工程全面展开，区间隧道掘进产生大量的渣土，由于运输和处置场地的限制，这些渣土的后续处理处置已成为城市地铁建设的难题之一。在工程废弃物处理方面，大多数城市仍然使用“堆置”的方法，因此需要较大面积的土地，并形成较多的“渣土场”。

城市地铁隧道建设广泛使用土压平衡盾构机进行掘进，这种施工方法是把地层扰动为“塑性流动状态”排出，因此产生的渣土都是半固相、具有流动性、高含水量的泥状物。这种渣土由于容易滴洒，运输比较困难；另一方面强度极低的盾构渣土进入渣土场，也给其边坡稳定性带来很大的隐患。因此很多盾构隧道工程都需要对盾构渣土进行固化/干化的预处理，降低含水率、提高强度后才能运出；土压平衡盾构工程也经常出现高含水率渣土在渣土坑内的积压，而影响工期的问题。因此“塑性流动状态”渣土的运输、临时堆放和最终处置已经成为城市地铁建设遇到的一大难题。

另一方面，在地铁车站建设、城市地下管网的建设中，经常遇到狭小空间需要使用回填土进行回填的工程。由于空隙、沟槽断面狭小，无法采用重型机械碾压，压实的效果很难保证，由此而产生地面、路面沉降、不平、甚至造成周围建筑物的开裂等问题。因此狭小空间需要回填土进行密实回填的工程广泛存在。

流动化回填土(Controlled low-strength material，简称CLSM)是一种具有流动性、可浇筑施工，并通过添加的固化材料胶结形成适宜强度的新型回填材料。一般情况下流动化回填土由水、水泥、粉煤灰、粗、细骨料组成，有时也有添加剂的流动性拌合物。CLSM在材料组成上与混凝土类似，但是由于其在强度方面的要求相对要低得多，因此能够使用的原材料也更加广泛。在配制原料的使用方面已经有采用矿渣、采石场粉尘、焚化底灰、高塑性粘土、管网开挖渣土、建筑废弃土等实例，但尚无使用土压平衡盾构渣土配制的技术方法和工程实例。因此，将土压平衡盾构产生的“塑性流动”状态的渣土，利用其本身具有流动性的特点改性使其成为流动化回填土，既可以解决渣土处理处置的问题，又能解决狭小空间回填土密实性不好的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种使用土压平衡盾构渣土制造流动化回填土的方法，既解决盾构掘进渣土的处置问题，同时也满足狭小空间高质量回填土的需求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种使用土压平衡盾构渣土制造流动化回填土的方法，包括：在土压平衡盾构渣土中依次加入适量的固化材料、激活剂和水进行充分混合；待混合物形成能流动的状态时，将其浇筑于回填空隙中。

浇筑于回填空隙中后，不需要进行碾压施工，待固化材料固化产生适宜的强度、渗透性和变形模量。

优选地，混入的固化材料为复合硅酸盐水泥32.5级，激活剂为聚羧酸，水为洁净的自来水。

在对盾构渣土的固化过程中，强度低且压缩性大是盾构渣土的主要特点，而本发明对盾构渣土的固化目的就是降低盾构渣土的压缩性并提高其强度。水泥土的强度提高来自于固化材料水化反应生成的水化产物与土颗粒之间的胶结填充，从而在土体中形成了稳定的支撑结构而使得固化土的强度提高。

研究显示水泥固化淤泥主要发生以下四种反应：

(1)水化反应