[发明专利]一种土压盾构泥质渣土复合固化药剂及其固化方法

说明书

本发明的目的在于提供一种土压盾构泥质渣土复合固化药剂及其固化方法，属于大型市政建设工程盾构渣土处理技术领域。复合固化药剂由固化药剂和激活剂组成，渣土、固化药剂和激活剂的质量分数依次为100%、1.0%~5.0%、1.2%~6%；固化药剂的组份及质量分数为固结剂46.2%~57%，促凝剂14.3%~23.1%，增强剂28.6%~30.8%。本发明主要解决了现有盾构渣土固化处理技术存在的固化剂用量大、成本高、固化时间长及干化土浸出液碱度高的技术问题。

技术领域

本发明属于大型市政建设工程盾构渣土处理技术领域，具体涉及一种土压盾构泥质渣土复合固化药剂及其固化方法。

背景技术

盾构渣土是各类建（构）筑物、管网、地铁、隧道等工程施工中采用盾构施工工艺所产生的弃土，包括地铁工程项目中隧道盾构产出的土体、土渣或泥浆等。

基于盾构施工具有安全性好、机械化程度高、掘进速度快、对环境扰动小、地层适应性广等特点，因此盾构法已广泛应用于城市地铁和隧道建设中。目前地铁及隧道等大型市政交通建设中常用方法主要是泥水平衡和土压平衡盾构法。

为确保土压盾构掘进顺利，目前主要是向掘削渣土中注入水、泡沫、膨润土和粘土稳定剂等改良剂，以确保渣土具有良好流塑性。由此造成了盾构渣土具有含水率高、渗透性差、压缩性高等特点，环保处置难度增大。鉴于盾构施工产生的渣土掺有土壤改良泡沫剂、矿物类膨润土以及注浆产生的浆液，此类渣土多为粉质粘土、泥质粉砂、淤泥质粘土和含水稀泥浆等一种或多种弃土的混合物，如未经妥善处理，既无法外运，也不能堆填、填埋及综合再利用处置，堆填时也易造成滑坡等安全危害。

目前泥质盾构渣土快速无害化达标处理已成为大型市政工程施工中重要的环保技术难题，是制约地铁和隧道等大型工程施工安全高效化和绿色环保化的瓶颈。亟需研发新型快速处理技术，保障渣土处理后安全快速转运和堆填及综合再利用处置。实现地铁和隧道等大型市政工程施工绿色、清洁生产。

中国发明专利CN113402216A公开了一种盾构渣土固化剂及其资源化利用方法，固化剂的成分及质量比例为：水泥:氧化钙:硫酸钙:聚丙烯酸钠为（8~15）:（4~10）:（4~10）:（1~4）。其利用聚丙烯酸钠高分子聚合物吸水性强的特点快速吸收渣土水分，聚丙烯酸钠生成的粘性物质将渣土颗粒集聚成团，该盾构渣土固化剂具有早期强度明显的效果，固化后的干化土由盾构渣土的流塑态转变为可塑态，便于运输，解决了地铁项目因渣土存放池满载而停工的困境，而且养护7d后干化土的力学性能满足路基填料要求。但该法所用强碱性固化药剂即石灰的数量较大（1%~1.6%），使用高分子聚丙烯酸钠吸水剂效果好，但该药剂售价较高，加之用量多导致整体固化成本升高，且对干化土的水稳定性未作深入研究。

中国发明专利CN111943620A公开了一种泥浆固化剂及其应用，所述泥浆固化剂成分组成及重量配比为：铝酸盐水泥15~20份，生石灰13~19份，膨润土15~20份，脱硫石膏47~54份。以及所述泥浆固化剂在泥浆处理中的用途。其通过复合高吸水性材料和无机水硬性材料制备了一种能与水快速发生反应且显著提高泥浆处理后的干化土强度的绿色固化药剂，大大提高了施工效率，简化施工工艺，且干化土可用于修筑施工便道。但该工艺存在复合固化剂用量大（为泥浆质量分数的4.5%~30%），且其中生石灰属于强碱性物质（质量分数高达13%）、干化土静置侯凝时间较长（24~72h）的缺陷，不适用于大城市中地铁盾构施工泥质渣土现场快速处理和及时外运的实际工况需求。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种土压盾构泥质渣土复合固化药剂及其固化方法，解决了现有盾构渣土固化处理技术存在的固化剂用量大、成本高、固化时间长及干化土浸出液碱度高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种土压盾构泥质渣土复合固化药剂，所述复合固化药剂由固化药剂和激活剂组成，渣土、固化药剂和激活剂的质量分数依次为100%、1.0%~5.0%、1.2%~6%；