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工业废渣—盾构泥砂制备高性能同步注浆材料的研究与应用
| 论文题名： | 工业废渣—盾构泥砂制备高性能同步注浆材料的研究与应用 |
| 关键词： | 同步注浆;抗水分散;盾构泥沙;碱激发;盾构法施工;地铁工程 |
| 摘要： | 地铁工程区间隧道多采用盾构法施工，盾构施工不可避免地造成周边地层不同程度的变形，同步注浆能够减小盾构隧道施工造成的周边地层变形和地表沉降，保护周边环境安全。武汉地区地层变化复杂，地铁沿线具有较多的民用建筑、基础设施、文物古迹等，地下还伴有高压富水和瓦斯等有害气体，在这种复杂的地质条件下，普通的注浆材料，受地下水冲蚀后变稀破坏，不能有效填充地层，有造成管片的上浮、错台、变形，地表沉降和盾尾刷被击穿的风险。 本文利用有机-无机复合技术，开发研制出同步注浆用复合抗水分散剂(ADA)以及HMA系高效复合外加剂，研究结果表明:制备的ADA-1、ADA-2抗水分散剂能有效提高水泥砂浆的抗水分散性能;制备的HMA-5、HMA-6高效复合外加剂能有效提高水泥砂浆的工作性能、力学性能与抗水分散性能。 本文选取武汉地区不同地层盾构泥沙，制备高性能盾构泥沙同步注浆材料(HSG)，并利用自制泥沙研究颗粒含量与塑性指数对各项性能的影响规律，提出了盾构泥沙的可应用范围与校正方法。结果认为，黏粒含量为10％～30％，含沙量为40％～70％，塑性指数在10～20之间的盾构泥沙制备的同步注浆材料的各项性能均能达到设计要求，适宜武汉地区地下工程的盾构施工。 本文利用磷石膏、粉煤灰、钢渣、矿渣等工业废渣与盾构泥沙制备出碱激发工业废渣高性能同步注浆材料(AIG)与工业废渣盾构泥沙高性能同步注浆材料(ISG)，确立了最佳粉料比例为PG50％、FA20％、SS15％、SL15％，外掺CaO2.5％，NS10％，水胶比0.7，胶砂比0.5，HMA-6掺量为4％;结合XRD和SEM，分析探讨ISG硬化体系的水化过程;提出了综合性能评定方法:流动度180～220mm，1h流动度损失＜20mm，稠度9～10.5cm，泌水率＜2％，凝结时间8～12h，28d水陆强度比＞0.8，28d抗压强度＞2.5MPa，抗渗等级＞P4，Ca+溶出量＜60mg/L，90d自由膨胀率＞2×10-4，对各组的综合性能与经济效益进行了评定，结果表明:制备的ISG系注浆材料具备明显的性能优势与社会经济效益。 制备的注浆材料应用于武汉市地铁四号线六标段工～工与工～杨两施工区间，并制定了其施工工艺与施工流程，施工结果显示，采用本技术，盾构掘进轴线精度控制在5cm以内，管片上浮和地表沉降都小于3cm，注浆效果良好。 |
| 作者： | 王彪 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 胡曙光;丁庆军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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