CN101613590B - 流态惰性浆液封堵材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种流态惰性浆液封堵材料，各组分的质量百分比为：惰性填料：25％～55％、体系稳定剂：5％～20％、流态剂：0.5％～2.5％、水：35％～55％。本发明浆液体系原料来源广泛，配制工艺简单，对环境无毒害，服役过程无需维护，是一种优良的临时封堵材料。可用于工程建设过程中临时封堵雨污水管等需要保护的管道领域，也可应用于盾构、顶管等进出洞止水领域。

Description

流态惰性浆液封堵材料
技术领域
本发明涉及一种流态惰性浆液封堵材料。
背景技术
随着我国城市化进程的发展，城区内土地资源日益减少，迫使人们不得不将目光投向地下空间的开发。我国大多数城市地下新旧管道纵横交错，且大都埋深较浅。在软弱地层条件下往往采用泥水盾构等暗挖工法，盾构泥水容易串流至雨污水管、电缆槽等地下管道，造成管线功能失效，并对地下工程施工产生不可预见的影响。严重情况下，泥水串流通道扩大导致泥水平衡无法建立，进而掌子面稳定无法保证，上覆土坍陷，地下管线破坏，工期及经济损失巨大，其社会影响也是非常严重的。因此在进行地下空间的开发时，必须采取适当措施对施工邻近区域的地下管道进行保护。对于一些重要的地下管道，如年代久远、具有一定保存价值的地下管道，对其进行临时保护显得尤为重要。
对地下管道的保护措施主要有以下几种方式：
1)“管线段”***加固法
对雨污水管可从地面打设注浆管对其管道四周进行注浆加固，避免在开挖过程中出现管道结构破坏，以达到防流、防渗作用，该方法成本较高，注浆效果难以保证。
2)气囊法
在管道中引入充气气囊，利用气囊的充气气压实现管道的支撑作用。缺点是气囊容易划破，气压控制难度较大，无配重作用，无法控制泥水向管道内窜流。
3)内铺防水材料法
对于流量不大的雨污水混凝土管采取截流后，在管内进行柔性防水材料铺设，使得管内水流从防水层上方流过，从而避免向暗挖结构中渗漏。此法无法保证结构的安全性，也无法控制泥水向管道内窜流。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流态惰性浆液封堵材料，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的流态惰性浆液封堵材料，其各组分的质量百分比为：
惰性填料：25％～55％；
体系稳定剂：5％～20％；
流态剂：0.5％～2.5％；
水：35％～55％。
惰性填料不与水发生反应，其密度范围为1.2～4.5g/cm3。
惰性填料可采用石粉、工程废泥浆等惰性粉料或浆料。石粉包括碳酸钙、滑石粉、白云石等，优选重质碳酸钙；工程废泥浆的主要成分包括：水和粘性土等。
体系稳定剂采用层状硅铝酸盐矿物基增稠剂，可采用市售产品，例如浙江丰虹牌号为FHDF 15的产品。
流态剂为磺酸盐类聚合物，例如萘磺酸盐甲醛缩合物，可采用市售产品，如格雷斯(中国)有限公司牌号为S20的产品。
流态惰性浆液封堵材料的制备方法如下：首先将体系稳定剂加入水中并搅拌均匀，然后在搅拌状态下缓慢加入惰性填料，待其全部加完后再加入流态剂，继续搅拌，直到浆液均匀为止。
惰性填料的作用，首先是要保证浆液的惰性。这就要求惰性填料不能具有活性，像水泥、粉煤灰、矿粉之类的物质由于会与水产生水化反应，容易发生凝结硬化，从而对施工后期的清除带来困难，因此不宜使用此类物质。惰性填料的另一个功能是配重，惰性填料的比重应该有助于达到这一目标。本发明采用石粉、工程废泥浆等惰性粉料或浆料作为惰性填料，在施工期间，封堵材料不发生固结，便于施工后清除。
体系稳定剂的作用是维持浆液的长效稳定性。盾构施工穿越“管线段”时间通常持续时间较长，作为临时封堵材料，必须在整个施工期间均匀填充管道或空隙，不分散不离析，保证封堵的有效性。本发明采用层状硅铝酸盐矿物基增稠剂作为浆液的体系稳定剂，可使封堵材料在30天乃至更长时间的服役期间不发生离析泌水，不产生渗漏源和渗漏通道，保证封堵的有效性。
