1.本發(fā)明涉及一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液及工藝與應(yīng)用，屬于隧道及地下工程注漿技術(shù)領(lǐng)域。


背景技術(shù)：

2.隨著我國地下空間工程的快速發(fā)展，盾構(gòu)法作為一種快速、安全的施工方法廣泛應(yīng)用于城市隧道建設(shè)中，隧道近接施工、下穿、側(cè)穿河流及建筑物等風(fēng)險(xiǎn)源不可避免，給施工帶來極大挑戰(zhàn)的同時也對地層沉降控制有了更高的要求。對于大直徑盾構(gòu)而言，盾構(gòu)隧道直徑越大，成型的管片環(huán)直徑越大，管片脫離盾尾后，在不能及時填充或者砂漿的凝結(jié)速度較慢時，管片環(huán)在高密度液態(tài)砂漿中所受浮力要更大。與此同時，盾構(gòu)機(jī)直徑增大，盾尾間隙也適當(dāng)加大，管片外圈與開挖土體間的空隙增大，管片上浮空間和上浮量也隨之增大，因此必須用足夠的注漿砂漿快速回填，以避免周圍土體變形。另外富水軟土地層盾構(gòu)施工在地下水沖刷和可能出現(xiàn)的超高水壓的環(huán)境下，普通漿液易被沖散而導(dǎo)致充填強(qiáng)度低，注漿圈失去防水和承載能力，繼而引起地層大變形和地表過量沉降，因此同步注漿施作的質(zhì)量是決定地表沉降的關(guān)鍵因素。
3.富水軟土地層盾構(gòu)同步注漿時，普通單液漿在貯存和長距離輸送時容易出現(xiàn)分層、離析、泌水等問題，無法滿足同步注漿可注性要求，漿液骨料與漿體分離導(dǎo)致注入的漿液強(qiáng)度不足，且很難完全充填壁后間隙，面臨地表大沉降和管片滲漏水的風(fēng)險(xiǎn)。與此同時，水壓越大，對盾構(gòu)漿液充填強(qiáng)度、填充率及耐久性等要求越高。針對高壓大直徑盾構(gòu)同步注漿存在的問題，需要一種具有充填性能好、抗水分散性好、凝結(jié)時間適宜、早期強(qiáng)度適宜、抗?jié)B性好、長期穩(wěn)定性好的盾構(gòu)同步注漿漿液，而高壓大直徑盾構(gòu)同步單液漿液這些良好性能的實(shí)現(xiàn)需要對其配方以及配制工藝進(jìn)行創(chuàng)造性的篩選，并需要創(chuàng)新性地開發(fā)配套高壓大直徑盾構(gòu)同步注漿工藝。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，該漿液通過原料成分的選擇以及含量的搭配，具有優(yōu)異的性能，該漿液充填率高、流動性好、凝結(jié)時間可控、早期強(qiáng)度可觀、長期穩(wěn)定性能好，在貯存和長距離輸送時不會出現(xiàn)分層、離析、泌水等問題，滿足同步盾構(gòu)注漿的要求，且原料中采用黃金尾礦等大量工業(yè)固廢，成本低、價(jià)格低廉、無毒安全，具有節(jié)能環(huán)保和資源高效循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，能夠長期有效防控盾構(gòu)管片上浮及地層變形。
5.本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其由以下重量份的原料制成：黃金尾礦1050-1200 份，硅酸鹽水泥熟料420-480份，粉煤灰220-240份，廢棄黏土磚45-120份，礦渣65-95份，石灰石尾礦25-45份，鋼渣70-80份，硅灰30-45份，脫硫石膏15-22份，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑9-15份。
6.進(jìn)一步的，所述漿液除了上述原料外，還含有水，水按照一定水灰比的比例加入。
7.進(jìn)一步的，所述富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液中，高壓大直徑盾構(gòu)一般指的是盾構(gòu)直徑大于11m，承水壓力大于0.5mpa，富水軟土指的是富水軟土地層，包括富水粉細(xì)砂層、富水中-粗砂層、富水中-細(xì)砂土層、富水黏性土層或富水流塑土層等富水軟土地層。
8.優(yōu)選的，所述富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液由以下重量份的原料制成：黃金尾礦1100-1200份，硅酸鹽水泥熟料450-480份，粉煤灰230-240份，廢棄黏土磚75-120份，礦渣75-95份，石灰石尾礦30-45份，鋼渣70-80份，硅灰30-45份，脫硫石膏15-22份，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑10-13份。
