盾构隧道大掺量粉煤灰同步注浆材料优化设计.doc

盾构隧道大掺量粉煤灰同步注浆材料优化设计 隧道网7-4-8)  来源:隧道建设 摘要:通过掺加粉煤灰、膨润土、高效减水剂等措施,对盾构法同步注浆用水泥砂浆配合比进行优化设计,探讨了粉煤灰掺量、减水剂种类和掺量、水胶比、胶砂比等与流动度、结石体3d、14d、28d抗压强度、凝结时间之间的关系,得到具有高工作性的大掺量粉煤灰同步注浆材料。关键词:盾构法同步注浆大掺量粉煤灰工作性能中图分类号:    文献标识码:B0 前言盾构法同步注浆就是在隧道内将具有适当的早期及最终强度的材料,通过注浆泵及盾尾的注浆管,按规定的注浆压力和注浆量在盾构推进的同时填人盾尾空隙内,从而有效控制地面沉降,确保管片的早期稳定性,并形成衬砌防水的第一道防线。而盾构法同步注浆工艺要求浆液具有较高的工作性能,即“流动性+稳定性+可塑性+易密性”,同时还要具有较小的流动经时损失及适宜的凝结时间等。盾构法施工时,如果砂浆稳定性差,则易分层离析,容易导致注浆堵管、堵泵现象,从而影响注浆效果和施工进度。因此,盾构法要求注浆材料具有良好的稳定性和流动性,即高工作性能。为了使砂浆初始具有良好的工作性能,流动经时损失小,结合过江隧道项目,对大掺量粉煤灰水泥砂浆进行了前期的试验研究。1 同步注浆材料性能要求为满足盾构法施工工艺,实现背后注浆的目的,同步注浆浆液要求满足下列条件[2]:①浆液工作性能好,易泵送,3h可泵性好(流动度>180mm):②浆液稳定性好,不离析,不分层,抗水分散,体积泌水率<%为宜;③具有一定的早期强度,28d强度>;④浆液的凝结时间可以控制;⑤浆液无毒、无害、无刺激性气味、原材料来源广泛、价格低廉。本实验通过掺加减水剂、膨润土、大掺量粉煤灰的措施达到同步注浆材料的性能要求。2  原材料水泥:。细集料:巴河中砂,,%。粉煤灰:,比表面积4300cm2/g。钠基膨润土:含水率<10%。减水剂:武汉武钢浩源外加剂厂生产的萘系缓凝减水剂FDN一9001,减水率为20%~25%,粉状;武汉联合WLH一031缓凝减水剂,减水率23%,液状。水泥、粉煤灰的化学成分与细度见表l。表1  买验方法①流动度测试按GB8077—87《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行试验H];②浆液凝结时间按JGJl0一90《建筑砂浆基本性能试验方法》进行检验b];③试件抗压强度按GBl77—85[61所提供的方法进行试验;④泌水率采用l00ml量筒,上盖双层塑料膜,保持室温24~30%,按浆液静置3h后的上浮水体积与总体积比计算。3 ,掺加FDN9001、WLH一031后,砂浆流动度增大,但由于减水剂的主要化学成分不同,因此,它们的吸附、分散、润湿、润滑的作用也就不相同,从而对砂浆流动度的影响也不同,同时减水剂的加入有减缓流动经时损失的作用。从减水效果与缓凝保塑效果来看,WLH-031的作用效果要优于FDN9001,这说明WLH一031是一种具有多功能的多组分复合材料,既具有较强的减水效果又具有较强的缓凝保塑效果,可以基本满足砂浆的性能要求,作为盾构法同步注浆材料的外加剂使用。图1 减水剂对流动