[发明专利]一种隧道挖掘防塌浆液

说明书

本发明涉及隧道挖掘技术领域，尤其是一种隧道挖掘防塌浆液，其特征在于：所述隧道挖掘防塌浆液包含不分散聚合物液，其包括以下组分，且各组分重量百分比分别为：膨润土为1.5‑2%、水解聚丙烯酰胺PHPA为0.1‑0.2%、纯碱Na₂Co₃为3%‑7%、聚丙烯酰胺钾盐K‑PAM为0.1‑0.2%、阴离子表面活性剂CMC‑LV为0.5%‑0.6%、水解聚丙烯腈钾盐KPAN为0.3‑0.5%，其余为水。本发明的优点：固相含量低，且亚微米粒子所占比例也低，可选择性絮凝和抑制岩屑分散，可显著提高挖掘速度；具有良好的流变性，提供较高的动切力，具有较低的塑性浓度；稳定隧道壁的能力强，挖掘直径规则；可有效地抑制岩石的吸水分散作用；可防止隧道渗漏的发生；挖掘成本低，缩短了挖掘周期。

技术领域

本发明涉及隧道挖掘技术领域，尤其是一种隧道挖掘防塌浆液，在隧道挖掘过程中能瞬间稳定开采面，使开采面达到防塌陷的效果；这种防塌液还可以使挖掘中所使用的浆液达到平衡，以减少浆液液的使用，节约了挖掘成本；这种防塌液还可以使排放物的指标在规定范围内。

背景技术

最早泥水平衡盾构是通过在支承环前面装置隔板的密封舱中，注入适当压力的清水使其在开挖面和挖掘物形成泥膜，支承正面土体。并由安装在正面的大刀盘切削土体表面泥膜，形成泥水混合，形成高密度浆液，由排泥泵和管道输送到地面处理，然后循环使用。

由于各段地质含矿物质不同，清水的用量就大不相同，在挖掘过程就使得挖掘面很容易坍塌，而在挖掘过程中形成的泥水混合物中的固相跟各地质层不同会出现两类：一类是由膨润土及非水溶性或油溶性的组成，称之为有固相；另一类是由钻屑、劣质土和砂粒等组成，称之为无固相。无固相的存在是破坏泥水性能、降低推进速度并导致各种复杂情况的最大隐患。防塌液就是在原有浆液混合液里添加保存适量有用固相物质；尽可能地清除无用固相物资。

水基液在隧道挖掘的最初阶段，水基液是用清水作为原始液的。随着挖掘的进行挖掘物里的粘土分散在水中，清水逐渐变成混水而成为浆液，也就是所谓自然造浆。实践证明，这种最原始的浆液确有携带岩屑、净化隧道和平衡隧道地层压力等作用，但也存在着滤失量高、性能不稳定和易引起面塌、卡机等一系列问题。后来，人们发现使用人工预先配制的浆液比使用清水具有更好的功能。随着隧道挖掘的迅速发展，隧道的数量、速度和深度均显著增长，所钻穿的地层也更加复杂多样，裸眼也越来越长，于是对这种液体就提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种隧道挖掘防塌浆液，通过在防塌液配置一定比例的不分散聚合物液，实现了开挖面的平衡稳定，同时有利于隧道挖掘施工。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种隧道挖掘防塌浆液，灌注于隧道在土层挖掘时的开挖面处，其特征在于：所述隧道挖掘防塌浆液包含不分散聚合物液，其包括以下组分，且各组分重量百分比分别为：膨润土为1.5-2%、水解聚丙烯酰胺PHPA为0.1-0.2%、纯碱Na₂Co₃为3%-7%、聚丙烯酰胺钾盐K-PAM为0.1-0.2%、阴离子表面活性剂CMC-LV为0.5%-0.6%、水解聚丙烯腈钾盐KPAN为0.3-0.5%，其余为水。

所述土层中含有钠量的粘土，所述隧道挖掘防塌浆液中的所述纯碱Na₂Co₃为3-4%。

所述土层中含有钙量的粘土，所述隧道挖掘防塌浆液中的所述纯碱Na₂Co₃为3-4%。

所述隧道挖掘防塌浆液的基浆性能为：漏斗粘度20-35s、密度1.02-1.03g/cm³，API滤失量7-15ml。