9.進(jìn)一步的，所述復(fù)合速凝早強(qiáng)劑由以下重量百分含量的組分組成：甲酸鈣30-35%，三乙醇胺30-35%，鋁酸鈉15-20%，亞硝酸鈣10-15%。
10.優(yōu)選的，所述復(fù)合速凝早強(qiáng)劑由以下重量百分含量的組分組成：甲酸鈣32%-35%，三乙醇胺32%-35%，鋁酸鈉15%-18%，亞硝酸鈣13%-15%。
11.進(jìn)一步的，硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰、廢棄黏土磚粉、礦渣微粉、石灰石尾礦粉、鋼渣微粉、硅灰、脫硫石膏的d
50
優(yōu)選均為35-40μm，d
85
優(yōu)選均為42-48μm，d
95
優(yōu)選均為50-55μm。原料的粒徑可以通過破碎、篩分、球磨等方式實(shí)現(xiàn)。
12.進(jìn)一步的，上述同步單液注漿漿液中，黃金尾礦的粒徑有兩種，一種是最大粒徑d
max
小于120 μm的黃金尾礦ⅰ，第二種是粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，其中黃金尾礦ⅱ占漿液總體積的40-60%。
13.本發(fā)明創(chuàng)新地將黃金尾礦用于盾構(gòu)同步注漿漿液中，且將粒徑范圍為120-600μm的黃金尾礦創(chuàng)新地以40%-60%的大體積作為漿液細(xì)集料，黃金尾礦的主要成分是sio2、cao、fe2o3和al2o3，顆粒較細(xì)，大部分在60-600
μ
m之間，可以節(jié)省生料粉磨時的能耗。本發(fā)明對黃金尾礦進(jìn)行篩分處理，最大粒徑d
max
小于120μm的黃金尾礦ⅰ經(jīng)過粉磨與其他固廢材料（粉體）一起作為膠凝材料，生成水化產(chǎn)物；粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ做細(xì)集料，起到代替自然河砂的作用。較粗粒徑的黃金尾礦的加入可以增加同步單液注漿漿液的流動性與充填效率，而且伴隨著黃金尾礦的加入，泌水會產(chǎn)生明顯減小。同時在漿液中構(gòu)成骨架，對充填強(qiáng)度起到一定的正面作用。
14.進(jìn)一步的，硅酸鹽水泥熟料為優(yōu)質(zhì)的水硬性膠凝材料，其水化產(chǎn)物主要有水化硅酸鈣凝膠(csh凝膠)及鈣礬石等礦物，csh凝膠是水泥結(jié)石體強(qiáng)度的主要來源，水泥熟料水化后強(qiáng)度高，并能夠與砂層及土體緊密膠結(jié)在一起，提高加固體抗?jié)B性。
15.進(jìn)一步的，粉煤灰具有較高的火山灰活性。粉煤灰越細(xì)，其粒徑越小，火山灰活性越高。粉煤灰的加入可以降低水化熱，增加抗?jié)B性、和易性及耐久性。
16.進(jìn)一步的，廢棄黏土磚具有一定火山灰活性。隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，黏土磚粉的火山灰活性開始發(fā)揮作用，與水泥水化產(chǎn)物ca(oh)2發(fā)生反應(yīng)生成新的凝膠填充在孔隙中，對于后期抗壓強(qiáng)度有一定的提升。
17.進(jìn)一步的，礦渣微粉的玻璃體可高達(dá)95％以上，礦渣微粉的玻璃體中富鈣相是礦渣微粉玻璃體的結(jié)構(gòu)形成體，非連續(xù)的富硅相被連續(xù)的富鈣相包裹，富鈣相水化活性較高，同時具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性。
18.進(jìn)一步的，石灰石尾礦粉是一種非惰性物質(zhì)，水化過程中，石灰石尾礦粉能夠與水
泥中的c3a和c4f產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步生成新合成物——水化碳鋁酸鈣，并對水泥基材料部分性能有顯著的改善作用。水泥發(fā)生水化反應(yīng)后生成的氫氧化鈣能夠與石灰石尾礦粉進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)并生成堿式碳酸鈣。
19.進(jìn)一步的，鋼渣是煉鋼過程中的副產(chǎn)品，鋼渣的加入可以提高結(jié)石體的抗彎強(qiáng)度和耐水腐蝕性。本發(fā)明采用鋼渣微粉，減小了鋼渣的粒度，增大了比表面積，進(jìn)一步提升了膠結(jié)性。同時鋼渣中的f-cao和f-mgo在后期水化會產(chǎn)生少量的ch和mg(oh)2補(bǔ)償體積收縮。
20.進(jìn)一步的，硅灰中含大量非結(jié)晶二氧化硅，活性較高，比表面積很大(20000～28000m2/kg)，細(xì)度小于1
μ
m的顆粒占80％以上，主要與水化氫氧化鈣進(jìn)行中后期火山灰反應(yīng)；在堿激發(fā)條件下礦渣與粉煤灰中玻璃體結(jié)構(gòu)解體，生成sio
44-、alo
45-?
