[发明专利]触变泥浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及顶管隧道施工技术领域，具体涉及一种触变泥浆及其制备方法。

背景技术

随着国内地下工程的发展，目前地铁出入口人行通道和街道地下人行通道越来越多的采用盾构顶管机进行施工，而且顶管隧道越来越长。如何减小顶管管节和地层之间的摩擦力，成为长大顶管隧道施工的关键。为此在顶管隧道施工过程要注入触变泥浆，触变泥浆在顶管施工过程中主要起到三个作用：①减阻作用，将顶进管道与土体之间的干摩擦转换为液体摩擦，减小顶进的摩阻力；②填补作用，浆液填补施工时管道与土体之问产生的空隙；③支撑作用，在注浆压力下，减小土体变形，使管洞变得稳定。因此，研究一种性能良好的触变泥浆配比及制备方法，将对顶管隧道施工技术的发展起到重要的推动作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好的胶体性能、触变性能以及分散性能的触变泥浆及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明触变泥浆，以重量百分比计，其制备原料包括：钠基膨润土4～9% 、纯碱0.2～0.4%、羧甲基纤维素钠CMC0.05～0.15%、聚丙烯酰胺PHP0.1～0.3%、余量为水。

优选的，以重量百分比计，本发明触变泥浆的制备原料包括：钠基膨润土6%、纯碱0.3%、羧甲基纤维素钠CMC0.1%、聚丙烯酰胺PHP0.2%、余量为水。

优选的，所述钠基膨润土符合如下质量指标：粘度计600r/min读数≥35，虑矢量≤10cm³，75μm筛余≤3%质量分数。

优选的，所述水为自来水，pH值为 6.8～7.2。

本发明触变泥浆的有益效果在于：采用上述原料配比配制得出的触变泥浆具有良好的胶体性能、触变性能和分散性能，各项性能指标都能够完全满足或优于顶管施工的性能要求，且适用效果良好、适用范围广泛。其胶体率≥98%，且成胶后不析水；高剪切低黏度，低剪切高黏度，剪切稀释指数达6.2以上；触变泥浆在PH6～10的范围内均可发挥增稠作用；在2800r/min转速下，搅拌10min，即成均匀的泥浆胶体，陈放过夜后，泥浆胶体充分膨胀，呈现较高的胶体黏度；具有良好的生物化学稳定性和热稳定性。

本发明触变泥浆的制备方法包括下列步骤：

（1）按照上述原料配比选取原材料；

（2）先将4～9%的钠基膨润土加入搅拌桶内，在搅拌的过程加入45～47.5%水，搅拌均匀；

（3）再将剩余的水、纯碱、CMC、PHP加入到步骤（2）所得的泥浆中，搅拌均匀；

（4）最后将步骤（3）所得的泥浆通过泥浆泵输送至储浆池内，膨化24小时。

在步骤（4）的膨化过程中，采用泥浆泵将泥浆进行循环。

在步骤（4）中所述的泥浆循环过程通过泥浆搅拌循环系统实现，该系统包括第一储浆池1、第二储浆池2、搅拌桶3和泥浆泵4，所述搅拌桶3通过泥浆输送管道6分别与所述第一储浆池1、第二储浆池2相连通；所述第一储浆池1与第二储浆池2之间通过泥浆输送管道7相连通；所述泥浆泵4设置于所述泥浆输送管道6和泥浆输送管道7的连通处；在泥浆输送管道6与搅拌桶3、第一储浆池1、第二储浆池2的连通处分别设有球阀5；在泥浆输送管道7与第一储浆池1、第二储浆池2的连通处也分别设有球阀5。

步骤（3）中配比混合后的泥浆在搅拌桶内进行搅拌均匀，然后经过泥浆泵，被输送至第一储浆池和第二储浆池，在泥浆膨化过程中，该系统可实现第一储浆池和第二储浆池内泥浆的相互循环，也能实现单个储浆池内泥浆的自循环。也可根据需要增加并排的多个储浆池，同样的方法实现储浆池内的自循环和池间的相互循环。该循环过程可以使触变泥浆膨化更均匀、得到的触变泥浆性能更好。

本发明触变泥浆的制备方法的有益效果在于：工艺简单、易于操作；所用设备为常规设备，市场易购置；制备过程中人工需求少，循环膨化过程中无需人员留守；制备成本较低，能够进一步节约施工成本。

附图说明

图1为泥浆搅拌循环系统的结构示意图。

其中，1为第一储浆池；2为第二储浆池；3为搅拌桶；4为泥浆泵；5为球阀；6、7为泥浆输送管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。