一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108442932 A(43)申请公布日 2018.08.24

(21)申请号 201810163901.0(22)申请日 2018.02.27

(71)申请人 北京交通大学

地址 100044 北京市海淀区西直门外上园

村3号(72)发明人 袁大军　韩冰宇　李兴高　金大龙　

王将　毛家骅　王滕　(74)专利代理机构 北京市商泰律师事务所

11255

代理人 黄晓军(51)Int.Cl.

E21D 9/06(2006.01)E21D 11/10(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(54)发明名称

一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液(57)摘要

本发明所述的一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，该浆液由A液和B液组成，所述A液与B液的使用量体积比为A液：B液＝10：1，所述A液中各原料的重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8～1.2：0.1～0.5：0.01～0.05，所述B液是波美度为30的水玻璃，将A液和B液进行混合得到所述浆液。本发明所述浆料的配制方法简单，浆液的质量容易控制，配料的成本较低，具有良好的经济效益和社会效益。该浆液凝结时间较短，在15s～20s之间、早期强度增长快、后期强度大，并具有不易离析、不易堵管等优点，对大直径盾构隧道的沉降控制效果较好。CN 108442932 ACN 108442932 A

权　利　要　求　书

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1.一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，其特征在于，由A液和B液组成，所述A液与B液的使用量体积比为A液：B液＝10：1，所述A液中各原料的重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8～1.2：0.1～0.5：0.01～0.05，所述B液是波美度为30的水玻璃。

2.根据权利要求1所述的适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，其特征在于，所述泥浆为8％浓度的膨润土泥浆。

3.根据权利要求2所述的适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，其特征在于，所述A液中各原料的最佳重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8：0.3：0.02。

4.根据权利要求3所述的适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，其特征在于，所述浆液的凝结时间在15s～20s之间，28d抗压强度为17.9～24.5MPa。

5.一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液的制备方法，其特征在于，选取重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8～1.2：0.1～0.5：0.01～0.05的原料进行混合得到A液；选取波美度为30的水玻璃作为B液；将所述A液和B液混合得到所述浆液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述泥浆为8％浓度的膨润土泥浆。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，最佳选取重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8：0.3：0.02的原料进行混合得到A液。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，制备得到的所述浆液的凝结时间在15s～20s之间，28d抗压强度为17.9～24.5MPa。

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一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液

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技术领域

[0001]本发明属于盾构隧道施工建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液。

背景技术[0002]盾构掘进过程中，由于刀盘和盾壳的外径大于衬砌管片的外径，在管片脱出盾尾后，管片与周围土体之间会形成一定的建筑间隙。盾构同步注浆技术是指在管片脱出盾尾的同时，把适量注浆材料在一定压力下压注到盾尾空隙内，及时地充填壁后建筑间隙，从而对盾构施工引起的地层沉降形成有效地控制，而且注浆施工便捷，目前被广泛采用。随着城市轨道交通的迅速发展，盾构隧道工法应用越来越广泛，盾构直径也从常见的6m左右增加到10m以上。为充分发挥大直径(10m以上)盾构的技术优点，同步注浆填充间隙、减少地表沉降至关重要，而缩短同步注浆的浆液凝结时间，较早发挥壁后注浆支护作用较为关键。[0003]目前在盾构隧道施工中同步注浆浆液分为单液浆和双液浆。单液浆施工方便、容易管理，因而现有盾构隧道同步注浆多采用单液浆。但是单液浆凝结时间长，早期强度和后期强度都较低，收缩率较高，特别是对于大直径盾构隧道不能及时有效地控制地表沉降。现有的双液浆具有相对单液浆较短的凝结时间和较高的强度，然而现有的双液浆在施工过程中易离析、易堵管且施工复杂，不利于长距离施工。并且对于大直径(10m)盾构在施工过程中更快的地层沉降反应速率，目前还没有一种综合性能优良的双液型浆液能够对大直径盾构施工造成的沉降有较好的控制效果。

[0004]因此为了满足大直径盾构隧道沉降控制，需要有一种不易离析、不易堵管、凝结时间短且强度高的同步注浆浆液。

发明内容

[0005]本发明为了克服现有盾构隧道施工中同步注浆浆液的缺点，提供一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，该浆液凝结时间较短(15～20s)、早期强度增长快、后期强度大，并具有不易离析、不易堵管等优点，对大直径盾构隧道的沉降控制效果较好。[0006]为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

[0007]本发明提供一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，该浆液由A液和B液组成，所述A液与B液的使用量体积比为A液：B液＝10：1，所述A液中各原料的重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8～1.2：0.1～0.5：0.01～0.05，所述B液是波美度为30的水玻璃。[0008]优选的，所述泥浆为8％浓度的膨润土泥浆。[0009]优选的，所述A液中各原料的最佳重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8：0.3：0.02。

