沥青站回收粉在盾构施工中的应用
阅读说明：本技术 沥青站回收粉在盾构施工中的应用 (Application of asphalt station recycled powder in shield construction ) 是由 孙晓辉 张胜安 周平 孙杰 乔秀兵 季斌 孙康 李洁 郭振 杨琳 王冠鹏 张鹏 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了沥青站回收粉在盾构施工中的应用方法,将沥青站回收粉作为适用于盾构施工工况使用的施工原料之一,应用于土仓加泥、治理喷涌、盾构机带压开仓的泥膜形成、填充盾构机壳体与土之间的间隙、盾构机停机时的土压保持、同步注浆等工况,成本低,效果好,适宜于推广应用,以使沥青站回收粉在盾构施工领域能够得到有效的回收利用。(The invention provides an application method of asphalt station recovery powder in shield construction, which takes the asphalt station recovery powder as one of construction raw materials suitable for shield construction working conditions, is applied to working conditions of soil bin mud adding, gushing treatment, mud film formation of shield machine under pressure bin opening, filling of a gap between a shield machine shell and soil, soil pressure maintenance during shield machine halt, synchronous grouting and the like, has low cost and good effect, and is suitable for popularization and application, so that the asphalt station recovery powder can be effectively recycled in the field of shield construction.)
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种沥青站回收粉在盾构施工中的应用。
背景技术
沥青拌合站将沥青、石料、结合料等根据一定的配合比加工成沥青混合料，其中，沥青拌合是沥青混合料形成的重要过程，在这个过程中，原材料经过运输、传送、混合、加热、等多个环节，产生大量的严重污染环境的扬尘颗粒物，通常粒径都小于0.075mm，称回收粉尘，简称回收粉或旧粉。
城市道路建设和公路建设迅猛发展，以某市每年道路建设200公里计，沥青拌合站需生产沥青混合料160余万吨，产生回收粉7.2万吨，回收粉的堆放占用了大片土地，造成土地利用率降低，并且给能源生产、资源利用和环境保护带来更为不利的影响，若不对回收粉尘进行回收利用，这将会引起环境污染的重大问题。
目前，沥青站回收粉一般均按废弃处理，基本没有得到有效的回收利用。在盾构施工领域，回收粉的应用极少，具有很大的潜在价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供了沥青站回收粉在盾构施工中的应用方法，使回收粉在盾构施工领域能够得到有效的回收利用。
要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于治理喷涌，所用泥浆由如下质量比的成分配料，经混合拌制而成：回收粉∶水=1∶1～1∶1.5，聚丙烯酰胺的添加量按回收粉质量的0.3%～0.5%加入。
进一步地，回收粉∶水=1∶1.2。
进一步地，包括如下施工步骤：
A1：配料，将配好的料置于盾构机的膨润土罐内进行搅拌形成泥浆；
A2：当盾构施工过程中遇到喷涌地层时，利用盾构机的膨润土注入系统将步骤A2中的泥浆注入土仓内；
A3：在泥浆的作用下，土仓内泥石聚集成团，沉集在土仓底部；
A4：通过螺旋输送机将步骤A3中的泥石聚集团输送至传送皮带上，在螺旋输送机内部形成土塞，从而封堵喷涌。
进一步地，步骤A1中，搅拌速度为80～120r/min，搅拌时长大于10s。
进一步地，步骤A2中，注入压力为1～1.5bar。
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于盾构机带压开仓的泥膜形成，所用泥浆由如下质量比的成分配料，经混合拌制而成：回收粉∶钠基膨润土∶水=3∶1∶12，聚丙烯酰胺的添加量按固体粉料总质量的0.3%～0.5%加入。
进一步地，包括如下施工步骤：
B1：配料，将配好的料置于盾构机的膨润土罐内进行搅拌形成泥浆；
B2：当盾构机带压开仓施工时，利用盾构机的膨润土注入系统将步骤B2中的泥浆注入土仓内，在确保上部土压不小于1.2bar的条件下，通过螺旋输送机排土直至将土仓内的渣土，将土仓内的渣土置换为通过步骤B2拌制的泥浆，多次置换至土仓内的渣土全部置换完成，通过观察螺旋输送机的出土情况人工判断土仓内的渣土是否已经全部置换完成；
B3：关闭螺旋输送机仓门与出渣口的插板，继续向土仓内注入泥浆，直至上部土压达到1.3～1.4bar时，停止泥浆注入；
B4：启动自动保压系统，设定压力为1.4bar，土仓内泥浆浸泡12小时，每隔1小时转动刀盘数圈，形成泥膜。
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于填充盾构机壳体与土之间的间隙或用于盾构机停机时的土压保持，包括如下步骤：
