本发明涉及管廊施工
技术领域：
，更具体地说，它涉及一种锚索施工用水泥和硫铝酸盐水泥组合型锚索注浆浆液。
背景技术：
：随着人口不断增加、社会不断发展，所需的各类电缆、光缆、供水、排水等管线的数量也越来越多，市政管道的规划与布置问题尤为突出。城市地下综合管廊承载着一座城市的电力、通信、燃气、给排水、广电等众多管线，是名副其实的城市生命线。根据国家相关规范要求，城市综合管廊需建设消防、环境监测、人员定位跟踪、电力控制、照明等众多系统，且各系统数据应能上传至地面监控中心，实现对各系统的实时监控。但城市综合管廊为地下隧道，不像地面一样具有通信信号，只能在管廊内建设新的信号传输平台才能将各系统数据上传至地面监控中心。目前针对地下隧道普遍采用的是光纤、总线等有线通信平台，一个系统需铺设一根通信线缆，系统建设越多，需铺设的线缆越多，系统建设、施工、维护的工作量比较大。现有的现场浇筑地下管廊需要在施工现场进行钢筋加工绑扎、支模、混凝土浇注、养护、拆模等工序，不仅施工工序复杂，施工周期长，同时还存在需要较大的原材料存放和加工厂地等问题，给场地狭小的施工环境带来极大麻烦。尤其是在综合管廊施工的工作中，基坑临时支护结构的设计尤为重要，由于基坑较深且结构施工复杂，支护结构作为施工安全的重要保障，如何提高施工速度，同时满足基坑支护安全成为一项难题。支护结构的锚索施工尤为重要，为了改良锚索注浆浆液，加快锚索张拉时间，使得改良注浆浆液强度24小时满足设计强度75％的张拉要求(设计强度为20mpa)，后期强度无衰退期，且造价合理。因此，需要研发一种锚索施工用水泥和硫铝酸盐水泥组合型锚索注浆浆液以满足综合管廊的施工需求。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种锚索施工用水泥和硫铝酸盐水泥组合型锚索注浆浆液，已解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锚索施工用水泥和硫铝酸盐水泥组合型锚索注浆浆液，由以下的组分组成：po42.5硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、饮用水；硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥试验的体积比选取为1：0、1:0.5、1:0.75、1:1、1:1.5、1:2、0:1；该混合注浆浆液工艺流程为浆液配合比试验方案、龄期试验、抗压强度试验、塌落度试验、抗拔试验。进一步，搅拌设备选取：转速为1500～2000转/分的高速旋转式合浆机，确保浆液搅拌均匀，不存在胶凝材料结块：1、搅拌设备选取较高转速的搅拌设备；2、设专人监督搅拌过程，保证搅拌时间；3、搅拌完毕后实时储存，保证足够的储浆量。进一步，注浆方法选取：注浆采用孔底注浆法，注浆连续、饱满：1、锚索注浆管端部至孔底距离不大于200mm；2、保证注浆管端头始终在注浆面内，应在水泥浆液从空口溢出后停止注浆；3、注浆后液面下降时，及时进行孔口补浆。进一步，注浆设备选取：注浆管选取高压管，保证注浆过程顺利进行：1、保证注浆管有足够大的内径，能使浆体压至孔底。注浆管能承受1mpa压力；2、二次高压注浆管能承受5mpa压力。进一步，龄期试验：记录7组浆液的初凝、终凝时间，选取初凝时间长，终凝时间段，初、终凝时间间隔短的，设专人实时观察记录7组浆液的初凝、终凝时间。进一步，抗压强度试验：对7组浆液分别进行24h、36h、28d强度试验，选取强度提升速度快，且后期强度高的配合比，成立试验小组对24h、36h、28d的浆液试块进行试验，真实记录相关强度的数据。进一步，塌落度试验：对最优配合比进行不同水灰比的坍落度试验，保证所选最优配合比浆液具有良好流动性，对水灰比为0.37、0.40、0.5、0.6、0.8、1.0的混合浆液进行塌落度试验，记录其流动度。