新型同步注浆浆液配比试验研究报告.doc

新型同步注浆浆液配比试验研究报告 1试验研究背景 盾构隧道同步注浆能够及时填充盾尾建筑空隙克服了现有惰性浆液凝结时间长固结体强度低体积收缩率大的缺点，实现充填性、流动性、固结强度三者之间的良好匹配含水粉煤灰的含水率影响卸料、贮藏等操作，浆液应具备以下性能：1）具有良好的长期稳定性及流动性，并能保证适当的初凝时间，以适应盾构施工以及远距离输送的要求2）具有良好的充填性能3）在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度4）浆液在地下水环境中，不易产生稀释现象5）浆液固结后体积收缩小，泌水率小6）原料来源丰富、经济，施工管理方便，并能满足施工自动化技术要求7）浆液无公害，价格便宜。石灰石灰能增加浆液的粘度，并有一定的固结作用粉煤灰以粉煤灰作为提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间的材料。其中浆液中使用的粉煤灰可以改善浆液的和易性（流动性）膨润土以减缓浆液的材料分离，降低泌水率，还具有一定的防渗作用。砂在浆液中作为填充料。剂 砂 膨润土 水 减水剂（SK6） A1 70 300 700 66 600 1 A2 53 400 1067 67 543 4 A3 52 400 800 70 640 1 图1 坍落度经时变化曲线 三种配比浆液的坍落度值经时变化曲线基本一致，曲线较平缓，可以使坍落度较长时间内维持在较高值，以降低堵管的概率。 图2 坍落度试验照片（A1号配比，坍落度24.2cm） 图3 稠度经时变化曲线 由图3知，A1号配比的稠度经时变化曲线较为平缓，A2号配比稠度经时变化曲线较差，A3号配比的介于两者之间。 图4 流动度经时变化曲线 A2号配比的流动度值在开始的6个小时内最大，而A1号配比流动度的经时变化曲线最平缓。 图5 浆液的凝结时间曲线 由图5知，A1号配比的凝结时间最短，还不到6个小时，而A2和A3号试验的凝结时间基本一致，达7小时45分钟左右。 表4 浆液密度测试结果 试验号 A1 A2 A3 试样密度平均值（g/cm3） 1.833 1.882 1.828 5.2均匀试验设计与结果分析 以上海现场学习交流为基础，以水胶比、膨水比、胶砂比、粉灰比、减胶比为因素，每一个因素按4水平考虑，设计了5因素4水平均匀试验，共10组试验，配比如表5所示。 表5 均匀试验配比（kg/m3） 材料 序号 石灰 粉煤灰 砂 膨润土 水 减水剂 B1 40.00 296.70 833.30 60.00 503.30 5.00 B2 46.67 330.00 1033.00 85.00 414.40 4.67 B3 53.33 363.30 1233.00 55.00 570.00 4.33 B4 60.00 396.70 700.00 80.00 481.10 4.00 B5 66.67 430.00 900.00 50.00 392.20 3.67 B6 73.33 280.00 1100.00 75.00 547.80 3.33 B7 80.00 313.30 1300.00 45.00 458.90 3.00 B8 86.67 346.70 766.70 70.00 370.00 2.67 B9 93.33 380.00 966.70 40.00 525.60 2.33 B10 100.00 413.30 1167.00 65.00 436.70 2.00 运用软件对均匀试验结果进行多元回归分析和自动实验优化，并充分考虑了各材料在浆液中的作用，以坍落度管理为中心，以防止堵管为重要评价指标，推荐较优的配合比如表6所示，其性能指标见图6～9。 表6 A、B区推荐配比（kg/m3） 序号 消石灰 粉煤灰 膨润土 砂 水 减水剂 1 60 400 70 800 530 2 2 70 300 67 930 540 3 图6 推荐配比浆液坍落度经时变化曲线 推荐配比的初始坍落度在24～25cm之间，3小时内坍落度不小于20cm，8小时内坍落度不小于16cm，12小时内坍落度不小于14cm，保坍效果良好，不输于上海现场应用配比。 图7 推荐配比浆液稠度经时变化曲线 由图7所示，推荐配比稠度在3小时内大于10cm，8小时内大于9cm，优于上海现场应用配比。 图8 推荐配比浆液流动度经时变化曲线 由图8所示，推荐配比的流动度3小时内大于235mm，6小时内大于220mm，优于上海现场应用配比。 图9 推荐配比浆液的凝结时间曲线 由图9所示，1号配比的凝结时间在9小时以上，远超过了上海现场应用配比的凝结时间。 5.3砂的细度模数对浆液性能指标的影响 为检验砂的细度模数对浆液性