水泥-水玻璃漿液性能及其對盾構(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。對管片與地層之間空隙進行注漿是盾構(gòu)施工必備的關(guān)鍵工序之一，通過充填空隙以達到主動控制地層沉降的目的，從而減少對周邊地下結(jié)構(gòu)物的擾動和維持盾構(gòu)隧道的穩(wěn)定性。因此，本文針對盾構(gòu)隧道水泥-水玻璃雙液漿的工程基本性能、黏度時變性、3D形貌以及其對地表沉降影響進行了相關(guān)研究，這對于盾構(gòu)壁后注漿工藝選擇、參數(shù)設(shè)計、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)對水泥-水玻璃雙液漿配比進行了正交設(shè)計試驗，并測試了漿液的不同工程基本性能，包括漿液凝膠時間、結(jié)石率、抗壓強度、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，對于凝膠時間和抗壓強度水灰比為主要因素，對于結(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行了凝膠時間、結(jié)石率、抗壓強度三個基本性能試驗。試驗結(jié)果表明，水灰比不超過1.0時，凝膠時間隨氯化鋁濃度、磷酸氫二鈉用量增加而增長，結(jié)石率先增大后減小;抗壓強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)進行了水泥-水玻璃雙液漿黏度時變性試驗，得到了不同水灰比雙液漿黏度隨時間變化的曲線，利用軟件進行擬合，得到了各種水灰比下以時間為變量的黏度表達公式。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間增大而大幅度增加，且呈自然對數(shù)關(guān)系增大;證實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;并對壓裂漿體進行了裂縫剖面測量，得到了剖面曲線圖以及漿體裂縫縱深、寬度、曲率、角度。
　　(5)針對盾構(gòu)壁后注漿對地表沉降的影響進行了室內(nèi)模型試驗。依據(jù)基本相似比，研制了相似試驗土體材料，通過土工試驗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減小地表沉降更有顯著效果，合理范圍內(nèi)注