进一步，抗拔试验：对最优配合比进行抗拔度试验，保证所选最优配合比浆液在实践应用中安全可靠：1、试验采用单循环加载法；2、按照规范设定试验终止条件；3、整理资料绘制荷载—位移曲线。综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1、与预期目标比较1:1水泥+硫铝酸盐水泥浆液经对策措施实施，现场成功实现强度24h满足设计要求的75％张拉要求(20mpa)，且强度无衰退期，且经过预应力锚杆试验，锚头位移相对稳定，验收合格。2、经济效益本发明通过研发1:1水泥+硫铝酸盐水泥注浆实现了24h满足设计要求的75％张拉要求(20mpa)。原材料阶段经济效益约50万，预计施工阶段节省锚索施工工期30d。节省了工期、物料、人工，预计将带来经济效益约100万元。3、社会效益本发明有效解决了改良锚索注浆浆液，加快锚索张拉时间的难题。为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。附图说明图1为本发明的混合注浆浆液工艺流程图。图2为本发明中对影响结果成败的要因展开分析系统图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。在综合管廊基坑施工时，支护结构作为施工安全的重要保障，为提高施工速度，同时满足基坑支护安全成为一项难题，本发明通过改良锚索注浆浆液，加快锚索张拉时间。为了满足改良注浆浆液强度24小时满足设计强度75％的张拉要求(设计强度为20mpa)，后期强度无衰退期，且造价合理。本发明采用“常规浆液添加外加剂”、“特种注浆浆液”和“改良型注浆浆液”三种设计方案，分别是：1、普通硅酸盐水泥为主剂，另采用tq微膨胀早强注浆掺和剂和gya高效减水剂为辅剂。2、tgrm水泥特种灌浆料。3、研发混合注浆浆液。注浆浆液工艺流程为：注浆浆液材料确定→浆液加工制作→试验方案确定→塌落度试验→龄期试验→抗压强度试验→确定混和浆液配比→预应力锚杆验收试验。方案1选用普通硅酸盐水泥po42.5为主剂，另采用tq微膨胀早强注浆掺和剂和gya高效减水剂为辅剂。锚索从成孔至张拉5天。特点分析：水泥浆中掺入tq微膨胀早强注浆掺和剂，可使浆液流动性好、早强、微膨胀。按照日本锚固协会《日本vsl锚固法设计施工规范》，锚索灌浆材料一般对其稠度、水灰比有如下要求：纯水泥浆的稠度(流动度为11.5～16.0s)、水灰比0.40～0.55。流动度反映灌浆材料的可灌性，流动度值越小，浆液越容易充填密实，故我项目部试验对纯水泥浆水灰比控制在0.35～0.45，浆液流动度控制在11～16s。浆液配比方案表凝胶时间表普通硅酸盐水泥中掺入tq微膨胀早强注浆掺和剂和gya高效减水剂后，浆液出现一定程度的体积膨胀，且膨胀作用主要发生在7d凝期以内，后期膨胀值增长较小，浆液泌水和分层现象不明显，属于稳定浆液；初凝和终凝是间隔较短，最长时间为7min，最短时间为5min。对比各型浆液材料的7d凝期强度，抗折强度均大于6mpa，最高为3号浆液，为10.5mpa。抗压强度均大于20mpa，最高为3号浆液，为51mpa，前7d凝期，早期强度增长较快，其3d凝期的抗折强度在3.5～5.8mpa间，抗压强度在14～24mpa间。28d抗压强度增长基本在16mpa以上，因此采用此方案进行锚索注浆，浆液强度可在3天内达到设计强度的75％,锚索从成孔至张拉5天。方案2注浆材料选用tgrm水泥特种灌浆料，经试验12h浆液试块强度达29.2mpa，24h达到38mpa，超过允许张拉强度≥20mpa。锚索从成孔至张拉3天。特点分析：tgrm水泥特种灌浆料是无毒环保和高耐久性的无机复合料，由优质专用水泥、特种混合材料、高效复合外加剂及聚合物材料配制而成，显著减少灌浆材料的离析和泌水，有效提高灌浆材料的流动性，大幅度提高混凝土密实度和抗渗性能。