本發(fā)明涉及一種地下工程領(lǐng)域施工過(guò)程中同步注漿的漿液材料，具體地，涉及一種糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工防突涌注漿材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市軌道交通、高速鐵路、地下建筑等大量涌現(xiàn)。盾構(gòu)法作為地下構(gòu)筑物建造的主要工法之一，在地下構(gòu)筑物建造過(guò)程中扮演著重要的角色。當(dāng)盾構(gòu)工法穿越構(gòu)造破碎帶時(shí)，由于糜棱巖破碎帶含水量大，裂隙發(fā)育，并且隨著盾構(gòu)施工的進(jìn)行，地層涌水沿著盾尾空隙流動(dòng)，水壓較大，導(dǎo)致盾構(gòu)施工過(guò)程中注漿的漿液材料極易流失，造成突涌事故頻繁發(fā)生。因而，調(diào)節(jié)配制出一種粘結(jié)性較好并且適用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中盾尾同步注漿防突涌的漿液材料具有重要的實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。
對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，涉及同步注漿的注漿材料和工藝有：適用于砂層加固的注漿材料及注漿方法(申請(qǐng)?zhí)枺?01310044179.6)、一種利用盾構(gòu)尾砂制備的早強(qiáng)微膨脹同步注漿材料及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)枺?01310322226.9)、一種適用于富水砂層的盾構(gòu)隧道同步注漿漿液(申請(qǐng)?zhí)枺?01310027380.3)、盾構(gòu)管片背后注漿工藝(申請(qǐng)?zhí)枺?01210058955.3)、一種盾構(gòu)施工控制用同步注漿漿液及注漿方法(201310370995.6)?，F(xiàn)有的有關(guān)盾尾同步注漿的漿液材料主要適用于砂層或富水砂層的地質(zhì)條件下，很少涉及到有關(guān)糜棱巖破碎帶盾尾同步注漿防突涌的漿液材料?，F(xiàn)有的注漿材料以水泥、粉煤灰、膨潤(rùn)土、砂等為主原料，這種注漿材料在用于構(gòu)造破碎帶時(shí)，由于構(gòu)造破碎帶含水量大，裂隙發(fā)育，導(dǎo)致漿液極易流失，甚至賭塞注漿管，為工程施工造成不便。
同步注漿的目的是為了控制地層變形、防止管片上浮、確保管片受力均勻、提高隧道的抗?jié)B性。適用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中防突涌的漿液材料，應(yīng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)漿液材料應(yīng)具有良好的充填性，能充分填充盾尾孔隙；(2)漿液材料應(yīng)具有適宜的稠度，避免注漿過(guò)程中堵塞注漿管，同時(shí)由于涌水造成漿液的流失；(3)漿液材料應(yīng)具有較好的和易性與耐久性，使盾構(gòu)管片與開(kāi)挖地層較好地粘結(jié)，避免漿液固化收縮；(4)漿液材料應(yīng)具有一定的早期強(qiáng)度，其數(shù)值與原狀土強(qiáng)度相當(dāng)；(5)漿液材料應(yīng)具有價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境無(wú)害、便于就地取材、易于清洗等特點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有注漿材料在用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題和缺陷，本發(fā)明提供一種糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工防突涌注漿材料及其制備方法，以滿(mǎn)足要求。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工防突涌注漿材料，所述材料包括以下重量百分含量的組分：
優(yōu)選地，所述水泥采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為42.5(p.o.42.5)，含水率≤5％，該規(guī)格的水泥材料具有價(jià)格低廉，同時(shí)能夠達(dá)到所需漿液材料要求的優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)選地，所述粉煤灰細(xì)度小于20～45％，含水率≤5％，該種規(guī)格的粉煤灰具有和易性好的優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)選地，所述膨潤(rùn)土為鈉基膨潤(rùn)土，膨脹倍數(shù)為18ml/g，粒徑≤0.075mm，該種規(guī)格的膨潤(rùn)土配制的膨潤(rùn)土漿液可以較好地發(fā)揮漿液材料的防突涌性能。
