[发明专利]水泥灌浆材料

说明书

本发明公开了一种水泥灌浆材料，水泥灌浆由重量比为1：1：1的第一水泥浆体系、第二水泥浆体系、以及第三水泥浆体系组成，其中，第一水泥浆体系中的各组分含量以重量份数计算为：硫铝酸盐水泥10～20份，无机填料50～80份、膨胀剂5～8份、以及分散剂6～10份；第二水泥浆体系中的各组分含量以重量份数计算为：硅酸盐水泥10～20份，减水剂0.5～1.5份、以及消泡剂0.3～0.8份；第三水泥浆体系中的各组分含量以重量份数计算为：铝酸盐水泥5～15份，增韧剂1～2份，以及调凝剂1～2份。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种灌浆材料。

背景技术

随着铁路建设规模日益扩大，高速铁路隧道越来越多。在隧道建设过程中，围岩发生较大变形，稳定性变差，塌方灾害频繁发生。当隧道施工至断层破碎带时，由于围岩等级发生骤降，加上断层破碎带往往富含地下水，原初期支护设计难以维持围岩稳定性，发生大范围塌方。此外，隧道浅埋段覆盖层薄、围岩稳定性差，开挖时易出现塌方等工程事故。隧道塌方会造成工期延误、机械设备损坏、投资费用增加，同时对现场施工人员的生命安全构成巨大威胁，为了保证隧道开挖的稳定性，采取一定的预加固措施是非常必要的。

注浆加固是隧道加固的一种常用的方式，将把具有一定凝胶时间的浆液注入到松散土层或含水岩层裂缝中，浆液凝结后，固结土的颗粒或者充塞岩层裂缝，使土层(岩层)的力学性质得以改善。这种对地层的加固方法设备简单，占地小，不影响交通，加固深度可深可浅，工期短，见效快，施工中噪声小振动小。

国内外目前采用的注浆工艺分为单液、双液两种形式，应该说，从任意调整凝胶时间，尤其是根据需要大幅度延长可注时间的角度看，双液注浆适应面更广。在要求浆液凝胶时间很短，可注时间长的情况下，单液浆是根本无法比拟的。双液注浆目前所采用的基本是水玻璃浆材(以下简称CS液)，尤其其中的“水玻璃+水泥类”浆材，使用更为普遍。其优点是凝胶时间可从几秒至几分钟根据需要灵活调整，材料来源广泛，价格便宜，无毒性。缺点是凝胶体强度偏低，渗透性差、水玻璃不好保管，由于水解作用，其淋溶物将影响环境，耐久性也较差，由于上述影响很多堵水一、二年后又开始漏水。水泥类浆材(含普通水泥、超细水泥、湿磨水泥、硅粉等)普通水泥类浆材价格便宜，来源广泛，无毒，无污染，耐久性较好，但强度偏低，不能注入中细砂层；超细水泥类浆材强度高，耐久性好，可注入中细砂层，但价格较高。水泥类浆料目前所采用单的均为单液注浆形式

如中国专利申请201711048556.8号公开的一种用于灌浆的纤维水泥基浆液，该纤维水泥基浆液由按重量比分别为500g水泥、200～250g水、70～75g钢纤维以及0.8～1.5g外加剂混合而成。但是，该发明依然存在以下缺点或不足：(1)、浆料配置成本较高，需要使用钢纤维；(2)、没有公开外加剂的具体种类及使用比例。

又如中国专利申请201810102955.6号公开的一种水泥基灌浆材料以及灌浆砂浆，水泥基灌浆材料的原料包括水泥、石英砂、减水剂、消泡剂、复合膨胀剂、含锂催化剂、矿物掺合剂以及缓凝剂，其中复合膨胀剂包括硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、偶氮化合物以及硅氧烷类表面处理剂；灌浆砂浆在水泥基灌浆材料拌合水时加入细石以及复合加强纤维，复合加强纤维包括聚丙烯纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维、分散剂、相容剂以及硅烷偶联剂，达到了能够增强灌浆砂浆的抗压强度、耐开裂性的技术效果。但是该发明的浆液为单液形式，浆液凝胶时间短，可注时间短，加大了注浆难度，对注浆加固效果存在影响。

因此，提供一种适合于加固穿越断层破碎带的隧道浅埋段的水泥灌浆材料成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水泥灌浆材料(简称HPC)，其可有效控制本身的凝固时间，便于工业化应用，适应环境广、生产成本低。