水泥—水玻璃浆液性能及其对盾构隧道地表沉降的影响研究

发布时间：2018-05-01 16:15

本文选题：盾构隧道 + 壁后注浆　；参考：《北京交通大学》2017年硕士论文

【摘要】：盾构施工技术在我国重大地下工程中的应用越来越广泛,已经成为隧道建设的主要方法。对管片与地层之间空隙进行注浆是盾构施工必备的关键工序之一,通过充填空隙以达到主动控制地层沉降的目的,从而减少对周边地下结构物的扰动和维持盾构隧道的稳定性。因此,本文针对盾构隧道水泥-水玻璃双液浆的工程基本性能、黏度时变性、3D形貌以及其对地表沉降影响进行了相关研究,这对于盾构壁后注浆工艺选择、参数设计、施工的科学化、合理化具有较大的指导意义。主要得到了以下成果和结论:(1)对水泥-水玻璃双液浆配比进行了正交设计试验,并测试了浆液的不同工程基本性能,包括浆液凝胶时间、结石率、抗压强度、泌水率。水灰比、水玻璃波美度、水泥浆与水玻璃体积比等是影响浆液性能的关键因素,对于凝胶时间和抗压强度水灰比为主要因素,对于结石率水玻璃波美度为主要因素。采用极差分析法,得到了浆液最优配比方案A2B1C1,即水灰比为1.0、水玻璃波美度为35Be'、水泥浆与水玻璃体积比为1:0.3。(2)为提高水泥-水玻璃浆液的性能,分析了外加剂对水泥-水玻璃浆液性能的影响。将氯化铝溶液和常用缓凝剂磷酸氢二钠作为外加剂分别添加到水泥-水玻璃浆液中,并对添加外加剂的浆液根据不同水灰比、不同种类外加剂以及不同外加剂添加量分别进行了凝胶时间、结石率、抗压强度三个基本性能试验。试验结果表明,水灰比不超过1.0时,凝胶时间随氯化铝浓度、磷酸氢二钠用量增加而增长,结石率先增大后减小;抗压强度随氯化铝浓度增加而增高,随磷酸氢二钠用量增加而先增高后降低。总体比较,氯化铝溶液发挥的效果比磷酸氢二钠要显著。(3)进行了水泥-水玻璃双液浆黏度时变性试验,得到了不同水灰比双液浆黏度随时间变化的曲线,利用软件进行拟合,得到了各种水灰比下以时间为变量的黏度表达公式。结果表明,浆液的水灰比越小,其黏度值越大;不同水灰比的浆液黏度均随注浆时间增大而大幅度增加,且呈自然对数关系增大;证实了工程常用水灰比范围内水泥-水玻璃浆液服从宾汉姆流体特性。(4)利用3D测量激光显微镜观察双液浆光滑浆体与压裂浆体的表面形貌,得到了不同倍率下浆体3D激光影像图;并对压裂浆体进行了裂缝剖面测量,得到了剖面曲线图以及浆体裂缝纵深、宽度、曲率、角度。(5)针对盾构壁后注浆对地表沉降的影响进行了室内模型试验。依据基本相似比,研制了相似试验土体材料,通过土工试验获取了人工模型土的基本指标参数;比较了不同配比注浆材料、注浆压力、隧道埋深对地表沉降的影响效果。结果表明,最优配比方案的双液浆对减小地表沉降更有显著效果,合理范围内注浆压力越大沉降越小,隧道埋深是洞泾的两倍比一倍沉降小。
[Abstract]:The application of shield construction technology in major underground engineering in China has become more and more extensive and has become the main method of tunnel construction . ( 3 ) The rheological test of cement - water glass double liquid slurry viscosity is carried out to obtain the curve of the viscosity of cement - water glass in different water - cement ratio . The results show that the water - cement ratio of the cement - water glass is increased with the increase of the time of grouting . The results show that the cement - cement glass slurry has obvious effect on the surface subsidence by using 3D measurement laser microscope .

【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U455.43;P642.26

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