優(yōu)選地，所述砂采用細(xì)砂，粒徑≤2mm，含水率≤5％，該種規(guī)格的砂能夠較好地應(yīng)用于漿液材料的配制。
優(yōu)選地，所述引氣劑采用烷基苯磺酸鹽，使攪拌過(guò)程中形成的氣泡均勻分布于漿液中，改善漿液的和易性與耐久性，提高漿液的抗?jié)B性以及抗侵蝕性。
優(yōu)選地，所述纖維采用聚丙烯纖維，將聚丙烯纖維粉碎成≤2mm的粉末狀粉料，含水率≤5％，該種規(guī)格的聚丙烯纖維具有價(jià)格低廉，同時(shí)能夠較好地發(fā)揮纖維材料的粘結(jié)性。
優(yōu)選地，所述水為自來(lái)水，PH＝7，無(wú)色無(wú)味。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工防突涌注漿材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一，按照所述的質(zhì)量份數(shù)稱(chēng)取所需的原材料；
步驟二，按膨潤(rùn)土：水＝1：1的質(zhì)量比配制膨潤(rùn)土漿液(所用水為步驟一中稱(chēng)取的水)，將配制好的膨潤(rùn)土漿液放置1～2天；
步驟三，將步驟一中稱(chēng)取的水泥、粉煤灰、砂、纖維粉料混合攪拌均勻，配置成混合粉料；
步驟四，向砂漿攪拌機(jī)中依次加入步驟三所述的混合粉料和剩余的水；
步驟五，啟動(dòng)砂漿攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢?，將攪拌好的混合料加入到步驟二中配制好的膨潤(rùn)土漿液中，同時(shí)加入引氣劑攪拌，即得所述漿液材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明上述適用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中防突涌的漿液材料，在傳統(tǒng)注漿材料的基礎(chǔ)上，以纖維成分的聚丙烯為加固劑，變廢為寶，利用纖維的粘聚性，有效地增強(qiáng)了注漿材料的稠度和抗拉性，同時(shí)可以起到封堵地層裂隙、填充盾尾空隙、減小地面沉降、控制管片上浮的作用。漿液材料配制過(guò)程中引氣劑的加入可以有效地改善漿液材料的和易性與耐久性，防止注漿過(guò)程中發(fā)生離析現(xiàn)象。
附圖說(shuō)明
通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
圖1為本發(fā)明試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定的漿液材料突水延遲時(shí)間變化圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
結(jié)合具體試驗(yàn)對(duì)本發(fā)明的漿液材料的性能進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明提供了一種適用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中防突涌的漿液材料，該漿液材料調(diào)節(jié)各原材料的質(zhì)量份數(shù)配比，添加聚丙烯纖維這一材料作為纖維固化劑，利用纖維材料的粘結(jié)性，增強(qiáng)了漿液材料的稠度和抗拉性，同時(shí)，添加引氣劑，增強(qiáng)了漿液材料的和易性，調(diào)節(jié)配制出適用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程防突涌的漿液材料。
實(shí)施例1
本發(fā)明的用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中防突涌的漿液材料，試驗(yàn)過(guò)程中按照特定的質(zhì)量配比(kg)配制所述的漿液材料，由以下重量份組成：
所述漿液材料的配制方法包括以下幾個(gè)步驟：
步驟一，按照所述的質(zhì)量比稱(chēng)取所需的原材料；
步驟二，提前一天，按膨潤(rùn)土：水＝1：1的質(zhì)量比配制膨潤(rùn)土漿液(所用水為步驟一中稱(chēng)取的水)，將配制好的膨潤(rùn)土漿液放置24h，用于配制所需的注漿材料；
步驟三，將步驟一中稱(chēng)取的水泥、粉煤灰、砂、聚丙烯纖維混合攪拌均勻，配置成所述原料的混合粉料；
