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 (2007-4-8)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3 d、14 d、28 d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：U45543 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：浆液工作性能好，易泵送，3 h可泵性好(流动度180 mm)：浆液稳定性好，不离析，不分层，抗水分散，体积泌水率25 MPa；浆液的凝结时间可以控制；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 原材料与实验方法21 原材料水泥：湖北黄石华新水泥厂产425普通硅酸盐水泥。细集料：巴河中砂，细度模数为27，含泥量小于1O。粉煤灰：密度27 9cm3，比表面积4 300 cm2g。钠基膨润土：含水率25 MPa，即选择使用大掺量粉煤灰也可满足强度要求。图6、表3试验结果表明：砂浆流动度随粉煤灰用量的减少有所降低，强度有所增长，凝结时间减短。粉煤灰掺量为70时，泌水率稍大；粉煤灰掺量为60时，砂浆的稳定性好，初始和易性佳，体积泌水率小，但成本较高，因此，粉煤灰掺量选择为65为宜。333 减水剂掺量优选固定最优水胶比、胶砂比、膨润土和粉煤灰掺量，改变WLH一031减水剂掺量进行试验，结果如表4。表4 减水剂掺量测试试验表4表明：WLH一031减水剂掺量变化时，砂浆的流动度随减水剂掺量的增大而增大，当减水剂的掺量为06时，砂浆的初始和易性好；当减水剂掺量为08时，砂浆初始离析，不能满足施工要求，同时减水剂掺量不同，凝结时间变化不大，强度接近，因此WLH一031减水剂掺量选择06为宜。334配合比优化通过大量实验，使用425普通硅酸盐水泥、粉煤灰、钠基膨润土、WLH一031缓凝减水剂，优化配合比如表5，优化后的砂浆性能见表6。表5 优化配合比表6 优化配合比后砂浆性能4 结论通过掺加高效减水剂、膨润土可以提高盾构法同步注浆用大掺量粉煤灰水泥砂浆的稳定性和保水性，进一步改善砂浆的和易性，从而使可泵性得到根高对同步注浆用水泥砂浆配合比进行优化设计当配比范围为水胶比06507、胶砂比06507粉煤灰用量6080、膨润土掺量2035%时，配制出的砂浆具有良好的工作性能。参考文献：1尹旅超，朱振宏，李玉珍l3本隧道盾构新技术M武汉：华中理工大学出版社，l9992 罗云峰，区希地铁隧道盾构法同步注浆用水泥砂浆的试验研究J昆凝土，2004，(08)3 张凤祥土建注浆施工与效果检测M上海：同济大学出版社，l9984