[发明专利]一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料

说明书

本发明属于建筑材料和盾构隧道工程技术领域，具体涉及一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料。单液浆料包括以下重量份的组分：水泥130‑160份、粉煤灰380‑450份、细砂800‑900份、魔晶粉15‑25份、水450‑500份。双液浆料包括以下重量份的组分：水泥130‑160份、粉煤灰380‑450份、细砂800‑900份、魔晶粉15‑25份、水450‑500份；魔晶液30‑50，水130‑200。如需单液浆料注浆时，根据地质环境和出水量的需求将组分A进行注浆；如遇到出水量大，需注双液浆料时，启动双液注浆机器，调整A、B浆液的混合比例，注入同步双液浆。由单液变为双液或由双液变为单液模式时，以魔晶粉砂浆作为浆料，以魔晶液做为固化剂，两种注浆模式，可快速直接相互转换，与注浆环境的匹配度高。

技术领域

本发明属于建筑材料和盾构隧道工程技术领域，具体涉及一种用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料。

背景技术

在隧道建设工程中，盾构工法因其高效、安全、环保、对地面交通影响小等优点得到了广泛运用。在盾构隧道的掘进过程中，管片在盾构机的盾尾，拼接形成管片环，随着盾构机的推进，管片环会脱离盾尾进入土体；由于盾构机的开挖直径大于管片环的外径，脱离盾尾的管片环和土体之间会出现环状的厚度达10-18cm的盾构间隙；需要在盾构机推进过程中，不间断地从盾尾直接向后壁注浆，以填充盾构间隙。盾构机的推进速度与注浆速度要匹配，推进一环就必须同时完成一环的注浆，故叫同步注浆。盾构同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙，使管片与管片外的隧道土层紧密结合，以保证盾构隧道的结构稳固、可靠。同步注浆的浆液若不能及时形成物理胶凝，浆料会下沉，管片上方出现大的空闲空间，而管片下方浆料集中、挤压，产生上浮力，使管片形成的盾构衬砌结构较长时间受到上浮力的作用，处于上浮状态。进而引起隧道结构轴向偏离设计位置，引发管片错台、渗水等问题。

现有的盾构隧道同步注浆材料主要分为两大类，单液浆和双液浆两种。单液浆主要为不同水灰比的水泥浆或水泥砂浆，双液浆主要为普通水泥-水玻璃。单液浆存在凝结时间慢，流失量大，止水效果差，包水率低等缺点，虽然可以通过外掺速凝剂来缩短胶凝时间，但其作用有限，浆料的物理胶凝时间通常不能缩短至隧道同步注浆的抗浮要求的时间(30分钟)内，会导致盾构衬砌结构上浮的问题；且一味增加速凝剂掺量，还会引起胶凝形成的结石体后期强度不足的问题。双液浆料主要是普通水泥-水玻璃双液浆料，其化学胶凝时间过短，可以短至十几秒，容易引起注浆管的堵塞，进而需要停机清理注浆管、导致施工效率低，不能长效耐久，重复注浆率高，且其后期形成的结石强度不够高，安全稳定性差，严重制约了水泥-水玻璃双液浆在实际工程中的应用。

发明内容

鉴于现有技术公开的用于盾构法隧道同步注浆的单液浆料和双液浆料(普通水泥-水玻璃)在实际工程应用中存在上述问题，本发明的目的在于提供一种能够长效耐久的用于盾构法隧道同步注浆的单、双液可切换浆料。可任意转换的单、双液浆的优势：其一，用魔晶粉调制的单液浆，固结时间可控、可调，有效克服传统单液浆在有水、泥水等不同地质环境固结慢、泌水、填充不饱满等问题；如遇到水量比较大的盾构区间，可直接配合适量的魔晶液转换成双液注浆模式。其二，单液浆结石率99％，双液浆结石率100％，没有膨胀与收缩缺陷，一次性饱满填充，有效解决管片位移、渗漏等问题，节省二次注浆成本。以不同时间段的结石体抗压强度为主要标准，同时结石体的凝胶时间及凝胶可控性符合不同围岩出水情况的需求。其施工效率高，同时以其注浆形成的结石体强度大，使得盾构隧道结构更稳固、可靠，适用于泥水区、富水区管片壁后高效填充与加固。

双液浆料是由魔晶粉和魔晶液组成的反应性水泥基材料。魔晶粉是硅碳改性的水泥强效剂，添加在水泥浆料中，赋予普通水泥以高活性，优化凝胶体内部微结构，提升致密性等；魔晶液是硅碳改性的水性高效固化剂，能持续调节浆液凝固行为，提高凝胶体的力学性能等。掺入魔晶粉的水泥浆料与魔晶液混合后瞬间发生凝胶反应，生成强度随时间持续提升、永不衰减的结石体。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。