、ca
2+
等離子進(jìn)入溶液并重新組合，堿性條件能夠加速硅灰中二氧化硅的火山灰反應(yīng)，以上最終都形成大量新水化硅酸鈣及水化鋁硅酸鈣凝膠等有效水化礦物。
21.進(jìn)一步的，脫硫石膏又稱排煙脫硫石膏，是一種工業(yè)副產(chǎn)石膏，主要成分為二水硫酸鈣，含量約大于93%，本發(fā)明脫硫石膏用于控制硅酸鹽水泥熟料水化反應(yīng)的穩(wěn)定性，防止水泥熟料凝結(jié)過快現(xiàn)象，能夠自身通過反應(yīng)增加結(jié)石體致密度；且脫硫石膏代替天然石膏能夠降低材料成本，有利于綠色循環(huán)發(fā)展。
22.進(jìn)一步的，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑通過鋁酸鈉、甲酸鈣、亞硝酸鈣和三乙醇胺的復(fù)合作用，不僅能夠提高水泥結(jié)石體早期強(qiáng)度，促進(jìn)早期復(fù)合材料體系內(nèi)水化礦物的水化程度及水化形成速率，同時加強(qiáng)了水泥的固相體積結(jié)構(gòu)的致密性，實(shí)現(xiàn)了同時保證混凝土早期和后期強(qiáng)度的目的。
23.進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了一種上述富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液的制備工藝，該制備工藝包括以下步驟：（1）將硅酸鹽水泥熟料、鋼渣、廢棄黏土磚、礦渣、石灰石尾礦分別破碎，再球磨至最大粒徑小于120 μm，然后按配比稱取所需份數(shù)并混合，備用；（2）將黃金尾礦進(jìn)行篩分，得到最大粒徑d
max
小于120 μm的黃金尾礦ⅰ和粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，按照黃金尾礦ⅱ占漿液總體積的40-60%的比例稱取黃金尾礦，備用；（3）將粉煤灰、硅灰、脫硫石膏進(jìn)行篩分，使其最大粒徑小于120 μm，按配比稱取所需份數(shù)并混合均勻，備用；（4）將步驟（1）中的混合物、步驟（2）中最大粒徑d
max
小于120μm的黃金尾礦ⅰ以及步驟（3）中的混合物混合均勻，然后球磨至物料顆粒的d
50
、d
85
及d
95
分別為35-40μm、42-48μm及50-55μm，得到混合組??；（5）將甲酸鈣、三乙醇胺、亞硝酸鈣、鋁酸鈉按配比稱取，混合后溶于水，在200-300 r/min的攪拌速度下攪拌至少一分鐘，得到混合組ⅱ；（6）將混合組ⅰ與混合組ⅱ按水灰比為0.8:1-1.5:1的比例混合，然后將混合物在1000-1500r/min的攪拌速度下攪拌至少5分鐘；（7）向步驟（6）的混合物中加入粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，在500-800r/min的攪拌速度下攪拌至少4分鐘，然后調(diào)整攪拌速度至1000-1500r/min，繼續(xù)攪拌至少1分鐘，得到富水軟土地層高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液。
24.進(jìn)一步的，步驟（7）中，黃金尾礦ⅱ占單液注漿漿液總體積的40-60%。
25.進(jìn)一步的，步驟（6）中，混合組ⅰ與混合組ⅱ按水灰比為0.8:1-1:1的比例混合，在此范圍內(nèi)，所得漿液的性能更優(yōu)。
26.進(jìn)一步的，步驟（6）中，在1000-1500r/min的攪拌速度下攪拌5-10分鐘。
27.進(jìn)一步的，步驟（7）中，在500-800r/min的攪拌速度下攪拌4-6分鐘，在1000-1500r/min的攪拌速度下攪拌1-5分鐘。
28.進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了上述富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液在富水砂層盾構(gòu)掘進(jìn)施工中的應(yīng)用，該富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液用于高壓大直徑盾構(gòu)壁后空隙同步注漿充填與加固。
29.進(jìn)一步的，本發(fā)明同步單液注漿漿液適用于直徑大于11m的大直徑盾構(gòu)機(jī)在承水壓力大于0.5mpa的富水軟土地層的施工，所述富水軟土地層包括富水粉細(xì)砂層、富水中-粗砂層、富水中-細(xì)砂土層、富水黏性土層或富水流塑土層。
30.進(jìn)一步的，所述富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液與同步注漿系統(tǒng)搭配使用，同步單液注漿漿液通過同步注漿系統(tǒng)的注漿管路流出，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)注漿填充與加固，同步注漿系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)上有相關(guān)報(bào)道，優(yōu)選采用含有多個注漿管路的同步注漿系統(tǒng)。