[0010]优选的，所述浆液的凝结时间在15s～20s之间，28d抗压强度为17.9～24.5MPa。[0011]本发明还提供了所述适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液的制备方法，如下：[0012]选取重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8～1.2：0.1～0.5：0.01～0.05的原料

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进行混合得到A液；选取波美度为30的水玻璃作为B液；将所述A液和B液混合得到所述浆液。[0013]优选的，所述泥浆为8％浓度的膨润土泥浆。[0014]优选的，最佳选取重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8：0.3：0.02的原料进行混合得到A液。[0015]优选的，制备得到的所述浆液的凝结时间在15s～20s之间，28d抗压强度为17.9～24.5MPa。

[0016]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述浆料的配制方法简单，浆液的质量容易控制，配料的成本较低，具有良好的经济效益和社会效益。该浆液以凝结时间为主要控制指标，凝结时间按照15～20s控制。

[0017]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明

[0018]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019]图1为本发明实施例提供的所述适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液的制备流程图。

具体实施方式

[0020]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的。[0021]本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。[0022]本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。[0023]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

[0024]本发明实施例1-3提供一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，该浆液由A液和B液组成，其中A液和B液同步使用量体积比为10:1，所述A液由水泥、水、泥浆和缓凝剂组成，

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所述B液是波美度为30的水玻璃。其中，[0025]实施例1

[0026]所述A液中，各原料组分的重量配比(Kg/m3)为：水泥：700；水630；泥浆：180；缓凝剂：35。

[0027]所述A液的泌水率为3.5％，流动度不小于210mm，A液与B液混合后的凝结时间为18.6s，28d抗压强度为23.1MPa。[0028]实施例2

[0029]所述A液中，各原料组分的重量配比(Kg/m3)为：水泥：650；水650；泥浆：130；缓凝剂：13。

[0030]所述A液的泌水率为4.3％，流动度不小于240mm，A液与B液混合后的凝结时间为17.3s，28d抗压强度为22.3MPa。[0031]实施例3

[0032]所述A液中，各原料组分的重量配比(Kg/m3)为：水泥：700；水560；泥浆：210；缓凝剂：14。

[0033]所述A液的泌水率为3.1％，流动度不小于230mm，A液与B液混合后的凝结时间为16.4s，28d抗压强度为24.5MPa。[0034]实施例4

[0035]本实施例提供一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液，该浆液由A液和B液组成，所述A液与B液的使用量体积比为A液：B液＝10：1，所述A液中各原料的重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8～1.2：0.1～0.5：0.01～0.05，所述B液是波美度为30的水玻璃。[0036]在一个具体的实施例中，所述泥浆为8％浓度的膨润土泥浆。[0037]在一个具体的实施例中，所述A液中各原料的最佳重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8：0.3：0.02。

[0038]在一个具体的实施例中，所述浆液的凝结时间在15s～20s之间，28d抗压强度为17.9～24.5MPa。

[0039]本实施例还提供一种适用于大直径盾构隧道同步注浆浆液的制备方法，制备流程如图1所示：[0040]S101：选取重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8～1.2：0.1～0.5：0.01～0.05的原料进行混合得到A液；[0041]S102：最佳选取波美度为30的水玻璃作为B液；[0042]S103：将所述A液和B液混合得到所述浆液。[0043]在一个具体的实施例中，所述泥浆为8％浓度的膨润土泥浆。[0044]在一个具体的实施例中，最佳选取重量比为水泥：水：泥浆：缓凝剂＝1：0.8：0.3：0.02的原料进行混合得到A液。[0045]在一个具体的实施例中，制备得到的所述浆液的凝结时间在15s～20s之间，28d抗压强度为17.9～24.5MPa。[0046]综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：[0047](1)通过反复试验确定浆液的组分和配比，将A液的泌水率控制在5％以内，流动度不小于200mm，能保证使用过程中不离析、不堵管，适用于盾构长距离掘进。

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(2)采用缓凝剂控制双浆液的凝结时间，将A液与B液混合后的凝结时间控制在15

～20s之间，针对大直径盾构隧道在施工过程中地层沉降反应速率快的特点和施工操作实际情况，保证尽早地对盾构掘进造成的地层沉降进行控制。[0049](3)本发明的盾构隧道同步注浆双液型浆液，在保证良好填充性的情况下，A液与B液混合1h后强度可达0.5MPa，早期强度增加较快，28d抗压强度可达17.9～24.5MPa，在大直径盾构隧道工程中控制地表沉降效果良好。[0050]本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

[0051]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。[0052]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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说　明　书　附　图

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图1

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