[发明专利]一种盾构渣土固化剂及其资源化利用方法

说明书

本发明提供一种盾构渣土固化剂，其组成成分及质量比例为：水泥：氧化钙：硫酸钙：聚丙烯酸钠＝＝8‑15：4‑10：4‑10：1‑4。本发明利用聚丙烯酸钠吸水性强的特点将盾构渣土中的水分迅速吸收，聚丙烯酸钠生成的粘性物质将土颗粒聚集成团，早强盾构渣土固化剂具有明显的效果，盾构渣土由流塑状态经过固化剂处理后转变为塑性状态，方便运输，从而解决了地铁项目因渣土池满载而停工的困境，而且养护7d后固化土力学性能满足路基填料要求，实现盾构渣土资源化利用。

技术领域

本发明属于能源化工和环境工程技术领域，特别涉及一种盾构渣土固化剂及其资源化利用方法。

背景技术

盾构渣土是指地铁工程项目中隧道盾构产出的土体、土渣或泥浆。目前在建地铁隧道盾构施工掘进方式以复合型土压平衡盾构为主，在土压平衡盾构施工中，切削系统切削下来的渣土进入土仓，利用渣土形成的土压力来平衡掌子面上的土、水压力，因而渣土应当具有一定的流动塑性才能满足施工要求。

为了确保土压平衡盾构能够顺利掘进，目前主要是向掘削的渣土中注入水、泡沫、膨润土等改良剂，从而使土体具有良好的流塑性，以满足盾构掘进的要求，但是，这种方法使盾构渣土含水率高、渗透性差、压缩性高、处置难度大。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种盾构渣土固化剂，使用该固化剂可有效地改良盾构渣土力学性能，降低渣土含水率、提高渣土渗透性、降低渣土压缩性。

本发明的另一目的是提供上述盾构渣土固化剂的资源化利用方法。

如上构思，本发明的技术方案是：一种盾构渣土固化剂，其特征在于：组成成分及质量比例为：水泥：氧化钙：硫酸钙：聚丙烯酸钠＝＝8-15：4-10：4-10：1-4。

进一步，所述盾构渣土固化剂的资源化利用方法包括以下步骤：

步骤1：按质量配置盾构渣土100份，固化剂3-10份，通过机械拌合均匀；

步骤:2：将拌合均匀后的土体按《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2019)规范，进行初压、整平、均匀碾压到密实；

步骤3：进行洒水养护7d以上，期间盾构渣土与固化剂发生水化反应、聚合反应、钙化反应、火山灰反应；

步骤4：根据《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2019)对压实度进行检测；

步骤:5：根据《公路土工试验规程》(JTG 3430—2020)对压强度和CBR值进行检测。

进一步，所述组成成分及质量比例为：水泥：氧化钙：硫酸钙：聚丙烯酸钠＝10：4：5：1。

进一步，所述组成成分及质量比例为：水泥：氧化钙：硫酸钙：聚丙烯酸钠＝10：3：5：2。

进一步，所述组成成分及质量比例为：水泥：氧化钙：硫酸钙：聚丙烯酸钠＝10：3：6：3。

本发明的成分聚丙烯酸钠吸水性极强，吸收自由水后形成无色透明黏性胶凝物，在碱性环境下，胶凝物粘性进一步增强，并吸附土壤微粒、游离钙离子、镁离子等，土颗粒间失去自由水后，黏性物质与土颗粒结合，生成较大团状和块状颗粒，同时通过离子交换，用高价离子取代低价离子，实现水化离子半径缩小化，来达到双电层变薄，使土颗粒间水膜较厚处向较薄处移动，以使黏土颗粒之间易于凝聚，土颗粒间接触变得紧密，距离变小，固化土由流塑状态转变为塑性状态。

本发明利用聚丙烯酸钠吸水性强的特点将盾构渣土中的水分迅速吸收，聚丙烯酸钠生成的粘性物质将土颗粒聚集成团，早强盾构渣土固化剂具有明显的效果，盾构渣土由流塑状态经过固化剂处理后转变为塑性状态，方便运输，从而解决了地铁项目因渣土池满载而停工的困境，而且养护7d后固化土力学性能满足路基填料要求，实现盾构渣土资源化利用。

本发明具有如下的优点和积极效果：