31.進(jìn)一步的，本發(fā)明提供了一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液的盾構(gòu)同步注漿工藝，該注漿工藝包括將上述富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液加入同步注漿系統(tǒng)中，在盾構(gòu)掘進(jìn)的同時對分離的管片和土體之間的空隙進(jìn)行同步注漿的步驟。
32.進(jìn)一步的，在本發(fā)明某一具體實(shí)施方式中，所用的同步注漿系統(tǒng)包括8個同步注漿單元，每個同步注漿單元包括一根注漿管路，所述注漿管路上設(shè)有漿液入口和沖刷液入口，漿液入口和沖刷液入口分別與漿液輸送管和沖刷液輸送管相連，漿液輸送管與漿液儲罐相連，沖刷液輸送管與沖刷液儲罐相連；所述沖刷液入口處設(shè)有沖刷液入口閥門，沖刷液入口閥門用于控制沖刷液入口關(guān)閉或打開。
33.進(jìn)一步的，漿液入口和沖刷液入口分別位于注漿管路的兩側(cè)，且漿液入口比沖刷液入口離注漿管路的出液口更近。
34.進(jìn)一步的，所述漿液輸送管和沖刷液輸送管上都設(shè)有轉(zhuǎn)料泵。
35.進(jìn)一步的，所述注漿管路位于土體和管片之間的間隙中，用于將漿液充填在土體和管片的空隙中。
36.進(jìn)一步的，各同步注漿單元均勻分布，圍繞成一個圓形，各同步注漿單元的注漿管路也圍繞成一個圓形，各注漿管路均勻分布，位于土體和管片之間的間隙中。注漿時，關(guān)閉沖刷液入口閥門，將富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液加入各同步注漿單元的漿液儲罐中，漿液從8個注漿管路中同時流出，注漿后，打開沖刷液入口閥門，將沖刷液泵入漿液輸送管和注漿管路。注漿壓力為0.4-0.7mpa，注漿量控制在60-130l/min，上部注漿管路和下部注漿管路的注漿量比例為6:4-7:3，上部注漿管路指的是上半圓部分的注漿管路，下部注漿管路指的是下半圓部分的注漿管路，通過控制漿液的流量使上下部的注漿量體積比為6:4-7:3。
37.本發(fā)明的有益效果為：1、本發(fā)明采用粉煤灰、鋼渣、礦渣等工業(yè)固體廢棄物，雖然化學(xué)組成成分各不相同，但是其主要成分為sio2、cao、fe2o3等，均具有潛在膠凝活性，能夠代替一定量的水泥。摻加固廢材料所制備的漿液在某些方面的性能比純水泥材料漿液表現(xiàn)的更加優(yōu)異。
38.2、本發(fā)明采用黃金尾礦、廢棄黏土磚、石灰石尾礦作為原材料。將120-600μm的黃金尾礦創(chuàng)新性地以40%-60%的大體積作為漿液細(xì)集料；最大粒徑d
max
小于120 μm的黃金尾礦經(jīng)粉磨后，可大幅提升其膠凝活性，更有效地生成水化產(chǎn)物；黃金尾礦的粒徑分級利用更有針對性，可以增加同步單液注漿漿液的流動性與充填效率，減少漿液的泌水率，漿液中細(xì)黃金尾礦構(gòu)成骨架，有利于提高漿液充填與加固強(qiáng)度。廢棄黏土磚、石灰石尾礦的加入可以降低水泥水化的放熱，促進(jìn)水化進(jìn)程，同時在水化的后期可以發(fā)揮活性生成新的水化產(chǎn)物，減少孔體積。
39.3、本發(fā)明對于石灰石尾礦、鋼渣、廢棄黏土磚等固廢材料進(jìn)行球磨，并對各膠凝材料的粒徑級配以及原料的混合方式進(jìn)行了優(yōu)化，不僅增大了固廢比表面積、提高了材料的火山灰活性，而且達(dá)到了各組分超疊加效應(yīng)的目的，整體混合材料粒徑均勻性好，水化反應(yīng)的速度也越有效，進(jìn)一步增強(qiáng)了材料的膠結(jié)性能。
40.4、本發(fā)明復(fù)合速凝早強(qiáng)劑中，三乙醇胺副作用小且不改變水泥的水化生成物，使水泥水化所生成膠體的活性加強(qiáng)，早強(qiáng)效果明顯，后期也有一定的增強(qiáng)作用。鋁酸鈉能大大加速漿液的凝結(jié)時間，利于在盾構(gòu)泥水或動水環(huán)境下注漿。
41.5、一般可硬型單液漿泌水率＜5%，結(jié)石率＜85%，初凝時間＞10h，充填率＜90%，結(jié)石體28天強(qiáng)度為0.5-1.5mpa。本發(fā)明漿液滿足一般單液漿的要求，且性能比普通單液漿更優(yōu)。本發(fā)明通過配方的篩選，注漿漿液結(jié)石體早期強(qiáng)度高，3天強(qiáng)度達(dá)到5-8mpa，后期28天強(qiáng)度最高可達(dá)30mpa，流動性好，充填率＞95%，凝結(jié)時間可控制在1-2h，抗水溶蝕性強(qiáng)，抗離子侵蝕性強(qiáng)，耐久性強(qiáng)，長期穩(wěn)定性能好，在承水壓力大于0.5mpa的高壓環(huán)境下能夠有效填充管片與土體間的環(huán)形間隙，控制地層擾動和管片上浮，同時在盾構(gòu)泥水或動水條件下，漿液的抗水分散性較高，結(jié)石率＞90%，解決了傳統(tǒng)盾構(gòu)同步注漿單液漿易沖散導(dǎo)致充填強(qiáng)度低、充填性能差、易離析分層、凝結(jié)時間不可控等問題。
42.6、本發(fā)明優(yōu)化整合了破碎-篩分-預(yù)混-超細(xì)球磨-均化、粒徑分級、變速攪拌的漿液制備工藝；開發(fā)了富水軟土高壓大直徑盾尾八點(diǎn)位注漿工藝，將上下部體積比6:4-7:3的單液漿注入盾構(gòu)空隙；以上單液漿制備工藝與盾構(gòu)注漿工藝基于工程應(yīng)用難題，使本發(fā)明單液漿更有效地充填空隙，更長久地加固，更有助于長期防控管片上浮及地層變形。