1、凝结时间试验水泥特种灌浆料在0.4水灰比条件下，初凝时间不早于12min，流动度>260mm，具有良好的可灌性，以保证施工工艺条件的实现。由以上数据可以看出材料的初凝和终凝时间间隔很短，特别在水灰比低的条件下，间隔仅为2min，材料终凝后，迅速发生硬化反应，在十多分钟内强度迅速提升，30min龄期内达到高强度。2、不同水灰比净浆试体强度30min强度序号123水灰比0.370.400.45抗折强度2.212.061.88抗压强度10.712.58.112h强度序号123水灰比0.370.400.45抗折强度10.539.218.87抗压强度26.629.224.5由上表可以看出在水灰比0.4的情况下，从加水开始，30min试体的抗压强度已达到10mpa，12h抗压强度已达到29.2mpa。锚索从成孔至张拉3天。方案3本申请人根据多年施工经验提出使用普通硅酸盐水泥+硫铝酸盐水泥混合浆液，并联系混凝土厂商进行试验。特点分析：通过普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合，使混合浆液24h抗压强度可达到设计强度的75％，满足张拉要求，且强度后期无衰退，锚索从成孔至张拉3天。方案选定，综上三种设计方案试验分析，从技术可行性，经济性，节省时间，三方面对方案进行比较分析：分析结论：试验得出，从技术可行性，经济性，时间长短，三方面对方案进行比较分析，方案二更具有优势，因此，选定了方案三“普通硅酸盐水泥+硫铝酸盐水泥浆液混合浆液”为最佳方案。一种锚索施工用水泥和硫铝酸盐水泥组合型锚索注浆浆液，参见1，由其研发混合注浆浆液工艺流程可知，浆液配合比试验方案、龄期试验、抗压强度试验、塌落度试验、抗拔试验为影响结果成败的要因；对影响结果成败的要因展开分析，采用系统图展开，参见图2。本发明的一种锚索施工用水泥和硫铝酸盐水泥组合型锚索注浆浆液，由以下的组分组成：po42.5硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、饮用水。硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥体积比选取若干组分别进行试验,确保试验结果呈线性关系，便于选取合适的配合比,称量过程中采用电子地磅，确保正确的体积比。硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥试验的体积比选取为1：0、1:0.5、1:0.75、1:1、1:1.5、1:2、0:1。搅拌设备选取：转速为1500～2000转/分的高速旋转式合浆机，确保浆液搅拌均匀，不存在胶凝材料结块：1、搅拌设备选取较高转速的搅拌设备；2、设专人监督搅拌过程，保证搅拌时间；3、搅拌完毕后实时储存，保证足够的储浆量。注浆方法选取：注浆采用孔底注浆法，注浆连续、饱满：1、锚索注浆管端部至孔底距离不大于200mm；2、保证注浆管端头始终在注浆面内，应在水泥浆液从空口溢出后停止注浆；3、注浆后液面下降时，及时进行孔口补浆。注浆设备选取：注浆管选取高压管，保证注浆过程顺利进行：1、保证注浆管有足够大的内径，能使浆体压至孔底。注浆管能承受1mpa压力；2、二次高压注浆管能承受5mpa压力。龄期试验：记录7组浆液的初凝、终凝时间，选取初凝时间长，终凝时间段，初、终凝时间间隔短的，设专人实时观察记录7组浆液的初凝、终凝时间。抗压强度试验：对7组浆液分别进行24h、36h、28d强度试验，选取强度提升速度快，且后期强度高的配合比，成立试验小组对24h、36h、28d的浆液试块进行试验，真实记录相关强度的数据。塌落度试验：对最优配合比进行不同水灰比的坍落度试验，保证所选最优配合比浆液具有良好流动性，对水灰比为0.37、0.40、0.5、0.6、0.8、1.0的混合浆液进行塌落度试验，记录其流动度。