[发明专利]一种用于顶管施工触变泥浆置换的浆液

说明书

本发明属于基础设施工程材料技术领域，尤其是一种用于顶管施工触变泥浆置换的浆液，解决了现有技术中顶管施工过程中沉降控制困难、现有的触变泥浆填充支撑性不佳的问题，所述用于顶管施工触变泥浆置换的浆液，包括以下原料：硅酸盐水泥150‑250份、石英砂100‑200份、改性碳酸钙50‑100份、纳米氢氧化钙40‑80份、硬脂酸锂8‑10份、二甲基二硫代氨基甲酸钠1‑3份、五水偏硅酸钠1‑3份、缓凝剂2‑5份、水300‑500份。本发明制得浆液强度高、分散性、稳定性和耐锈蚀性好，其能够很好的调控管节与外围土体间的压力，填补管节结构与外围土体之间的空隙，从而起到有效的填充支撑作用，避免地层扰动和沉降变形。

技术领域

本发明涉及基础设施工程材料技术领域，尤其涉及一种用于顶管施工触变泥浆置换的浆液。

背景技术

随着我国经济的发展，城市生活节奏越来越快，城镇内挖掘施工越来越受制约，随之非开挖施工技术得到广泛的应用，顶管施工技术日趋成熟。顶管法是指隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。顶管施工时，顶管机的刀盘进行开挖过程中需要一个构件及时向管道外围的空隙注入触变泥浆，在顶进完毕后触变泥浆固结增强，以保护浅覆土下的地面建筑物。

作为顶管施工的最关键技术之一，触变泥浆注浆减阻技术在顶进施工过程中的作用至关重要。触变泥浆是：将膨润土与水按一定比例拌合，并添加相应的外加剂。经过搅拌、泵送、流动等外界扰动后，浆液能够由凝胶体变为流态，并且静置后又能够由流态（膨润土颗粒呈分散状态）变为凝胶体（膨润土颗粒呈絮凝状态）。这种流态和凝胶体之间的交替可以发生多次的特性称为触变性。其作用有两方面：一是起润滑作用，在顶进施工过程中，膨润土颗粒受到泵送、流动等外界扰动，浆液以流态形式来润滑管节结构与土体之间的摩擦作用，从而减小推进阻力；二是起填充支撑作用，浆液在静置后变为凝胶体，能够有效填充支撑管节结构与外围土体之间的空隙，减小地层扰动和沉降变形，确保周边环境安全可控。顶管施工用触变泥浆中如膨润土的含量足够多，则颗粒之间的电键使分散系形成一种机械结构，膨润土水溶液呈固体状态，一经触动(摇晃、搅拌、振动或通过超声波、电流)、颗粒之间的电键即遭到破坏，膨润土水溶液就随之变为流体状态。如果外界因素停止作用，水溶液又变作固体状态。故在顶管顶进结束后，必须及时将触变泥浆置换，以减少后期顶管穿越现有构筑物而产生的沉降。基于上述陈述，本发明提出了一种用于顶管施工触变泥浆置换的浆液。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中顶管施工过程中沉降控制困难、现有的触变泥浆填充支撑性不佳的问题，而提出的一种用于顶管施工触变泥浆置换的浆液。

一种用于顶管施工触变泥浆置换的浆液，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥150-250份、石英砂100-200份、改性碳酸钙50-100份、纳米氢氧化钙40-80份、硬脂酸锂8-10份、二甲基二硫代氨基甲酸钠1-3份、五水偏硅酸钠1-3份、缓凝剂2-5份、水300-500份。

优选的，所述用于顶管施工触变泥浆置换的浆液，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥180-220份、石英砂120-180份、改性碳酸钙60-90份、纳米氢氧化钙42.5-76份、硬脂酸锂8.5-9.5份、二甲基二硫代氨基甲酸钠1.5-2.5份、五水偏硅酸钠1.5-2.5份、缓凝剂3-4份、水350-450份。

优选的，所述用于顶管施工触变泥浆置换的浆液，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥200份、石英砂150份、改性碳酸钙75份、纳米氢氧化钙63份、硬脂酸锂9份、二甲基二硫代氨基甲酸钠2份、五水偏硅酸钠2份、缓凝剂3.5份、水400份。

优选的，所述改性碳酸钙由质量比28-40:3-8:1-5:1-3的碳酸钙、微晶石蜡、纳米氧化铁和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺复配而得。

优选的，所述改性碳酸钙由以下方法制得：将碳酸钙和微晶石蜡共同加入到研磨机中，在40-60℃的温度下，边研磨边加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，研磨混合20-30min后，加入纳米氧化铁研磨混合均匀即得。