43.7、本發(fā)明漿液制備全過程中不僅不產(chǎn)生固體廢棄物，反而大規(guī)模應(yīng)用全粒徑的黃金尾礦、廢棄黏土磚、鋼渣、礦渣、石灰石尾礦等工業(yè)固廢為原材料，原料易尋，成本更低，生產(chǎn)周期短、無毒，具有環(huán)保和高效資源循環(huán)利用的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
44.圖1為本發(fā)明富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液的制備工藝流程圖。
45.圖2為本發(fā)明同步注漿系統(tǒng)的同步注漿單元在注漿時的結(jié)構(gòu)示意圖。
46.圖3為本發(fā)明同步注漿系統(tǒng)的同步注漿單元在注漿后沖刷時的結(jié)構(gòu)示意圖。
47.圖4本發(fā)明同步注漿的示意圖。
48.圖5為本發(fā)明同步注漿系統(tǒng)的截面示意圖。
49.圖6為本發(fā)明同步注漿效果示意圖。
50.圖中，1、漿液儲罐，2、沖刷液儲罐，3、漿液輸送管，4、沖刷液輸送管，5、注漿管路，6、轉(zhuǎn)料泵，7、沖刷液閥門，8、流量流速儀，9、伸縮推進(jìn)裝置，10、管片，11、土體，12、漿液，13、
盾殼。
具體實(shí)施方式
51.為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本技術(shù)提供進(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本技術(shù)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
52.下述實(shí)施例中，所述黃金尾礦為經(jīng)篩分后最大粒徑d
max
小于120μm的作為膠凝注漿材料的黃金尾礦ⅰ與粒徑在120-600μm范圍內(nèi)作為細(xì)集料的黃金尾礦ⅱ；所述硅酸鹽水泥熟料為符合gb/t 21372-2008的低堿硅酸鹽水泥熟料；所述粉煤灰為ⅰ級粉煤灰，45
μ
m孔篩篩余小于14.7％，需水量比為96％；所述廢棄黏土磚粉為符合yb/t 4168-2019的廢棄黏土磚球磨所得；所述礦渣微粉為符合gb/t 18046-2008的?；郀t礦渣粉；所述石灰石尾礦粉為符合gb/t 30190-2013且碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于80％、氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于2.0％的石灰石尾礦粉；所述鋼渣微粉為符合yb/t 022-2008規(guī)定的鋼渣制備所得；所述硅灰中sio2的含量大于97％；所述脫硫石膏為符合jc/t 2074-2011的煙氣脫硫石膏；所述甲酸鈣為符合hg/t 5614-2019的工業(yè)用甲酸鈣；所述三乙醇胺為符合hg/t 3268-2002的工業(yè)液體三乙醇胺；所述鋁酸鈉為符合hg/t 4518-2013 的工業(yè)鋁酸鈉；所述亞硝酸鈣為符合gb/t 28656-2012的工業(yè)亞硝酸鈣。
53.實(shí)施例1一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料包括（重量份）：黃金尾礦1100份，硅酸鹽水泥熟料450份，粉煤灰230份，廢棄黏土磚75份，礦渣75份，石灰石尾礦30份，鋼渣70份，硅灰30份，脫硫石膏15份，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑10份。其中，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑的組分及各組分含量為（wt%）：甲酸鈣35%，三乙醇胺35%，鋁酸鈉15%，亞硝酸鈣15%。
54.該漿液的制備方法為：步驟（1）、將硅酸鹽水泥熟料、鋼渣、廢棄黏土磚、礦渣及石灰石尾礦分別破碎，球磨至最大粒徑小于120μm，然后按配比稱取所需重量并混合均勻，備用；步驟（2）、將黃金尾礦進(jìn)行篩分，得到最大粒徑d
max
小于120μm的黃金尾礦ⅰ和粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，按照黃金尾礦ⅱ占漿液總體積45%的比例稱取黃金尾礦，備用；步驟（3）、將粉煤灰、硅灰、脫硫石膏進(jìn)行篩分，使其最大粒徑小于120μm，按配比稱重并混合均勻，備用；步驟（4）、將步驟（1）中的混合物、步驟（2）中最大粒徑d
max
小于120μm的黃金尾礦ⅰ以及步驟（3）中的混合物混合均勻，然后球磨至物料顆粒的d
50
、d
85
及d
95
分別為35-40μm、42-48μm及50-55μm，得到混合組??；步驟（5）、將甲酸鈣、三乙醇胺、亞硝酸鈣、鋁酸鈉按配比稱取，混合后溶于水，在200-300 r/min的攪拌速度下攪拌至少一分鐘，得到混合組ⅱ；步驟（6）、將混合組ⅰ與混合組ⅱ按水灰比（水指的是混合組ⅱ，灰指的是混合組ⅰ，下同）為0.9:1的比例混合，然后將混合物在1200r/min的攪拌速度下攪拌5分鐘；步驟（7）、向步驟（6）的混合物中加入粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，降低轉(zhuǎn)
