[发明专利]盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法

说明书

本发明公开了盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法，其中固化剂，包括，以重量份数计：普通硅酸盐水泥9‑12重量份；生石灰4‑6重量份；聚丙烯酰胺0.15‑0.3重量份；无水偏硅酸钠0.4‑0.7重量份；海藻酸钠0.25‑0.55重量份。本发明的固化剂，组成简单，成本低廉，施工作业操作便利，有效地实现了对盾构渣土固化土浸出液中重金属含量的控制，防止固化土带来二次污染，有效改善了盾构渣土淤积区表层软土的结构形态，具有更好的应用前景。

技术领域

本发明是关于环境治理技术，特别是关于一种盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法。

背景技术

盾构隧道技术在我国城市地铁、公路交通、综合管廊中得到了广泛应用。在城市轨道交通方面，目前我国正在掘进的盾构数量达到2000台以上。与此同时，盾构工程产生的渣土量也屡创新高，每年达5000万m³以上。随着越来越多采用盾构技术的穿江跨海公路隧道的建设及规划，其产生的盾构渣土量将更加庞大。近年来，因为废弃渣土脱水技术的大力推广，盾构渣土处置过程中带来的危害不断减少，但仍有相当数量的盾构渣土被直接外运，排放在淤积地。这种简单粗暴的处理方式，在工程施工期间有效地解决了渣土堆积问题，但不可避免地造成了城市周边遗留了大量渣土淤积地的问题。这些盾构渣土淤积地大者可达上万平方米，深者可达数十米，浪费了大量土地，存在巨大安全隐患。

渣土固化处理法是指在盾构渣土中加入固化剂，使固化剂与渣土充分混合均匀，固化剂与渣土发生一系列复杂的物理和化学反应，进而转化为胶结好、强度较大的固化土，固化土可以用作路基填筑材料、建筑材料等。采用固化剂处理盾构渣土具有效率高、固化土强度高、施工方便、费用适中等特点，有着非常广阔的应用前景。

目前，固化剂的研制是环境岩土工程行业内的热点问题，但是针对盾构渣土淤积区表层软土固化剂的研制较少，且存在固化剂研制没有充分考虑到渣土淤积区表层软土物质成分的独特性、固化材料的选取不具有针对性、评价固化剂固化效果时评价指标选取不全面等问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构渣土淤积区表层软土固化剂、改性土材料及其制备方法，组成简单，成本低廉，有效地实现了对盾构渣土固化土浸出液中重金属含量的控制，防止固化土带来二次污染，具有更好的应用前景。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了盾构渣土淤积区表层软土固化剂，包括，以重量份数计：普通硅酸盐水泥9-12重量份；生石灰4-6重量份；聚丙烯酰胺0.15-0.3重量份；硅酸钠0.4-0.7重量份；海藻酸钠0.25-0.55重量份。

在本发明的一个或多个实施方式中，聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺。

在本发明的一个或多个实施方式中，阴离子型聚丙烯酰胺其数均分子量的范围为800万-1800万。优选的，阴离子型聚丙烯酰胺其数均分子量为1400万。

在本发明的一个或多个实施方式中，硅酸钠为无水偏硅酸钠。

盾构渣土淤积区表层软土固化剂，可以被用于客土软土固化改造回填、软土原位固化回填等，从而满足不同目的盾构渣土淤积区表层软土固化需求。

在本发明的一个或多个实施方式中，改性土材料，包括原土以及适量如前述的盾构渣土淤积区表层软土固化剂，原土与盾构渣土淤积区表层软土固化剂混合均匀。

在本发明的一个或多个实施方式中，盾构渣土淤积区表层软土固化剂相对于原土的占比为13.8-19.55wt.％。

在本发明的一个或多个实施方式中，原土为软土。优选为，原土为盾构渣土淤积区表层软土。这里的软土主要为粉粒、天然含水率超过液限且有机质含量低。