水泥-水玻璃漿液性能及其對(duì)盾構(gòu)隧道地表沉降的影響研究.pdf

1、盾構(gòu)施工技術(shù)在我國(guó)重大地下工程中的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為隧道建設(shè)的主要方法。對(duì)管片與地層之間空隙進(jìn)行注漿是盾構(gòu)施工必備的關(guān)鍵工序之一，通過充填空隙以達(dá)到主動(dòng)控制地層沉降的目的，從而減少對(duì)周邊地下結(jié)構(gòu)物的擾動(dòng)和維持盾構(gòu)隧道的穩(wěn)定性。因此，本文針對(duì)盾構(gòu)隧道水泥-水玻璃雙液漿的工程基本性能、黏度時(shí)變性、3D形貌以及其對(duì)地表沉降影響進(jìn)行了相關(guān)研究，這對(duì)于盾構(gòu)壁后注漿工藝選擇、參數(shù)設(shè)計(jì)、施工的科學(xué)化、合理化具有較大的指導(dǎo)意義。主要得到了以下成果

2、和結(jié)論:
　　(1)對(duì)水泥-水玻璃雙液漿配比進(jìn)行了正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，并測(cè)試了漿液的不同工程基本性能，包括漿液凝膠時(shí)間、結(jié)石率、抗壓強(qiáng)度、泌水率。水灰比、水玻璃波美度、水泥漿與水玻璃體積比等是影響漿液性能的關(guān)鍵因素，對(duì)于凝膠時(shí)間和抗壓強(qiáng)度水灰比為主要因素，對(duì)于結(jié)石率水玻璃波美度為主要因素。采用極差分析法，得到了漿液最優(yōu)配比方案A2B1C1，即水灰比為1.0、水玻璃波美度為35Be'、水泥漿與水玻璃體積比為1∶0.3。
　　(2)為

3、提高水泥-水玻璃漿液的性能，分析了外加劑對(duì)水泥-水玻璃漿液性能的影響。將氯化鋁溶液和常用緩凝劑磷酸氫二鈉作為外加劑分別添加到水泥-水玻璃漿液中，并對(duì)添加外加劑的漿液根據(jù)不同水灰比、不同種類外加劑以及不同外加劑添加量分別進(jìn)行了凝膠時(shí)間、結(jié)石率、抗壓強(qiáng)度三個(gè)基本性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，水灰比不超過1.0時(shí)，凝膠時(shí)間隨氯化鋁濃度、磷酸氫二鈉用量增加而增長(zhǎng)，結(jié)石率先增大后減小;抗壓強(qiáng)度隨氯化鋁濃度增加而增高，隨磷酸氫二鈉用量增加而先增高后降低。

4、總體比較，氯化鋁溶液發(fā)揮的效果比磷酸氫二鈉要顯著。
　　(3)進(jìn)行了水泥-水玻璃雙液漿黏度時(shí)變性試驗(yàn)，得到了不同水灰比雙液漿黏度隨時(shí)間變化的曲線，利用軟件進(jìn)行擬合，得到了各種水灰比下以時(shí)間為變量的黏度表達(dá)公式。結(jié)果表明，漿液的水灰比越小，其黏度值越大;不同水灰比的漿液黏度均隨注漿時(shí)間增大而大幅度增加，且呈自然對(duì)數(shù)關(guān)系增大;證實(shí)了工程常用水灰比范圍內(nèi)水泥-水玻璃漿液服從賓漢姆流體特性。
　　(4)利用3D測(cè)量激光顯微鏡觀察雙液

5、漿光滑漿體與壓裂漿體的表面形貌，得到了不同倍率下漿體3D激光影像圖;并對(duì)壓裂漿體進(jìn)行了裂縫剖面測(cè)量，得到了剖面曲線圖以及漿體裂縫縱深、寬度、曲率、角度。
　　(5)針對(duì)盾構(gòu)壁后注漿對(duì)地表沉降的影響進(jìn)行了室內(nèi)模型試驗(yàn)。依據(jù)基本相似比，研制了相似試驗(yàn)土體材料，通過土工試驗(yàn)獲取了人工模型土的基本指標(biāo)參數(shù);比較了不同配比注漿材料、注漿壓力、隧道埋深對(duì)地表沉降的影響效果。結(jié)果表明，最優(yōu)配比方案的雙液漿對(duì)減小地表沉降更有顯著效果，合理范圍內(nèi)注