一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料及其注漿方法技術

本發明專利技術涉及高速鐵路路基養護材料技術領域，具體地指一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料及其注漿方法。其原料組成及含量按照質量配比為：快硬型硫鋁酸鹽水泥40％～90％；硅微粉1～5％；無水硬石膏3～7％；塑性膨脹劑0.1～1‰；砂0～55％；減水劑2～3.5‰；促硬劑0.1～1‰；緩凝劑1～3‰；穩定劑0.1～1‰；消泡劑0.2～1‰；乳膠粉0.1～1％。本發明專利技術的壓漿材料可灌注性好(不堵管)，小時強度高，滿足快速施工的要求；與基面粘結牢固，體積穩定性及耐久性好等技術特點，滿足列車運營時對路基的反復沖擊而不破壞的要求；整個施工方法簡單、快捷，利用該方法可在高鐵營運夜間天窗點有限時間內完成對既有路線路基的加固處理，不影響次日正常行車安全，滿足高速鐵路維修對時間的要求。

Special grouting material for high speed railway subgrade repair and reinforcement and grouting method thereof

The invention relates to the technical field of a high-speed railway subgrade maintenance material, in particular to a special grouting material for high-speed railway subgrade repair and reinforcement and a grouting method thereof. The composition and content of raw materials according to the mass ratio is: rapid hardening sulphoaluminate cement 40% ~ 90% and 1 ~ 5%; silicon powder; anhydrite 3 ~ 7%; plastic expansion agent is 0.1 to 1 per thousand; sand 0 to 55%; 2 to 3.5 per 1000 superplasticizer; hardening agent 0.1 ~ 1 per thousand; retarder from 1 to 3 per thousand in 0.1 to 1 per thousand; stabilizer; defoaming agent 0.2 ~ 1 per thousand; latex powder 0.1 ~ 1%. The grouting material of the invention has good groutability (no plugging), high strength, fast to meet construction requirements; and the base firmly bonded, volume stability and durability and good technical characteristics, to meet the train operation repeated impact on the subgrade without destroying the construction requirements; the method is simple and fast. The method can be used in the operation of high speed rail night skylight point finite time of reinforcement of the existing line of the roadbed, the next day does not affect the normal driving safety, meet the requirements of high speed railway maintenance on time.

