一種用于膨脹性地層頂管的泥漿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于膨脹性地層頂管的泥漿及其制備方法。本發(fā)明的泥漿包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：膨潤(rùn)土10?18%，純堿0.3?1%，粉煤灰12?18%，褐煤粉0.9?2%，燒堿0.2~0.4%，石膏1.3~1.8%，余量為水。本發(fā)明先制備煤堿劑，然后制備基漿，二者混合得到煤堿劑泥漿，最后加入粉煤灰和石膏并攪拌均勻，得到本發(fā)明的泥漿。本發(fā)明的泥漿體系不僅解決了膨脹性地層長(zhǎng)距離頂管過(guò)程中因地層吸水膨脹抱管，增加管土之間的摩擦力，導(dǎo)致頂進(jìn)阻力過(guò)大頂管失敗的問(wèn)題；而且在頂管施工完成后的一段時(shí)間內(nèi)，粉煤灰在堿性條件下活性逐漸被激發(fā)，能增加管周固化泥漿的強(qiáng)度，防止因管周地層強(qiáng)度低下造成的管線沉降破壞等。
【專利說(shuō)明】
一種用于膨脹性地層頂管的泥漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于工程材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于膨脹性地層頂管的泥漿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市建設(shè)日益發(fā)展，頂管作為一種非開(kāi)挖的鋪管方式，使用越來(lái)越多。頂管對(duì)泥漿潤(rùn)滑減阻要求高，潤(rùn)滑減阻達(dá)不到要求時(shí)，容易造成頂進(jìn)壓力增大，破壞頂管后背墻體或頂管管材，造成頂進(jìn)失敗。常規(guī)地層中的頂管可以采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥漿制備，但是遇到紅粘土、膨脹土等膨脹性較強(qiáng)的地層時(shí)，若使用常規(guī)泥漿，不僅不能起到潤(rùn)滑減阻作用，管壁周圍的土體還能吸收泥漿中的水分，遇水膨脹，抱緊頂管管壁，致使頂進(jìn)阻力急劇增大，頂管失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】存在的不足，本發(fā)明提供一種用于膨脹性地層頂管用泥漿及其制備方法，旨在解決膨脹性地層長(zhǎng)距離頂管過(guò)程中因地層吸水膨脹抱管，頂進(jìn)阻力大導(dǎo)致頂進(jìn)失敗的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種用于膨脹性地層頂管的泥漿，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土 10-18%，純堿0.3-1%，粉煤灰12-18%，褐煤粉0.9-2%，燒堿0.2?0.4%，石膏1.3?1.8%，余量為水；
優(yōu)選為:膨潤(rùn)土 10-16%，純堿0.3-0.8%，粉煤灰12-18%，褐煤粉1-2%，燒堿0.2-0.3%，石膏1.3-1.8%，余量為水；
更優(yōu)選為:膨潤(rùn)土 10-15%，純堿0.5-0.8%，粉煤灰14-18%，褐煤粉I.2_2%，燒堿0.2-0.3%，石霄1.4-1.8%，余量為水。
[0005]進(jìn)一步地，膨潤(rùn)土造漿率達(dá)到15m3/t，粉煤灰含70%以上的空心玻璃微珠，水的pH值不小于7。該泥漿性能大致為:比重1.12-1.15，漏斗粘度16?25s，失水量2?4ml，泥皮厚度0.6?lmm，PH值10~llo
[0006]上述的用于膨脹性地層長(zhǎng)距離頂管的泥漿的制備方法，包括如下步驟:
(1)將褐煤粉、燒堿和水按1:(0.15?0.3 ): (7?1 )的質(zhì)量比混合均勻，得到煤堿劑；
(2)將膨潤(rùn)土、純堿和水按1:(0.05?0.07): (8?10)的質(zhì)量比混合均勻，得到基漿；
(3)將步驟(2)所得基漿及步驟(I)所得煤堿劑按(5?15):1的質(zhì)量比混合均勻，得到煤堿劑泥漿；
(4)向步驟(3)所得煤堿劑泥漿中先后加入粉煤灰和石膏并攪拌均勻，控制粉煤灰占混合物總質(zhì)量的12?18%，石膏占混合物總質(zhì)量的1.3?1.8%。
[0007]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明的泥漿體系解決了膨脹性地層長(zhǎng)距離頂管過(guò)程中因地層吸水膨脹抱管，頂進(jìn)阻力大導(dǎo)致頂進(jìn)失敗的問(wèn)題。該泥漿體系中煤堿劑既可有效地抑制膨脹性地層水化膨脹，又能作為一種降粘劑使用，使泥漿體系的粘度不至太高，增加可栗性，使泥漿在狹小的管土間隙中容易形成穩(wěn)定的泥漿套。該泥漿體系中粉煤灰中含有大量的空心玻璃微珠，既能進(jìn)入地層的微小裂隙，堵塞滲流通道，降低泥漿的失水量，又能使管土之間的滑動(dòng)摩擦部分地轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦，進(jìn)一步降低摩擦阻力。在頂管施工完成后的一段時(shí)間內(nèi)，粉煤灰在堿性條件下活性逐漸被激發(fā)，能增加管周固化泥漿的強(qiáng)度，防止因管周地層強(qiáng)度低下造成的管線沉降破壞等。本發(fā)明的該泥漿體系中選擇的主要材料，均廉價(jià)易得，泥漿成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此。
