[发明专利]一种纳米改性高致密喷射混凝土及利用其的富水隧道的施工方法

权利要求书

1.一种纳米改性高致密喷射混凝土，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：快硬硫铝酸盐水泥180份、普通硅酸盐水泥200~240份、水183份、碎石807份、机制砂813份、纳米硅钙聚合体54份、粉煤灰36份、速凝剂18份及减水剂18份；

所述纳米硅钙聚合体由以下方法制备得到：

将球形纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和高分子乳液分散混合，混合后置入喷雾干燥箱中进行烘干，得到纳米硅钙聚合体；

所述纳米硅钙聚合体平均粒径20~100 nm，比表面积为20000~25000 m²·kg^-1；

所述高分子乳液为丙烯酸乳液、氯丁乳液、醋酸乙烯乳液中的一种或多种；

球形纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和高分子乳液的质量比为（3~1）:（1~1）:（5~3）。

2.根据权利要求1所述的纳米改性高致密喷射混凝土，其特征在于，所述快硬硫铝酸盐水泥为42.5级快硬硫铝酸盐水泥，比表面积为371 m²·kg^-1，初凝时间为25 min，终凝时间为34 min；

所述普通硅酸盐水泥为P·O 42.5级的普通硅酸盐水泥，比表面积为355 m²·kg^-1，初凝时间为208min；

所述碎石粒径为5~8 mm；

所述机制砂，细度模数为2.6；

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，比表面积为360 m²·kg^-1；

所述速凝剂为无碱液体速凝剂；

所述减水剂为聚羧酸减水剂。

3.一种富水隧道的施工方法，其特征在于，包括以下操作：

当隧道爆破出渣时，先对裸露围岩进行渗漏水处理，若临空面呈点状渗水或局部线状渗水，利用权利要求1-2任一项所述的纳米改性高致密喷射混凝土进行喷射施工；

若临空面局部面状渗水，进行堵水或排水，待临空面干燥或湿润状态时，利用权利要求1-2任一项所述的纳米改性高致密喷射混凝土进行喷射施工；

若临空面呈涌水状态，利用探测雷达找到水源，安装控制性的永久排水管，对涌水点周围进行注浆封闭处理，待临空面为干燥或湿润状态时，利用权利要求1-2任一项所述的纳米改性高致密喷射混凝土进行喷射施工。

4.根据权利要求3所述的富水隧道的施工方法，其特征在于，对隧道采用弱爆破方式进行开挖。

5.根据权利要求3所述的富水隧道的施工方法，其特征在于，对隧道采用机械与弱爆破相结合的分层开挖方式，分层开挖采用三台阶法逐步开挖；

喷射混凝土在隧道完整断面施工工序与三台阶法保持一致，依次为上、中、下台阶喷射施工。

6.根据权利要求3所述的富水隧道的施工方法，其特征在于，所述控制性的永久排水管为带孔的排水管，所述排水管出口上方设有可拆卸管帽，所述排水管出口下方设有流量调节阀门；

利用钻孔方式将所述排水管打入基岩渗水处，使得地下水通过所述排水管排出隧道。

7.根据权利要求3所述的富水隧道的施工方法，其特征在于，所述探测雷达为TGP型雷达。

8.根据权利要求3所述的富水隧道的施工方法，其特征在于，喷射施工采用湿喷工艺，将权利要求1-2任一项所述的快硬硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、水、碎石、机制砂、纳米硅钙聚合体、粉煤灰、减水剂的混合物与速凝剂在喷头处共同喷射到待施工部位。