速至600r/min攪拌4分鐘，然后提升轉(zhuǎn)速至1200r/min，繼續(xù)攪拌2分鐘，得富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液。
55.實(shí)施例2一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料包括（重量份）：黃金尾礦1050份，硅酸鹽水泥熟料420份，粉煤灰220份，廢棄黏土磚45份，礦渣65份，石灰石尾礦25份，鋼渣70份，硅灰30份，脫硫石膏15份，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑9份。復(fù)合速凝早強(qiáng)劑同實(shí)施例1。
56.該漿液的制備方法同實(shí)施例1。
57.實(shí)施例3一種富水軟土地層高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料包括（重量份）：黃金尾礦1200份，硅酸鹽水泥熟料480份，粉煤灰240份，廢棄黏土磚120份，礦渣95份，石灰石尾礦45份，鋼渣80份，硅灰45份，脫硫石膏22份，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑15份。復(fù)合速凝早強(qiáng)劑同實(shí)施例1。
58.該漿液的制備方法同實(shí)施例1。
59.實(shí)施例4一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料組成同實(shí)施例1。
60.該漿液的制備方法為：步驟（1）-（5）：同實(shí)施例1；步驟（6）、將混合組ⅰ與混合組ⅱ按水灰比為1.3:1的比例混合，然后將混合物在1000r/min的攪拌速度下攪拌5分鐘；（7）向步驟（6）的混合物中加入粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，降低轉(zhuǎn)速至500r/min攪拌4分鐘，然后提升轉(zhuǎn)速至1000r/min，繼續(xù)攪拌1分鐘，得富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液。
61.實(shí)施例5按照實(shí)施例1的配方和方法制備富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，不同的是：黃金尾礦ⅱ占漿液總體積55%，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑的組分及各組分含量為（wt%）：甲酸鈣35%，三乙醇胺33%，鋁酸鈉20%，亞硝酸鈣12%。
62.對比例1一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料包括（重量份）：普通河砂1100份，硅酸鹽水泥熟料450份，粉煤灰230份，廢棄黏土磚75份，礦渣75份，石灰石尾礦30份，鋼渣70份，硅灰30份，脫硫石膏15份，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑10份。復(fù)合速凝早強(qiáng)劑同實(shí)施例1。
63.該漿液的制備方法為：步驟（1）、將硅酸鹽水泥熟料、鋼渣、廢棄黏土磚、礦渣、石灰石尾礦分別破碎，再球磨至最大粒徑小于120μm，然后按配比稱取所需重量并混合均勻，備用；步驟（2）、將普通河砂篩分得到最大粒徑d
max
小于120μm的普通河砂ⅰ和粒徑范圍在120-600μm的普通河砂ⅱ，按照普通河砂ⅱ占漿液總體積45%的比例稱取普通河砂，備用；步驟（3）、將粉煤灰、硅灰、脫硫石膏進(jìn)行篩分，使其最大粒徑小于120μm，按配比稱重并混合均勻，備用；步驟（4）、將步驟（1）中的混合物、步驟（2）中最大粒徑d
max
小于120μm的普通河砂ⅰ以及步驟（3）中的混合物混合均勻，然后球磨至物料顆粒的d
50
、d
85
及d
95
分別為35-40 μm、
42-48 μm及50-55 μm，得到混合組ⅰ；步驟（5）、將甲酸鈣、三乙醇胺、亞硝酸鈣、鋁酸鈉按配比稱取，混合后溶于水，在200-300 r/min的攪拌速度下攪拌至少一分鐘，得到混合組ⅱ；步驟（6）、將混合組ⅰ與混合組ⅱ按水灰比（水指的是混合組ⅱ，灰指的是混合組ⅰ，下同）為0.9:1的比例混合，然后將混合物在1200r/min的攪拌速度下攪拌5分鐘；步驟（7）、向步驟（6）的混合物中加入粒徑范圍在120-600μm的普通河砂ⅱ，降低轉(zhuǎn)速至600r/min攪拌4分鐘，然后提升轉(zhuǎn)速至1200r/min，繼續(xù)攪拌2分鐘，得富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液。
64.對比例2一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料包括（重量份）：普通河砂1100份，硅酸鹽水泥熟料450份，粉煤灰230份，廢棄黏土磚粉75份，礦渣微粉75份，石灰石尾礦粉30份，鋼渣微粉70份，硅灰30份，脫硫石膏15份。
65.該漿液的制備方法同實(shí)施例1。
66.對比例3一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料包括（重量份）：黃金尾礦1100份，硅酸鹽水泥熟料450份，粉煤灰230份，礦渣75份，鋼渣70份，硅灰30份，脫硫石膏15份、復(fù)合速凝早強(qiáng)劑10份。復(fù)合速凝早強(qiáng)劑同實(shí)施例1 。