[0009]在實(shí)施例中，頂進(jìn)地層為裂隙性紅粘土，自由膨脹率達(dá)到67%。頂管管道為鋼筋混凝土管，內(nèi)徑1800mm，壁厚180mm。頂管埋深為7.6m。
[0010]實(shí)施例1
一種用于膨脹性地層頂管的泥漿，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土 10%，純堿0.5%，粉煤灰18%，褐煤粉2%，燒堿0.4%，石膏1.5%，余量為水。
[0011]頂進(jìn)效果:頂管能順利頂進(jìn)，頂進(jìn)力為34kN/m。
[0012]實(shí)施例2
一種用于膨脹性地層頂管的泥漿，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土 10%，純堿0.5%，粉煤灰12%，褐煤粉2%，燒堿0.4%，石膏1.5%，余量為水。
[0013]頂進(jìn)效果:頂管能順利頂進(jìn)，頂進(jìn)力為42kN/m。
[0014]實(shí)施例3
一種用于膨脹性地層頂管的泥漿，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土 15%，純堿0.8%，粉煤灰18%，褐煤粉2%，燒堿0.3%，石膏1.8%，余量為水。
[0015]頂進(jìn)效果:頂管能順利頂進(jìn)，頂進(jìn)力為31kN/m。
[0016]實(shí)施例4
一種用于膨脹性地層頂管的泥漿，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土 15%，純堿
0.8%，粉煤灰12%，褐煤粉2%，燒堿0.3%，石膏1.8%，余量為水。
[0017]頂進(jìn)效果:頂管能順利頂進(jìn)，頂進(jìn)力為36kN/m。
[0018]制備方法
上述各實(shí)施例用于膨脹性地層頂管的泥漿的制備方法，包括如下步驟:
(1)將褐煤粉、燒堿和水混合均勻，得到煤堿劑；
(2)將膨潤(rùn)土、純堿和水混合均勻，得到基漿；
(3)將步驟(2)所得基漿及步驟(I)所得煤堿劑混合均勻，得到煤堿劑泥漿；
(4)向步驟(3)所得煤堿劑泥漿中先后加入粉煤灰和石膏并攪拌均勻，控制膨潤(rùn)土、純堿、粉煤灰、褐煤粉、燒堿、石膏和水的質(zhì)量比分別滿足上述各實(shí)施例的要求。
[0019]對(duì)比例的頂管工程施工條件與實(shí)施例相同。
[0020]對(duì)比例I
按照膨潤(rùn)土 15%，純堿0.5%，余量為水的比例配置普通膨潤(rùn)土泥漿，進(jìn)行頂管施工。
[0021 ]頂進(jìn)效果:地層水化膨脹，頂管被抱死，無(wú)法正常頂進(jìn)。
[0022]對(duì)比例2膨潤(rùn)土 15%，純堿0.8%，褐煤粉2%，燒堿0.4%，余量為水的比例配置煤堿劑泥漿，進(jìn)行頂管施工。
[0023]頂進(jìn)效果:能正常頂進(jìn)，但頂管阻力較大，達(dá)到58kN/m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于膨脹性地層長(zhǎng)距離頂管的泥漿，其特征在于，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土 10-18%，純堿0.3-1%，粉煤灰12-18%，褐煤粉0.9_2%，燒堿0.2-0.4%，石膏1.3?1.8%，余量為水。2.—種用于膨脹性地層長(zhǎng)距離頂管的泥漿，其特征在于，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土10-16%，純堿0.3-0.8%，粉煤灰12-18%，褐煤粉1-2%，燒堿0.2-0.3%，石膏I.3-1.8%，余量為水。3.—種用于膨脹性地層長(zhǎng)距離頂管的泥漿，其特征在于，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:膨潤(rùn)土 10-15%，純堿0.5-0.8%，粉煤灰14-18%，褐煤粉I.2_2%，燒堿0.2-0.3%，石膏1.4-1.8%，余量為水。4.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的用于膨脹土地層長(zhǎng)距離頂管的泥漿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將褐煤粉、燒堿和水按1:(0.1?0.2): (7?10)的質(zhì)量比混合均勻，得到煤堿劑； (2)將膨潤(rùn)土、純堿和水按1:(0.05?0.08): (8?10)的質(zhì)量比混合均勻，得到基漿； (3)將步驟(2)所得基漿及步驟(I)所得煤堿劑按(5?15):1的質(zhì)量比混合均勻，得到煤堿劑泥漿； (4)向步驟(3)所得煤堿劑泥漿中先后加入粉煤灰和石膏并攪拌均勻，控制粉煤灰占混合物總質(zhì)量的12-18%，石膏占混合物總質(zhì)量的1.3?1.8%。
【文檔編號(hào)】C09K8/16GK106085387SQ201610432205
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】楊仙
【申請(qǐng)人】湖南科技大學(xué)