[发明专利]一种用于富水地层盾构施工的同步注浆浆液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于富水地层盾构施工的同步注浆浆液及其制备方法，包括A组分、B组分、C组分；其中，A组分的原料包括硅酸盐42.5级水泥、II级粉煤灰、河砂、纳基膨润土，B组分的原料包括羟乙基甲基纤维素、自来水，C组分的原料包括纳米二氧化硅、自来水，B组分的掺和量与A组分的掺和量的比值为3:5，C组分的掺和量与A组分的掺和量的比值为1:2；本发明所述同步注浆浆液的早期抗剪切强度高、可注性好、浆液稳定、结石率高、析水率低、具有较好的抗稀释性，在同步注浆浆液注入后提供一定的抗剪切力，进而抑制管片上浮，能够起到稳定管片的作用，解决管片开裂、渗水的问题。

技术领域

本发明属于盾构隧道施工技术领域，尤其涉及一种用于富水地层盾构施工的同步注浆浆液及其制备方法。

背景技术

随着隧道工程的快速发展，盾构法施工技术的应用也越来越广泛，而同步注浆是盾构法施工的重要工艺。同步注浆材料主要分为惰性浆液和活性浆液，其中在泥水盾构施工中经常采用单液活性浆液，但是在穿江泥水盾构隧道掘进过程中，时常会遇到高渗透、高水压或分布有裂隙破碎带的富水地层，在富水地层环境下，普通单液活性注浆材料抗水分散性弱、泌水率大、受涌水和地层暗流的冲刷侵蚀，极易导致同步注浆过程中出现跑浆现象。

单液活性浆液的材料配比决定了单液活性浆液的基本物理性能，而外加剂的种类和掺量在不同程度上能对单液活性浆液性能够进行改善，通过改变其种类和掺量研发出与地层性质相匹配的注浆材料，使其对不同的施工工况产生一定的适应性。目前，常用于改善浆液在水下抗分散性的外加剂材料为各类纤维素，但是纤维素不利于浆液的凝结与早期强度的发展，而纳米二氧化硅具有可填充浆体材料孔隙、促进水泥水化、提高抗压强度、抗渗性及耐久性等优异的物理化学性质。

中国专利“CN109503089A”公开了一种用于盾构同步注浆的抗水分散浆液，所述浆液组分按重量份数包括：水泥120-150份、水430-460份、粉煤灰340-370份、砂690-720份、羟乙基甲基纤维素2.6-2.9份、聚羧酸减水剂0.1-0.4份，将组分按重量份数准备，向水中加入水泥、粉煤灰、砂、羟乙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂并进行拌和，制得抗水分散浆液，所得的浆液通过砂浆泵送至砂浆车中备用，所得抗水分散浆液具有以下优点：①水泥用量较低，并掺加较多的粉煤灰、羟乙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂等抗冲刷材料，本发明所述配比的浆液具有流动性、抗水分散性和保水性等特性，能够有效的减少盾构同步注浆浆液因地下水冲刷，而导致管片外部缝隙填充较差，进而造成的管片沉降、渗漏水等质量问题；②稳定性良好，稠度12.3cm，流动度29.0-30.0cm，泌水率1％-2％，降低了后续施工时盾构隧道二次注浆的施工成本，提升了隧道整体施工质量，同时还提供了一种用于盾构同步注浆的抗水分散浆液的制备方法，本方法采用湿拌法工艺，制得抗水分散浆液的稳定性、抗冲刷性更有保证。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种用于富水地层盾构施工的同步注浆浆液及其制备方法，包括A组分、B组分、C组分；其中，A组分的原料包括：硅酸盐42.5级水泥、II级粉煤灰、河砂、纳基膨润土，B组分的原料包括：羟乙基甲基纤维素、自来水，C组分的原料包括：纳米二氧化硅、自来水，B组分的掺和量与A组分的掺和量的比值为3:5，C组分的掺和量与A组分的掺和量的比值为1:2。

进一步地，A组分中硅酸盐42.5级水泥的比表面积为350kg/m²。

进一步地，A组分中II级粉煤灰的比重为1.95、含水率为0.35％、单轴抗压强度为1.15MPa。

进一步地，A组分中河砂为细度模数1.9的中细河砂，含泥量为1.1％。

进一步地，A组分中纳基膨润土95％通过200目筛，膨胀率13～30ml/g。

进一步地，B组分中羟乙基甲基纤维素为5000Pa.s的固体白色粉末。