【技術實現步驟摘要】
一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料及其注漿方法
本專利技術涉及高速鐵路路基養護材料
，具體地指一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料及其注漿方法。
技術介紹
高速鐵路運行速度快，動載荷大，為了保證高速列車運行的穩定性和安全性，對高速鐵路路基狀況提出了嚴格的要求。由于地質條件的復雜和多樣性，路基基礎受到列車運行過程中反復沖擊和振動影響，在一些特殊區域會產生不可控的沉降，并出現脫空、翻漿冒泥等病害，對列車營運效率、行駛舒適性和營運安全等都產生了不利影響。因此，必須及時對這些病害問題其進行有效整治。目前水泥基注漿材料的研究已經有很多，性能多樣化，并且有很多成功應用于國民建設領域的各個方面，也有大量的相關專利技術專利發表。如專利號為“CN103880372B”的名為“用于加固修補的水泥基注漿材料、其制備方法及其應用”的中國專利技術專利中，其注漿材料的2h抗壓強度達到5MPa，1天抗壓強度不低于30MPa，適用于礦山、煤礦等的井筒注漿。在高鐵路基上病害整治領域，也有許多學者提出了相應的工法的修復材料，如專利號為“CN105064157A”的名為“軟土地區高速鐵路路基沉降整治方法”的中國專利技術專利，以及專利號為“CN202830649U”的名為“微擾動既有高速鐵路路基變形病害整治結構”中國專利技術專利，這兩個專利使用了水泥單液漿、水泥-水玻璃雙液漿進行旋噴樁加固和注漿加固，對高鐵路基的土體進行抬升加固，但是其注漿漿體結石強度要求低，鉆芯強度在2-3MPa左右，不適用于高鐵路基支撐板與級配碎石層之間強度要求高的空隙填充加固。綜上所述，當前的水泥基注漿材料的研究有很多，應用也很廣泛，如井筒注漿、公路路基修復等。而在高速鐵路路基修復領域，考慮到高速鐵路的特殊性，用于高速鐵路的注漿材料不僅要滿足在一定作業時間內施工流動性和保持能力好，壓入過程連續不堵管，還需要操作簡單，滿足小時強度高的超早強需求，而且性能上還要求較高的后期強度，良好體積穩定性、粘結強度和耐久性能。當前專門針對高速鐵路路基搶修加固的注漿材料及注漿加固方法鮮有研究應用。
技術實現思路
本專利技術的目的就是要解決上述
技術介紹
中提到的現有技術的注漿材料強度不夠不能應用于高速鐵路路基修復的問題，提供一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料及其注漿方法。本專利技術的技術方案為：一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：其原料組成及含量按照質量配比為：快硬型硫鋁酸鹽水泥40％～90％；硅微粉1～5％；無水硬石膏3～7％；塑性膨脹劑0.1～1‰；砂0～55％；減水劑2～3.5‰；促硬劑0.1～1‰；緩凝劑1～3‰；穩定劑0.1～1‰；消泡劑0.2～1‰；乳膠粉0.1～1％。進一步的所述的塑性膨脹劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種或幾種的混合。進一步的所述的減水劑為聚羧酸鹽類、氨基磺酸鹽類或密胺樹脂類粉體減水劑中的一種或幾種的混合。進一步的所述的促硬劑為甲酸鈣、碳酸鋰或硅酸鈉中的一種或幾種的混合。進一步的所述的緩凝劑為硼砂、酒石酸、硼酸、三聚磷酸鈉或葡鈉中的一種或幾種的混合。進一步的所述的穩定劑為Starvis3003F粘度改性劑、MT400低粘度纖維素醚或claytone40有機膨潤土中的一種或幾種的混合。進一步的所述的消泡劑為有機硅類、聚醚類或礦物油類消泡劑中的一種或幾種的混合。進一步的所述的乳膠粉為乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯的共聚物或丙烯酸共聚物中的一種或幾種的混合。一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料的注漿方法，其特征在于：包含以下步驟：1、在軌道板四角位置鉆設深入到軌道板下方30～40cm的注膠孔，在注膠孔的上端預埋壓漿嘴，并在注漿孔內安裝注膠管；2、按照質量配比將個組分混合均勻形成壓漿材料，將壓漿材料與水按照質量配比1：0.22～024的比例進行混合，再將混合均勻的料漿卸入到壓漿料斗中，使用壓漿設備向注膠管中連續注漿。進一步的所述的步驟2中壓漿材料與水混合的方法為：將壓漿材料放置于混合容器內，再向容器內加入90％的水，混合攪拌均勻后，再向容器內加入剩下的10％的水，繼續攪拌直至壓漿材料與水完全混合均勻。本專利技術的壓漿材料與現有的壓漿材料相比優點有：1、初凝時間可調，能夠根據環境情況和實際施工的有效時間調節壓漿材料的初凝時間，防止注漿堵管的情況發生。2、早期強度高，本專利技術的壓漿材料的2h抗壓強度能夠達到10MPa以上，能夠保證在高鐵營運夜間天窗點有限時間內完成對既有路線路基的加固處理，不影響次日正常行車安全，滿足高速鐵路維修對時間的要求。1天強度達到40MPa以上，28天強度55MPa以上，中后期強度增長率高，滿足長期服役的力學性能要求。3、壓漿材料具有較低的水膠比，對用水量敏感性低，漿體流動性高，且漿體均勻穩定不泌水。4、壓漿材料具有無收縮、微膨脹的特點。壓漿材料3h的自由膨脹率≥0.04％，28天的豎向膨脹率≥0.05％，保證了壓漿材料早后期能很好地填充在空隙中，既不會產生二次裂縫，又不會因為膨脹過大導致軌道板偏移。5、注漿材料的成本低廉，原材料來源豐富，能夠就地取材，適用于不同地區高鐵路基的搶修工程。6、本專利技術的注漿材料作為高鐵路基抬道專用的路基加固填充材料，不僅能夠承受較大的動靜荷載，而且壓漿材料本身對環境無污染，且具有較好耐久性。使用本專利技術的壓漿料和施工工藝方法，能夠利用夜間天窗點時間，在2h內即可完成了對存在病害的軌道板的加固處理工作。完成加固處理后，壓漿料能夠實現快速凝固，2h內強度即可達到至列車運營要求，利用這種壓漿料和配套的施工工藝方法能夠在第二天不影響列車的正常運營情況下，實現對高速鐵路路基搶修加固的目的。此外，在壓漿材料性能上，壓漿料具有較高的粘結強度，和周圍基礎結合緊密，能夠有效避免在列車動載荷下出現二次脫空現象，壓漿料在凝結固化后還具有良好的體積穩定性和耐久性，保證了后期長久使用性能，滿足高速鐵路路基要求。在施工工藝方法上，利用該配套施工方法能夠實現對高鐵路基的快速加固，施工方法簡單，快捷，施工成本低，具有顯著的經濟與社會效益。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。實施例1：制備一種用于高速鐵路路基搶修加固的專用壓漿材料，按照質量配比稱取：快硬型硫鋁酸鹽水泥60kg，硅微粉3kg，無水硬石膏6.22kg，塑性膨脹劑0.03kg，砂30kg，減水劑0.3kg，促硬劑0.05kg，緩凝劑0.2kg，穩定劑0.03kg，消泡劑0.04kg，乳膠粉0.13kg。本實施例使用的硅微粉為半加密或高加密活性硅微粉，活性SiO2含量≥90％；使用的塑性膨脹劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈之中的一種或幾種的混合，偶氮化合物的顆粒平均粒徑≤10μm，發氣量≥200ml/g；使用的砂為級配良好的水洗烘干黃砂、河砂或天然石英砂，砂的顆粒粒徑≥70目；使用的減水劑為聚羧酸鹽類、氨基磺酸鹽類或密胺樹脂類粉體減水劑中的一種或幾種的混合；使用的促硬劑為甲酸鈣、碳酸鋰或硅酸鈉中的一種或幾種的混合；使用的緩凝劑為硼砂、酒石酸、硼酸、三聚磷酸鈉或葡鈉中的一種或幾種的混合；使用的穩定劑為Starvis3003F粘度改性劑、MT400低粘度纖維素醚或claytone40有機膨潤土的一種或幾種的混合；使用的消泡劑為有機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：其原料組成及含量按照質量配比為：快硬型硫鋁酸鹽水泥40％～90％；硅微粉1～5％；無水硬石膏3～7％；塑性膨脹劑0.1～1‰；砂0～55％；減水劑2～3.5‰；促硬劑0.1～1‰；緩凝劑1～3‰；穩定劑0.1～1‰；消泡劑0.2～1‰；乳膠粉0.1～1％。

