[发明专利]一种盾构接收钢套管回填材料及其制备方法

说明书

本发明涉及了一种盾构接收钢套管回填材料及其制备方法，该回填材料按重量份包含以下原料制备而成：砂1200份、粉煤灰200份～500份、膨润土20份～80份、水150份～300份。其中，粉煤灰和膨润土的重量比是1～10:1。本发明提供的盾构接收套管回填材料，以砂为骨料，粉煤灰和膨润土为辅料，通过控制骨料和辅料的用量、粉煤灰和膨润土的比例，制备出的回填材料具有一定的整体性、较低的泌水性和较低强度，避免了盾构掘进过程中出现回填材料喷涌或渗漏的问题，提高了盾构接收施工的安全系数。

技术领域

本发明涉及了盾构接收施工技术领域，特别涉及了一种盾构接收钢套管回填材料及其制备方法。

背景技术

随着经济与科技的迅速发展，城市发展的空间不再局限于地面，地下空间以它能更好的提高土地利用率、缓解中心城市密度等优势在现代城市建设中得到大力扩展，与此同时，盾构法作为地下空间开发的重要手段也获得了飞速发展。

然而，在盾构法隧道施工过程中，盾构接收风险极高，也是事故频发阶段，较之以往的施工方式，套筒法盾构整体接收新技术，可创建一种完全密闭的施工环境，保障临近建筑物与隧道结构的安全，该技术通过往钢套管内灌注回填料，使盾构在工作井内外地层水土压力平衡的条件下整体接收，规避了洞门圈喷沙涌水的风险。

在套筒法盾构接收工程施工过程中，钢套管回填材料一般采用填充豆砾石、河砂、粘性土等材料，当接收端地层为砂层或接收端地层含水比较丰富时，采用该材料存在一定安全风险，因为该回填材料整体性差，空隙率大，具有一定的流动性，盾构掘进过程中容易出现喷涌或渗漏现象，造成土仓失压、回填材料泄漏等风险，所以探索一种保证泌水性和低强度的可形成整体性的回填材料引起了越来越多人的关注。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的盾构接收钢套管回填材料具有整体性差，空隙率大的缺点，会造成盾构掘进过程中容易出现喷涌或渗漏，土仓失压、回填材料泄漏等风险的技术问题。

提供了一种盾构接收钢套管回填材料及其制备方法，该回填材料具有一定的整体性，空隙率较小，保证了较低的泌水性和较低强度，其制备方法简单。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种盾构接收钢套管回填材料，按重量份包含以下原料制备而成：

砂1200份；粉煤灰200份～500份；膨润土20份～80份；水150份～300 份。

其中所述粉煤灰和所述膨润土的重量比是1～10:1。

本发明采用砂、粉煤灰、膨润土和水作为主要原料制备盾构接收套管回填材料，以砂为骨料，粉煤灰和膨润土为辅料，通过控制骨料和辅料的用量、粉煤灰和膨润土的比例，制备出的回填材料具有一定的整体性、较低的泌水性和较低强度，避免了盾构掘进过程中出现回填材料喷涌或渗漏的问题。

其中粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。粉煤灰当以粉状及水存在时可成为具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料，通过在回填材料中加入粉煤灰可以提高回填材料的和易性，有效避免回填材料的收缩和开裂。

膨润土是一种黏土岩、亦称蒙脱石黏土岩，膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力。通过在回填材料中加入膨润土，可以吸收大量的水，使砂浆中自由水减少，可以极大地提高浆液的稠度，增大整个回填材料的稳定性，使其保持一定的整体性。