67.制備方法為：步驟（1）、將硅酸鹽水泥熟料、鋼渣、礦渣分別破碎，再球磨至最大粒徑小于120μm，然后按配比稱取所需重量并混合均勻，備用；步驟（2）、將黃金尾礦進(jìn)行篩分，得到最大粒徑d
max
小于120μm的黃金尾礦ⅰ和粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，按照黃金尾礦ⅱ占漿液總體積45%的比例稱取黃金尾礦，備用；步驟（3）、將粉煤灰、硅灰、脫硫石膏進(jìn)行篩分，使其最大粒徑小于120 μm，按配比稱重并混合均勻，備用；步驟（4）、將步驟（1）中的混合物、步驟（2）中最大粒徑d
max
小于120μm的黃金尾礦ⅰ以及步驟（3）中的混合物混合均勻，然后球磨至物料顆粒的d
50
、d
85
及d
95
分別為35-40μm、42-48μm及50-55μm，得到混合組?。徊襟E（5）、將甲酸鈣、三乙醇胺、亞硝酸鈣、鋁酸鈉按配比稱取，混合后溶于水，在200-300 r/min的攪拌速度下攪拌至少一分鐘，得到混合組ⅱ；步驟（6）、將混合組ⅰ與混合組ⅱ按水灰比（水指的是混合組ⅱ，灰指的是混合組ⅰ，下同）為0.9:1的比例混合，然后將混合物在1200r/min的攪拌速度下攪拌5分鐘；步驟（7）、向步驟（6）的混合物中加入粒徑范圍在120-600μm的黃金尾礦ⅱ，降低轉(zhuǎn)速至600r/min攪拌4分鐘，然后提升轉(zhuǎn)速至1200r/min，繼續(xù)攪拌2分鐘，得富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液。
68.對比例4一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料包括（重量份）：黃金尾礦1100份，硅酸鹽水泥熟料300份，粉煤灰350份，廢棄黏土磚75份，礦渣75份，石灰石尾礦30份，鋼渣70份，硅灰30份，脫硫石膏30份，復(fù)合速凝早強(qiáng)劑10份。復(fù)合速凝早強(qiáng)劑同實(shí)施例1。
69.該漿液的制備方法同實(shí)施例4，所得漿液泌水率大，在30分鐘內(nèi)泌水率大于5％。
70.對比例5一種富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，其原料組成同實(shí)施例1。
71.該漿液的制備方法為：步驟（1）、將硅酸鹽水泥熟料、鋼渣、廢棄黏土磚、礦渣、石灰石尾礦分別破碎，再球磨至最大粒徑小于120 μm，然后按配比稱取所需重量并混合均勻，備用；步驟（2）、將黃金尾礦按配比稱重，備用；步驟（3）、將粉煤灰、硅灰、脫硫石膏進(jìn)行篩分，使其最大粒徑小于120 μm，按配比稱重并混合均勻，備用；步驟（4）、將步驟（1）中的混合物、以及步驟（3）中的混合物混合均勻，得到混合組?。徊襟E（5）、將甲酸鈣、三乙醇胺、亞硝酸鈣、鋁酸鈉按配比稱取，混合后溶于水，在200-300 r/min的攪拌速度下攪拌至少一分鐘，得到混合組ⅱ；步驟（6）、將黃金尾礦、混合組ⅰ與混合組ⅱ按水灰比（水指的是混合組ⅱ，灰指的是混合組ⅰ，下同）為0.9:1的比例混合，然后將混合物在1000r/min的攪拌速度下攪拌8-10分鐘，得富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液。
72.驗(yàn)證例為了驗(yàn)證上述實(shí)施例和對比例所得同步單液注漿漿液的性能，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：將實(shí)施例及對比例制備的富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液分別倒入尺寸為40mm
×
40mm
×
160mm的三聯(lián)試模中澆筑試樣，澆筑完成的試樣在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下(溫度20
±
2℃、相對濕度≥95％)養(yǎng)護(hù)24h后脫模，脫模后繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)齡期。依據(jù)gb/t 17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(iso法)》測試抗壓強(qiáng)度。
73.對于實(shí)施例及對比例制備的富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液依據(jù)gb/t 1346-2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗(yàn)方法》測試凝結(jié)時間。參照gb/t 25182-2010《預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑》測試其泌水率，往100ml量筒中注入90ml
±
2ml注漿漿液，放置于水平面上，并用保鮮膜封嚴(yán)，放置2h后讀取離析水面高度a2和注漿漿液面高度a1，按照公式b
（泌水率）
=[（a
2-a1）/a2]
×