步驟四，向砂漿攪拌機(jī)中依次加入步驟三所述的混合粉料和剩余的水；
步驟五，啟動(dòng)砂漿攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢?～8分鐘，將攪拌好的混合料加入到步驟二中配制好的膨潤(rùn)土漿液中，配制成所需的漿液材料；
步驟六，在上述步驟五進(jìn)行的同時(shí)加入引氣劑攪拌，即得本發(fā)明的漿液材料。
實(shí)施例2
本發(fā)明的用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中防突涌的漿液材料，試驗(yàn)過(guò)程中按照特定的質(zhì)量配比(kg)配制所述的漿液材料，由以下重量份組成：
所述漿液材料的配制方法包括以下幾個(gè)步驟：
步驟一，按照所述的質(zhì)量比稱(chēng)取所需的原材料；
步驟二，提前一天，按膨潤(rùn)土：水＝1：1的質(zhì)量比配制膨潤(rùn)土漿液(所用水為步驟一中稱(chēng)取的水)，將配制好的膨潤(rùn)土漿液放置30h，用于配制所需的注漿材料；
步驟三，將步驟一中稱(chēng)取的水泥、粉煤灰、砂、聚丙烯纖維混合攪拌均勻，配置成所述原料的混合粉料；
步驟四，向砂漿攪拌機(jī)中依次加入步驟三所述的混合粉料和剩余的水；
步驟五，啟動(dòng)砂漿攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢?分鐘，將攪拌好的混合料加入到步驟二中配制好的膨潤(rùn)土漿液中，配制成所需的漿液材料；
步驟六，在上述步驟五進(jìn)行的同時(shí)加入引氣劑攪拌，即得本發(fā)明的漿液材料。
實(shí)施例3
本發(fā)明的用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中防突涌的漿液材料，試驗(yàn)過(guò)程中按照特定的質(zhì)量配比(kg)配制所述的漿液材料，由以下重量份組成：
所述漿液材料的配制方法包括以下幾個(gè)步驟：
步驟一，按照所述的質(zhì)量比稱(chēng)取所需的原材料；
步驟二，提前一天，按膨潤(rùn)土：水＝1：1的質(zhì)量比配制膨潤(rùn)土漿液(所用水為步驟一中稱(chēng)取的水)，將配制好的膨潤(rùn)土漿液放置48h，用于配制所需的注漿材料；
步驟三，將步驟一中稱(chēng)取的水泥、粉煤灰、砂、聚丙烯纖維混合攪拌均勻，配置成所述原料的混合粉料；
步驟四，向砂漿攪拌機(jī)中依次加入步驟三所述的混合粉料和剩余的水；
步驟五，啟動(dòng)砂漿攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢?分鐘，將攪拌好的混合料加入到步驟二中配制好的膨潤(rùn)土漿液中，配制成所需的漿液材料；
步驟六，在上述步驟五進(jìn)行的同時(shí)加入引氣劑攪拌，即得本發(fā)明的漿液材料。
試驗(yàn)步驟
為了說(shuō)明漿液材料的性能，對(duì)所配制的漿液材料進(jìn)行突水時(shí)間的測(cè)定。本試驗(yàn)采用對(duì)漿液材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，這種方法操作比較簡(jiǎn)便。試驗(yàn)過(guò)程中，分別對(duì)無(wú)纖維添加劑和添加了0.5％聚丙烯纖維的漿液材料在不同溫度下進(jìn)行突水時(shí)間的測(cè)定，并記錄從漿液材料注入盾構(gòu)破碎帶直至其發(fā)生突水所需的時(shí)間。
試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，添加了聚丙烯纖維的漿液材料與不添加纖維的漿液材料相比，其突水時(shí)間延長(zhǎng)，說(shuō)明添加纖維的漿液材料的噴水時(shí)間有所延長(zhǎng)。同時(shí)，不同溫度下的突水時(shí)間變化不大，溫度對(duì)漿液材料的突水時(shí)間影響較小。
本發(fā)明所得的漿液材料是一種適用于糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中防突涌的注漿漿液材料，該漿液材料將有效利用纖維材料的粘結(jié)性，增強(qiáng)了漿液材料的稠度和粘結(jié)性，可以有效地減小和防止糜棱巖破碎帶盾構(gòu)施工過(guò)程中突涌事故的發(fā)生。該漿液材料價(jià)格低廉，便于就地取材，同時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)害，變廢為寶，具有一定的實(shí)用性。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。