[发明专利]SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆及其配制方法

说明书

本发明公开了一种SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆，按照质量份数包括以下组份：粉土50~80份、清水400~600份、钙基膨润土100~150份、改良剂2~6份以及增粘剂0~2份。还公开了SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆的配制方法：将盾构掘进粉砂或粉质黏土层时产生的废弃粉土晾干，过网筛后存放于渣土坑附近，当盾构机需带压开舱时，向泥浆浆车中添加存放的粉土、清水、钙基膨润土、改良剂及增粘剂，不断搅拌，调制出满足泥浆密度及粘度要求的产品。对掘进过程中弃置的渣土进行利用，可以节约膨润土资源及开舱成本，并减少渣土外运量产生的环境污染，配制出满足密度、粘度、物理化学稳定性等要求的开舱用泥浆。

技术领域

本发明属于地下工程施工的技术领域，具体涉及一种SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆及其配制方法。

背景技术

随着我国城市化及城市轨道交通的快速发展，盾构隧道技术已成为我国地铁及重大隧道建设的关键技术。土压平衡盾构施工作为一种地铁建设中常见的盾构技术，在穿越砂砾等地层时，由于地层强度较大，普遍会发生刀具的磨损、崩落甚至刀盘的磨损情况，因此需要进行盾构机的开舱换刀维修作业。随着带压开舱方法逐渐应用到土压盾构工程中，SCAP式土压平衡盾构开舱方法已经提出，SCAP式带压开舱就是利用泥浆在开挖面上形成可以闭气的泥膜然后通过气压平衡开挖面的土水压力，并在气压支护下进行开舱的方法，SCAP是由S-泥浆(Slurry)，C-泥膜(Cake)，A-气体(Air)，P-压力(Pressure)构成。使用泥浆在高渗性砂砾层开挖面形成闭气泥膜，保证开挖面的稳定是开舱成功与否的关键。

目前土压盾构带压开舱使用的泥浆种类繁杂，所有造浆材料均需要专门厂家配制，价格昂贵，配制复杂。土压盾构始发及早期施工中会产生部分废弃粉土及粉质黏土，这些废弃土一般通过土方车外运处理或者丢弃，若处理不当，极易对环境造成污染。由于带压开舱配制的泥浆需要部分砂颗粒提高成膜效果，而施工初期丢弃的产生大量渣土含有大量粉砂颗粒，因此对废弃的渣土具有了利用价值。目前，行业内的泥浆均是专门厂家配制，并没有利用现场渣土造浆的技术。

发明内容

本发明提供了一种SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆及其配制方法，解决了SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆价格昂贵、配制复杂以及盾构施工中渣土外运的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆，其特征在于，按照质量份数包括以下组份：粉土50~80份、清水400~600份、钙基膨润土100~150份、改良剂2~6份以及增粘剂0~2份。

优选地，所述粉土为盾构掘进粉砂或粉质黏土层时产生的废弃粉土。

优选地，所述粉土为所述废弃粉土经晾干、过筛制得的粉土。

优选地，所述改良剂为碳酸钠干粉或碳酸氢钠。起到了提高膨润土的膨胀性作用。

优选地，所述增粘剂为羧甲基纤维素钠与聚丙烯酰胺干粉的混合物。起到了使泥浆增加粘稠的作用。

优选地，所述羧甲基纤维素钠与聚丙烯酰胺干粉的混合比例为4:1~6:1。

优选地，所述泥浆的密度为1.25~1.3g/cm³，马氏漏斗粘度值为60s~120s。

一种SCAP式土压平衡盾构开舱用泥浆的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将盾构掘进粉砂或粉质黏土层时产生的废弃粉土晾干；

S2、将晾干后的粉土进行网筛，网筛过的粉土堆置、备用；

S3、当盾构机需带压开舱时，向泥浆车中按照一定质量份数加入粉土、清水、钙基膨润土、改良剂及增粘剂，常温下连续搅拌至混合均匀；