100% 計(jì)算其2h的泌水率，依據(jù)泌水率計(jì)算結(jié)石率，結(jié)石率=1-泌水率。依據(jù)gb/t 50448-2015《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》測試流動度。
[0074]
對于實(shí)施例及對比例制備的富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液，采用模型試驗(yàn)測試其充填率。模型試驗(yàn)裝置內(nèi)含盾殼、注漿管路、管片、泥水地層、壓力裝置，用來模擬泥水盾構(gòu)條件。設(shè)計(jì)一環(huán)管片與盾殼之間的體積為v2，盾殼采用前進(jìn)式，在盾殼推進(jìn)一環(huán)管片寬度的設(shè)計(jì)時間內(nèi)，將實(shí)施例及對比例制備的同步單液注漿漿液通過注漿管路注入掘進(jìn)后管片與泥水地層間的空隙。待24小時后，取出結(jié)石體并計(jì)算結(jié)石體的體積v1。充填率計(jì)算公式:d=v1/v2。充填率的高低代表注漿漿液在泥水盾構(gòu)條件下充填性能好壞。
[0075]
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1所示：
從上表結(jié)果可以看出，本發(fā)明各實(shí)施例所得漿液能夠有效滿足對于富水地層盾構(gòu)單液注漿的一般性能要求，且凝結(jié)時間更短，早期后期強(qiáng)度更高。
[0076]
應(yīng)用例從上面實(shí)驗(yàn)可以看出，本發(fā)明富水軟土高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液具有優(yōu)異的性能，其可以用于盾構(gòu)隧道及地下工程中的富水粉細(xì)砂層、富水中-粗砂層、富水中-細(xì)砂土層、富水黏性土層、富水流塑土層等富水軟土地層中，通過同步注漿系統(tǒng)在盾構(gòu)壁后進(jìn)行同步注漿。
[0077]
優(yōu)選的，本發(fā)明同步注漿采用含有8個注漿管路的同步注漿系統(tǒng)進(jìn)行盾尾八點(diǎn)同時注漿，漿液注入管片背后的空隙，在壓力和自重作用下流向空隙各個部分并在一定時間內(nèi)凝固，從而達(dá)到充填空隙、阻止土體塌落的目的。
[0078]
進(jìn)一步的，所述同步注漿系統(tǒng)包括8個同步注漿單元，每個同步注漿單元結(jié)構(gòu)如圖2和3所示，包括一根注漿管路，所述注漿管路為一根直管，所述注漿管路連接在土體和管片之間的間隙中，用于將漿液充填在土體和管片的空隙中。注漿管路的一端封閉，一端為出液口，所述注漿管路上設(shè)有漿液入口和沖刷液入口，漿液入口和沖刷液入口分別位于注漿管路的兩側(cè)，且漿液入口比沖刷液入口離注漿管路的出液口更近。漿液入口和沖刷液入口分別與漿液輸送管和沖刷液輸送管相連，漿液輸送管與漿液儲罐相連，沖刷液輸送管與沖刷液儲罐相連。
[0079]
進(jìn)一步的，所述漿液輸送管和沖刷液輸送管上都設(shè)有轉(zhuǎn)料泵。所述注漿管路中設(shè)有沖刷液入口閥門，用于控制沖刷液入口關(guān)閉或打開。在注漿時，如圖2所示，沖刷液入口閥門關(guān)閉，漿液通過漿液入口進(jìn)入注漿管路，將漿液灌注在管片和土體形成的空隙中，當(dāng)注漿完成后，如圖3所示，沖刷液入口閥門打開，沖刷液通過沖刷液入口進(jìn)入注漿管路和漿液輸
送管，清理管道，防止?jié){液凝結(jié)阻塞管道。
[0080]
進(jìn)一步的，沖刷液入口閥門的尺寸與注漿管路相匹配，從而能將注漿管路密封。沖刷液入口閥門上可以連接伸縮推進(jìn)裝置9，伸縮推進(jìn)裝置9連接沖刷液閥門7，通過伸縮裝置9的前進(jìn)或后退，關(guān)閉或開啟沖刷液入口，以便沖刷液進(jìn)入注漿管路對其進(jìn)行沖洗。
[0081]
進(jìn)一步的，注漿管路的出液口處還設(shè)置有流量流速儀，以便對于同步注漿漿液的流量與流速進(jìn)行監(jiān)控，反饋控制臺。
[0082]
進(jìn)一步的，采用上述同步注漿系統(tǒng)對本發(fā)明單液注漿漿液進(jìn)行同步注漿時，采用的是盾尾注漿，注漿示意圖如圖4所示。如圖5所示，本發(fā)明采用盾尾8點(diǎn)同步注漿，各同步注漿單元均勻分布，圍繞成一個圓形，各同步注漿單元的注漿管路位于土體和管片之間的間隙中并圍繞成一個圓形，注漿時，將富水軟土地層高壓大直徑盾構(gòu)同步單液注漿漿液加入各同步注漿單元的漿液儲罐中，漿液從8個注漿管路中同時流出，注漿壓力為0.4-0.7mpa，注漿量控制在60-130l/min，上部注漿管路和下部注漿管路的注漿量體積比為6:4-7:3，注入率125%-150%；當(dāng)注漿壓力達(dá)到0.7mpa時，流量控制在75l/min-95l/min。如圖6所示，本發(fā)明同步單液注漿漿液通過注漿管的注漿口對土體與管片間隙進(jìn)行填充，漿液在間隙中進(jìn)行擴(kuò)散，良好的填充了管片與土體間的間隙。
[0083]
以上所述僅為本技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本技術(shù)，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本技術(shù)可以有各種更改和變化。凡在本技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。