抗拔试验：对最优配合比进行抗拔度试验，保证所选最优配合比浆液在实践应用中安全可靠：1、试验采用单循环加载法；2、按照规范设定试验终止条件；3、整理资料绘制荷载—位移曲线。实施一：不同配合比选取1、原材料水：普通饮用水普通硅酸盐水泥：po42.5硫铝酸盐水泥：po42.52、设定配合比水灰比：0.5胶凝材料比(体积比)实施二：搅拌设备选取采用转速为1500—2000转/分的高速旋转式的和浆机，搅拌时间不少于2min，搅拌完毕后存入缓慢搅拌的储浆桶中，待计划的浆量储够后，开始注浆。实施三：注浆方法选取锚索采用底部压力注浆法，锚索注浆管端部至孔底距离不大于200mm,一次注浆管随着注浆慢慢拔出，保证注浆管端头始终在注浆面内，在水泥浆液从空口溢出后停止注浆；注浆后液面下降时，及时进行孔口补浆。注浆保证连续进行，并要饱满。实施四：注浆设备选取注浆设备为bw-150和bw-250型注浆泵；注浆管为高压管，注浆管需符合《岩土锚杆(索)技术规程》5.8.3的要求：1、注浆管应具有足够的内径，能使浆体压至钻孔的底部。注浆管应能承受1.0mpa的压力；2、二次高压注浆管应能承受二次高压注浆的压力，其耐压力不应小于5.0mpa。实施五：龄期试验试验结果由以上数据可以看出材料的初凝和终凝时间间隔大部分在5min左右，初凝所需时间为30min。实施六：抗压强度试验试验结果组号24h强度36h强度28d强度第一组8.912.043.1第二组6.19.236.6第三组12.812.435.4第四组15.816.625.0第五组19.119.433.0第六组19.720.634.1第七组28.729.143.8根据试验可以看出，在体积总量尽可能小的情况下，第四组1:1普通硅酸盐水泥+硫铝酸盐水泥浆液24h可以达到设计强度的75％，且强度无衰退期，锚索从成孔至张拉3天。实施七：塌落度试验为了满足灌浆施工自行流动的要求，灌浆料的流动度必须大于240mm。如果没有必要的流动性能，狭小的空间灌不进去，达不到饱满填充的效果。对1:1水泥+硫铝酸盐水泥浆液进行塌落度试验。水灰比0.370.40.50.60.81.0流动度(mm)220240280315345385根据试验可以看出，在水灰比为0.5的情况下，1:1水泥+硫铝酸盐水泥浆液流动度为280mm，>240mm，具有良好的流动性。实施八：抗拔试验验收试验采用单循环加载法：最大试验荷载为1.4nk，加载分级和锚头位移观测时间按下表进行：试验终止试验条件：(1)从第二级荷载开始，后一级荷载产生的单位荷载下的锚头位移增量大于前一级荷载产生的单位荷载下锚头位移增量的5倍(2)锚头位移不收敛(3)预应力锚杆杆体破坏试验结果：最大位移量28.49mm，最大回弹量4.47mm，回弹率15.7％。最大位移量25.37mm，最大回弹量4.99mm，回弹率19.7％。最大位移量24.08mm，最大回弹量4.56mm，回弹率18.9％。最大位移量24.08mm，最大回弹量4.56mm，回弹率18.9％。从试验结果可以看出，1:1水泥+硫铝酸盐水泥浆液在实践应用中，能够满足设计要求的抗拔承载力。本发明具有以下有益效果：1、与预期目标比较1:1水泥+硫铝酸盐水泥浆液经对策措施实施，现场成功实现强度24h满足设计要求的75％张拉要求(20mpa)，且强度无衰退期，且经过预应力锚杆试验，锚头位移相对稳定，验收合格。2、经济效益本发明通过研发1:1水泥+硫铝酸盐水泥注浆实现了24h满足设计要求的75％张拉要求(20mpa)。原材料阶段经济效益约50万，预计施工阶段节省锚索施工工期30d。节省了工期、物料、人工，预计将带来经济效益约100万元。3、社会效益本发明有效解决了改良锚索注浆浆液，加快锚索张拉时间的难题。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。当前第1页12