[发明专利]一种盾构施工用充填控沉材料

说明书

本发明公开了一种盾构施工用充填控沉材料，主要用于填充由于盾构机刀盘超挖导致出现的盾构机外侧空隙。这种材料由A、B液混合而成，A液以膨润土和高岭土为主剂，以增稠剂、缓凝剂、防水剂、粉煤灰、水泥为添加剂，余量为水。B液是指水玻璃。A液与B液以体积比4:1~10:1混合。相比于现有的充填控沉材料，本发明注重加强材料的抗沉降性，并利用合适的添加剂与适当的配比，在抗沉陷性、泵送性、保水性等几种指标上均得到了很好的表现。

技术领域

本发明涉及盾构施工材料领域，具体涉及一种盾构施工用新型充填控沉材料。

背景技术

随着我国城市现代化建设步伐日渐加快，各类轨交交通均得到了极大的发展。盾构法是暗挖法的一种，是我国发展地下轨道交通的一个重要施工方法。但盾构法施工会导致周围土体出现不可避免的沉降，其中，因刀盘超挖引起的盾壳和土体之间的空隙是不可忽略的一个方面，此空隙会导致周围地层甚至建筑物出现一定程度上的变形。尤其对于盾构穿越工程而言，对被穿越建筑物的变形控制要求更为严格，在某些穿越高铁基础设施的项目中，甚至提出了“零沉降”的要求。因此急需一种既可快速充填、不易流失，而且凝结速度有保障，不易堵管，以及具有一定抗沉陷能力且不影响盾构掘进的新型材料。

现有注浆种类中，单液浆存在容易流失、凝结速度慢等缺点，双液浆存在凝结速度快、凝结强度高、容易抱死盾体、易堵管等缺点，均不能很好地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种盾构施工用充填控沉材料。相比于现有的充填控沉材料，本发明注重加强材料的抗沉降性，并利用合适的添加剂与适当的配比，在抗沉陷性、泵送性、保水性等几种指标上均得到了很好的表现。

为达到上述目的，本发明的盾构施工用充填控沉材料，包括A液和B液；A液包括膨润土、高岭土、增稠剂、缓凝剂、防水剂、粉煤灰、水泥，余量为水；B液为水玻璃；A液与B液体积比为4:1~10:1。

所述膨润土为钠基膨润土，膨润土和高岭土在A液中质量共占比为25%~35%，膨润土和高岭土质量比为（3-4）：1；进一步，所述膨润土400目粒径通过率超过95%，水分＜10%，二氧化硅质量含量大于70%；所述高岭土为煅烧高岭土，325目筛余物≤0.5%，水分≤0.5%。

所述增稠剂包括质量比为1:（1±0.1）的羧甲基纤维素钠和聚丙烯酰胺，在A液中质量占比为0.02%~0.1%；进一步，羧甲基纤维素钠为粉状中黏型，黏度为500-1000mPa·s，聚丙烯酰胺为阴/阳离子型，固含量＞90%，离子度在5~80。

所述缓凝剂为葡萄糖酸钠，在A液中质量占比为2%~4%。

所述防水剂为有机硅类防水剂，在A液中质量占比为2%~4%；进一步优选为SHP-50型聚硅氧烷粉末。

所述粉煤灰为二级粉煤灰，在A液中质量占比为2%~4%；进一步，二级粉煤灰45μm方孔筛筛余≤30%，含水量≤1%。

所述水泥为硅酸盐水泥，在A液中质量占比为2%~7%；进一步，优选为P.O32.5硅酸盐水泥，密度为3.15g/cm³，3d抗压强度为27.5MPa，28d抗压强度为49.0MPa。

所述B液为波美度38°Bé且模数为3.3的水玻璃。

本发明可实现的有益效果是：

（一）本发明所述的方法，将A、B液混合后，可以在5s~20s内反应完成，能做到快速且有效地填补由于刀盘超挖引起的盾构机和土体之间出现的空隙，对下穿工程中的土体沉降以及结构变形能起到有效的抑制作用，同时，形成的膏体有一定的润滑盾构机身的作用，利于盾构施工的进行。