【技術特征摘要】
1.一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：其原料組成及含量按照質量配比為：快硬型硫鋁酸鹽水泥40％～90％；硅微粉1～5％；無水硬石膏3～7％；塑性膨脹劑0.1～1‰；砂0～55％；減水劑2～3.5‰；促硬劑0.1～1‰；緩凝劑1～3‰；穩定劑0.1～1‰；消泡劑0.2～1‰；乳膠粉0.1～1％。2.如權利要求1所述的一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：所述的塑性膨脹劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種或幾種的混合。3.如權利要求1所述的一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：所述的減水劑為聚羧酸鹽類、氨基磺酸鹽類或密胺樹脂類粉體減水劑中的一種或幾種的混合。4.如權利要求1所述的一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：所述的促硬劑為甲酸鈣、碳酸鋰或硅酸鈉中的一種或幾種的混合。5.如權利要求1所述的一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：所述的緩凝劑為硼砂、酒石酸、硼酸、三聚磷酸鈉或葡鈉中的一種或幾種的混合。6.如權利要求1所述的一種高速鐵路路基搶修加固專用壓漿材料，其特征在于：所述的穩定劑為Starvis3003F粘度改性劑、MT400低粘度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟長江，陳仕奇，陳占，彭志鵬，崔國慶，倪國章，趙勇，王亮，王偉，汪春燕，潘昌盛，何新輝，
申請(專利權)人：中鐵第四勘察設計院集團有限公司，中鐵四院集團巖土工程有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42