[发明专利]粘土分散处理剂及制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种粘土分散处理剂及制备工艺。

背景技术

在河流盾构工程施工经常不可避免的遇见粘土地层，据统计，有80％以上的盾构工程存在粘土地层穿越段，粘土层一般呈紫红色、枯黄、褐黄或灰白色，钙泥质胶结。而在分散处理盾构或类似工程中大量粘土挤压、粘附易形成泥团泥饼。

由于目前，国内外无专门用于分散处理盾构或类似工程大量粘土挤压、粘附形成的泥团泥饼的处理剂。泥水平衡盾构机穿越粘土地层时刀盘与泥水舱内易形成泥饼，包裹刀盘刀具，从而导致推力上升、掘进速度下降、刀具异常加剧、盾构机设备负荷超载等情况，无法持续掘进，长期还会造成刀具磨损严重。进而给盾构工程施工造成很大困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粘土分散处理剂及制备工艺，用于解决目前盾构工程穿越粘土地层时，刀盘与泥水舱内易形成泥饼包裹刀盘刀具的问题，进而避免了推力上升、掘进速度下降、刀具异常加剧、盾构机设备负荷超载的情况，从而解决了刀具磨损严重以及无法持续掘进的问题。

第一方面，本发明提供了一种粘土分散处理剂，由下列重量份的组分制备而成：植物蛋白130～200份、植物蛋白酶40～60份、甲酸盐溶液30～40份、聚丙烯酰胺30～40份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物50～70份、泡沫剂60～80份、水300～400份、第一剂量的PH值调节剂。

优选的，所述甲酸盐溶液的浓度为40％-50％。

优选的，所述PH值调节剂为浓度40％-50％的碳酸钠溶液。

第二方面，本发明提供了一种制备第一方面任一所述的粘土分散处理剂的方法，包括如下步骤：步骤A：将130～200份植物蛋白、40～60份植物蛋白酶与300～400份水，静置一定时间后，搅拌均匀制成溶液；步骤B：将所述步骤A所得溶液加热到60～75摄氏度后，用PH值调节剂调节PH值到7～8；步骤C：将30～40份甲酸盐和30～40份聚丙烯酰胺加入到所述步骤B所得溶液中，搅拌反应90-130分钟；步骤D：用PH调节剂将所述步骤C所得溶液的PH值调节到7～8；步骤E:将50～70份甲基萘磺酸钠甲醛缩合加入到所述步骤D所得溶液中，搅拌反应45-60分钟；步骤F：将所述步骤E所得溶液降至常温后，加入60～80份泡沫剂并搅拌均匀。

优选的，所述PH值调节剂为浓度40％-50％的碳酸钠溶液。

优选的，所述搅拌反应在恒温40℃进行。

第三方面，第一方面所述的任一种粘土分散处理剂，应用于泥水平衡盾构机的盾构进浆浆液中。

本发明通过实施例所提供的盾构工程粘土分散处理剂及配制工艺，所制备的粘土分散处理剂提高盾构穿越粘土地层的流动性和润滑性，避免了刀盘与泥水舱内形成泥饼包裹刀盘刀具，能够持续掘进，明显提高了掘进速度，同时有效减小了磨损。

附图说明

图1为添加本发明实施例的粘土分散处理剂后盾构掘进参数变化曲线图。

具体实施方式

为了解决现有技术中目前盾构工程穿越粘土地层时，刀盘与泥水舱内易形成泥饼包裹刀盘刀具的问题，本发明提供了一种粘土分散处理剂，总的思路如下：

由下列重量份的组分制备而成：植物蛋白130～200份、植物蛋白酶40～60份、甲酸盐溶液30～40份、聚丙烯酰胺30～40份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物50～70份、泡沫剂60～80份、水300～400份、第一剂量的PH值调节剂。

1、通过粘土分散处理剂中的植物蛋白和植物蛋白酶在化学反应后，能够在金属表面产生一种类似润滑油的表面活性膜，能够有效防止粘土粘附在刀盘刀具等金属表面，促进粘附其上的粘土泥饼剥离；

2、粘土分散处理剂中的阴离子会一层一层的，选择性地包裹在粘土片层上带正电的部分，从而可以使粘土片层被推开，产生剥离效果；

3、通过粘土分散处理剂中的泡沫剂在粘土中产生泡沫，使粘土变的疏松，降低了粘土泥饼的硬度和粘度，在盾构机泥水舱中泥水的循环作用下易被排出；

通过前述三点来共同提高盾构穿越粘土地层的流动性和润滑性，避免了刀盘与泥水舱内形成泥饼包裹刀盘刀具，能够持续掘进，明显提高了掘进速度，同时有效减小了磨损。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。