C1：备料：水玻璃、水、回收粉、钠基膨润土、硅酸盐水泥和聚丙烯酰胺；
C2：制备Ⅰ浆液：按质量比为水玻璃∶水=1∶1混合均匀，搅拌形成Ⅰ浆液；
C3：制备Ⅱ浆液：按质量比为回收粉∶钠基膨润土∶硅酸盐水泥∶水=50∶37.5∶12.5∶200配料，聚丙烯酰胺的添加量按回收粉质量的0.3%～0.5%加入，混合均匀，搅拌形成Ⅱ浆液；
C4：通过双液泵将Ⅰ浆液和Ⅱ浆液经管路泵送至盾构机壳体与土之间的间隙，Ⅰ浆液与Ⅱ浆液的泵送质量比为：1∶3；
C5：当注入浆液达到施工要求时，停止注浆。
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于制备同步浆液，所用泥浆由如下质量比的成分配料，经混合拌制而成：水泥∶回收粉∶钠基膨润土∶砂∶水=5∶5∶1∶160∶9。
本发明可以达到的有益效果为：
1）沥青站回收粉应用于治理喷涌的工况时，拌制好的泥浆具有一定的流动性，和易性好，可泵送，该泥浆入水不分散，具有一定的隔水和抗剪切特性，泥浆组成成分少，成本低；泥浆可在盾构机的膨润土罐内连续搅拌，可实现连续掘进；
2）沥青站回收粉应用于盾构机带压开仓的泥膜形成的工况时，可替代常规配方中的大部分成本较高的钠基膨润土，大大降低了成本；且形成的泥膜结构致密，可适用于高渗透底层，具有隔水性，在富水地层不易被稀释带走；
3）沥青站回收粉应用于填充盾构机壳体与土之间的间隙或用于盾构机停机时的土压保持的工况时，两种液体混合成膏状，具有抗稀释性和挡水性，不易受水稀释，凝结时间短，见效快，凝结后的粘度为300-450dPa.S，且粘度不随时间变化而变化；
4）沥青站回收粉应用于制备同步浆液时，可替代粉煤灰，且相对于用粉煤灰制备的同步浆液具有胶凝时间短，固结强度高，稠度好等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
下述实施例中所用的回收粉均为从沥青拌合站袋装运输到盾构施工场地的，每袋50kg，粒径≤0.075mm。
实施例1
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于治理喷涌，所用泥浆由如下质量比的成分配料，经混合拌制而成：回收粉∶水=1∶1～1∶1.5，聚丙烯酰胺的添加量按回收粉质量的0.3%～0.5%加入，本实施例中回收粉∶水=1∶1.2。
包括如下施工步骤：
A1：配料，将配好的料置于盾构机的膨润土罐内进行搅拌形成泥浆，搅拌速度为80～120r/min，搅拌时长大于10s；
A2：当盾构施工过程中遇到喷涌地层时，利用盾构机的膨润土注入系统将步骤A2中的泥浆注入土仓内，注入压力为1～1.5bar；
A3：在泥浆的作用下，土仓内泥石聚集成团，沉集在土仓底部；
A4：通过螺旋输送机将步骤A3中的泥石聚集团输送至传送皮带上，在螺旋输送机内部形成土塞从而封堵喷涌。，
拌制好的泥浆具有一定的流动性，和易性好，可泵送，该泥浆入水不分散，具有一定的隔水和抗剪切特性，泥浆组成成分少，成本低；泥浆可在盾构机的膨润土罐内连续搅拌，可实现连续掘进。
实施例2
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于盾构机带压开仓的泥膜形成，所用泥浆由如下质量比的成分配料，经混合拌制而成：回收粉∶钠基膨润土∶水=3∶1∶12，聚丙烯酰胺的添加量按固体粉料总质量的0.3%～0.5%加入。
包括如下施工步骤：
B1：配料，将配好的料置于盾构机的膨润土罐内进行搅拌形成泥浆；
B2：当盾构机带压开仓施工时，利用盾构机的膨润土注入系统将步骤B2中的泥浆注入土仓内，在确保上部土压不小于1.2bar的条件下，通过螺旋输送机排土直至将土仓内的渣土，将土仓内的渣土置换为通过步骤B2拌制的泥浆，多次置换至土仓内的渣土全部置换完成，通过观察螺旋输送机的出土情况人工判断土仓内的渣土是否已经全部置换完成；
B3：关闭螺旋输送机仓门与出渣口的插板，继续向土仓内注入泥浆，直至上部土压达到1.3～1.4bar时，停止泥浆注入；
B4：启动自动保压系统，设定压力为1.4bar，土仓内泥浆浸泡12小时，每隔1小时转动刀盘数圈，形成泥膜。
沥青站回收粉可替代常规配方中的大部分成本较高的钠基膨润土，大大降低了成本；且形成的泥膜结构致密，可适用于高渗透底层，具有隔水性，在富水地层不易被稀释带走。
实施例3
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于填充盾构机壳体与土之间的间隙或用于盾构机停机时的土压保持，包括如下步骤：
C1：备料：水玻璃、水、回收粉、钠基膨润土、硅酸盐水泥和聚丙烯酰胺；
C2：制备Ⅰ浆液：按质量比为水玻璃∶水=1∶1混合均匀，搅拌形成Ⅰ浆液；
C3：制备Ⅱ浆液：按质量比为回收粉∶钠基膨润土∶硅酸盐水泥∶水=50∶37.5∶12.5∶200配料，聚丙烯酰胺的添加量按回收粉质量的0.3%～0.5%加入，混合均匀，搅拌形成Ⅱ浆液；
C4：通过双液泵将Ⅰ浆液和Ⅱ浆液经管路泵送至盾构机壳体与土之间的间隙，Ⅰ浆液与Ⅱ浆液的泵送质量比为：1∶3；
C5：当注入浆液达到施工要求时，停止注浆。
两种液体混合成膏状，具有抗稀释性和挡水性，不易受水稀释；凝结时间试验测定值为15～30min，凝结时间短，见效快，凝结后的粘度试验测定值为300～450dPa.S，粘度不随时间变化而变化，形成不可硬化的高粘度塑性胶化体。
实施例4
沥青站回收粉在盾构施工中的应用，用于制备同步浆液，所用泥浆由如下质量比的成分配料，经混合拌制而成：水泥∶回收粉∶钠基膨润土∶砂∶水=5∶5∶1∶160∶9。
沥青站回收粉可替代粉煤灰，且相对于用粉煤灰制备的同步浆液具有胶凝时间短，固结强度高，稠度好等优点。
以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。