[发明专利]一种堵水注浆复合材料及其制备方法

说明书

公开了一种粉细砂地层的堵水注浆复合材料，由黑料和白料组成，原料按照重量份为，白料50‑70份：硅烷改性二氧化硅2‑4份；羧甲基纤维素钠4‑5份；水玻璃10‑15份；聚醚多元醇20‑28份；三乙烯二胺0.2‑1份；水余量；黑料30‑50份：多异氰酸酯20‑28份；水余量。此外，还公开了上述堵水注浆复合材料的制备方法。

技术领域

本发明属于土木工程注浆技术领域；涉及一种堵水注浆复合材料及其制备方法。

背景技术

粉细砂是第四纪时期所形成的松散沉积物，主要指粒径小于0.25mm的颗粒含量超过全部重量的50%，且粒径大于0.075mm的颗粒也超过全部质量的50%的砂土。天然状态下的粉细砂，胶结性差，结构松散，承载力较低，在自重的作用下即可被压密，粉细砂层的密度随埋深增大而变大。

在粉细砂地层中进行地下工程的修建，由于粉细砂层结构松散，且开挖后地层原始围岩应力状态发生改变，围岩应力释放，如若不采取任何预支护措施，则很容易发生坍塌、冒顶等工程事故。

中国专利申请公开CN102748036A公开了一种加固干燥粉细砂层隧道的浆液配比及施工方法，解决了现有加固干燥粉细砂层隧道采用的浆液存在浆液不易扩散、固结慢且风险大的问题。水平旋喷桩采用如下步骤施作：a、浆液是由如下质量份数的原料制成：水100份，水泥90-110份，膨润土10-30份；b、高压注浆泵内的浆液旋喷压力为38-42MPa，钻杆喷头直径为2.5-3.0mm，钻杆转速为12-16转/分钟；c、旋喷过程中钻杆退出的速度为20-30cm/min；斜向旋喷桩采用如下步骤施作：a、浆液是由如下质量份数的原料制成：水100份，水泥40-80份，膨润土10-30份；b、高压注浆泵内的浆液旋喷压力为25-30MPa，钻杆喷头直径为2.0-2.5mm，钻杆转速为12-16转/分钟；c、旋喷过程中钻杆退出的速度为15-20cm/min。该发明采用的浆液配比在干燥粉细砂层隧道中渗透性好，扩散均匀，固结效果明显。

中国专利申请公开CN107572994A公开了一种用于富水砂层注浆治理的高效超细水泥基复合注浆材料、制备工艺及应用，由以下重量份的组分组成：硅酸盐水泥熟料40～80份，粉煤灰10～45份，矿渣微粉5～30份，脱硫石膏2～6.5份，硅灰1～10份，外掺复合调节剂一0.51～2.10份，外掺复合调节剂二0.4～2.4份，外掺复合调节剂三5.5～8.9份；粉煤灰由以下重量份的组分组成：高钙粉煤灰50～100份，低钙粉煤灰0～50份；复合调节剂一由以下重量份的组分组成：超塑化剂96～99份，羟丙基甲基纤维素1～4份；复合调节剂二由以下重量份的组分组成：氢氧化钠20～32份，碳酸钠21～28份，硫酸钠18～32份，偏铝酸钠18～36份；复合调节剂三由以下重量份的组分组成：氯化钙12～25份，氯化锂8～21份，三乙醇胺10～23份，硫铝酸盐水泥熟料32～68份。这种材料不仅具有可注性高、泵送性好、胶凝时间可控、早后期强度高、堵水能力强体积稳定性好固砂体抗渗透性好耐久性强价格适宜及环保无毒的优点，而且浆液能够在较宽温度及注浆压力下保持性能温度，为富水砂层注浆治理提供高效注浆材料。

采用化学注浆的方法对粉细砂层围岩进行加固，相较于水泥浆液，化学浆液更易注入到粉细砂层中，通过注浆用化学浆液替换出砂体中的孔隙水和空气，使粉细砂土胶结为一个整体，提高砂体的固结度和力学强度；通过施加注浆压力，使粉细砂土颗粒间相互挤压，使砂土结构变得致密、均匀，有效提高粉细砂层的物理力学性能，减少滑动面的产生。

中国专利CN103359970B公开了一种隧道同步注浆专用干粉型外加剂及其制备方法，该材料组成为：甲基纤维素醚0.9%～1.3%、萘系减水剂29.2%～39.2%、皂角素0.5%～0.9%、钠基膨润土29%～45%、消石灰22～32%。该发明不仅可用于干粉型同步注浆专用砂浆，也可用于预拌砂浆，储存简便，运输成本低。即便使用模数小于1.8的细砂也能生产出满足隧道同步注浆施工要求的浆液，浆液4h坍落度经时损失在30mm以内，在8h仍能保证质量。