[发明专利]一种凝结时间可控的壁后注浆浆液、注浆工艺及注浆装置

说明书

本发明公开了一种凝结时间可控的壁后注浆浆液、注浆工艺及注浆装置，该壁后注浆浆液包括水泥砂浆、水玻璃和缓凝剂；缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的1％‑10％；水玻璃添加量为水泥砂浆体积的5％‑10％。本发明还提供了上述壁后注浆工艺。该注浆装置包括第一砂浆罐、与第一砂浆罐通过第一管道连通用于混浆的第二砂浆罐，分别通过第二管道、第三管道与第二砂浆罐连通的第一储料罐、第二储料罐，第二砂浆罐上设置有壁后注浆管；第一管道、第二管道、第三管道上分别设置有流量控制泵。本发明通过调整水玻璃与缓凝剂的掺量调整水泥砂浆的凝结时间，解决了单液浆凝结时间过长所造成的管片上浮、地表下沉、凝结时间过短等问题。

技术领域

本发明涉及一种注浆浆液、注浆工艺及注浆装置，尤其涉及一种凝结时间可控的壁后注浆浆液、注浆工艺及注浆装置。

背景技术

在盾构隧道施工过程中，壁后注浆是填充盾尾空隙、防止地表沉降、稳定衬砌管片的重要工序。但目前多使用硬性浆、惰性浆进行注浆充填，浆液的凝结时间长，注入盾尾空隙后，浆液呈液态流动状态的持续时间长，产生的浮力作用在管片上使得管片发生上浮位移，不利于管片的稳定；在注浆压力的驱使下，也会出现流动至刀盘处的现象，使得盾尾空隙填充不实，同时也会产生地表沉降。并且，在渗透系数较大的土层中，浆液会在凝结过程中流失，造成管片上方与土体间形成空洞，在间隙水丰富的土层，即使地铁或隧道运营时，也会出现渗水等情况，施工单位需要反复的进行二次注浆，造成人力、物力、财力的浪费。

水泥-水玻璃双液浆为瞬凝型浆液，注入后即凝结，虽然可以解决上述浆液流动时间长的问题，但由于目前的注浆管理手段欠缺，双液注浆易发生堵管以及浆液箍住盾尾的现象，严重影响施工效率。

发明内容

发明目的：本发明的第一个目的是提供一种能够防止管片上浮、地表沉降且不易发生堵管的凝结时间可控的壁后注浆浆液；

本发明的第二个目的是提供一种凝结时间可控的壁后注浆工艺；

本发明的第三个目的是提供一种凝结时间可控的壁后注浆装置。

技术方案：本发明的凝结时间可控的壁后注浆浆液，包括水泥砂浆、水玻璃和缓凝剂；所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的1％-10％；所述水玻璃的体积为水泥砂浆体积的5％-10％。

优选地，所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的5％-10％。

优选地，所述水泥砂浆与水玻璃、缓凝剂在注入注浆管前混合形成所述壁后注浆浆液。

本发明还提供了利用上述凝结时间可控的壁后注浆浆液的注浆工艺，包括以下步骤：

(1)配制水泥砂浆浆液，放入第一砂浆罐；

(2)根据盾尾空隙计算所需水泥砂浆量，取第一砂浆罐中相应量的水泥砂浆注入第二砂浆罐中；

(3)按配方向第二砂浆罐中加入缓凝剂、水玻璃，搅拌后形成所述壁后注浆浆液，通过注浆管注入盾尾空隙。

进一步地，步骤(3)中，根据盾构掘进速度实时调节所述水泥砂浆、缓凝剂、水玻璃的加入量，用于控制浆液凝结时间。

进一步地，步骤(3)中，向所述第二砂浆罐中先加入缓凝剂，后加入水玻璃。

进一步地，步骤(3)中，所述缓凝剂的质量为水泥砂浆中水泥质量的5％-10％；此时，当水泥砂浆与水玻璃的体积比为20:1时，可以控制凝结时间为0.5h-3h。

步骤(3)中，水玻璃的体积为水泥砂浆体积的5％-10％，相较于水泥-水玻璃浆液中1:1的体积比，在达到同样凝结时间的前提下，节省水泥用量，更为经济。

进一步地，步骤(2)中，根据盾构机掘进速度换算出形成的所述盾尾空隙，填充所述盾尾空隙所需的水泥砂浆量为所述盾尾空隙体积的1.2-1.5倍。