为了满足封堵材料浇注的工作性要求，还需加入流态剂。流态剂可以大大增加浆液的流动性并提高浆液内部的均一性，浇注过程中封堵材料能够充满整个空间，保证管道壁或周围结构的安全。本发明采用磺酸盐类聚合物作为流态剂，使封堵材料在浇注时具有良好的工作性，处于服役状态时，流动性减弱，提高管线对外界荷载的抵抗力。
本发明浆液体系原料来源广泛，价格便宜，配制工艺简单，对环境无毒害，服役过程无需维护，是一种优良的临时封堵材料。可用于工程建设过程中临时封堵雨污水管等需要保护的管道领域，也可应用于盾构、顶管等进出洞止水领域。
具体实施方式
实施例1
惰性浆液封堵材料配方如下：
惰性填料：工程泥浆55％
体系稳定剂：层状硅铝酸盐矿物基增稠剂(浙江丰虹FHDF 15)   4％
流态剂：萘磺酸盐甲醛缩合物(格雷斯S20)   1％
水：40％。
原材料要求：
  材料名称   要求
  惰性填料   工程泥浆，密度≥1.2g/cm3
  体系稳定剂   细粉料，95％通过200目
  流态剂   减水率20％
  水   生活用水
减水率采用GB 8076-2008的方法进行检测。
制备方法如下：首先将体系稳定剂加入水中并搅拌均匀，然后在搅拌状态下缓慢加入工程泥浆，待其全部加完后再加入流态剂，继续搅拌，直到浆液均匀为止。
浆液指标：
  项目   密度   流动度   体积稳定性
  性能   1.52g/cm3   18cm   不离析、不泌水
流动度采用GB/T 2419-2005的方法进行检测。
应用本发明的长效高稳定性流态惰性浆液封堵材料对雨污水管进行临时封堵处理，雨污水管两端封堵，浆液浇注后能均匀地填充封堵管道空间，在盾构推进期间未发生泌水离析，没有产生固结，有效地保证了封堵的有效性并保护管道免受土层压力带来的破坏，在盾构施工结束后能够便捷地清除管道内的浆液，恢复了管道功能的正常运行。
实施例2
某顶管工程进出洞采用套箱配合高性能浆液止水，要求浆液具有较好的工作性和体系稳定性，同时要求长龄期不固结。
惰性浆液封堵材料配方如下：
惰性材料：重质碳酸钙45.2％
体系稳定剂：层状硅铝酸盐矿物基增稠剂(浙江丰虹FHDF 15)   6％
流态剂：萘磺酸盐甲醛缩合物(格雷斯S20)   0.8％
水：48％。
原材料要求：
  材料名称   要求
  惰性填料   密度约为2.6g/cm3
  体系稳定剂   细粉料，95％通过200目
  流态剂   减水率20％
制备方法同实施例1。
浆液指标：
  项目   密度   流动度   体积稳定性
  性能   1.47g/cm3   15cm   不离析、不泌水
应用本发明的流态惰性浆液封堵材料，有效地保证了止水的有效性，浆液保持不固结，静止状态下流动性减弱。

Claims (4)

1.一种流态惰性浆液封堵材料，其特征在于，各组分的质量百分比为：
惰性填料：  25％～55％
体系稳定剂：5％～20％
流态剂：    0.5％～2.5％
水：        35％～55％；
其中，所述体系稳定剂为层状硅铝酸盐矿物基增稠剂，所述流态剂为磺酸盐类聚合物，所述惰性填料不与水发生反应，密度范围为1.2～4.5g/cm3。
2.根据权利要求1所述的流态惰性浆液封堵材料，其特征在于，所述流态剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。
3.根据权利要求1所述的流态惰性浆液封堵材料，其特征在于，所述惰性填料为石粉或工程废泥浆。
4.根据权利要求1所述的流态惰性浆液封堵材料，其特征在于，所述惰性填料为重质碳酸钙。
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