以丘宾筒建造方式建造交通隧道、管道隧道或压力水隧道的方法与流程

专利2025-02-25  25


本发明涉及一种以丘宾筒建造方式建造交通隧道、管道隧道(用于电力、水或气体的管道)或压力水隧道(水电站的驱动水隧道)的方法,其中将丘宾筒构件在岩石或土层中的由机器产生的孔中组装,以构成丘宾筒管形式的封闭衬砌,并且对在孔与丘宾筒管的外壁之间的环形间隙填充通过聚合固化的反应树脂和填料。


背景技术:

1、由ep 3 913 186 a1已知这种丘宾筒建造方式的隧道建造方法。在该已知的方法中对在丘宾筒管的外壁与周围岩石之间的环形间隙填充一种混合物,其由作为填料的水泥和通过聚合固化的反应树脂组成。

2、大多数的隧道建造指南也基于将单组份的水泥悬浮液/砂浆或者双组份的水泥-水玻璃组合用作填料,从而该填料具有足够的承载能力。

3、然而,在水泥生产过程中释放出大量的二氧化碳(co2)。在水泥与水反应过程中还释放出氢氧根离子,这些氢氧根离子会累积在周围的土壤和地下水中。这会导致这些地方的地下水的ph值升高,并导致其中包含的重金属如镉或砷移动。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种以丘宾筒建造方式建造交通隧道、管道隧道或压力水隧道的改进的方法。

2、具有权利要求1的特征的方法用于实现这个目的。在从属权利要求中给出了本发明的有利的实施方式。

3、根据本发明规定,将一种不与水发生反应的无机材料用作填料,将通过聚合固化的反应树脂在输送给环形间隙之前或期间加入所述填料中。反应树脂在注射到环形间隙中之前或期间与填料混匀并分散在其中。

4、现在,令人意想不到地发现,具有≤500μm平均粒度的不与水发生反应的无机材料在ep 3 913 186 a1说明的方法中可用作填料,然而依然实现了环形间隙填料的足够的承载能力。此外,通过使用粒度小、不与水发生反应的材料作为填料,还能够实现组合物的良好流动性,从而能够将材料在从隧道入口到使用地点的很长距离上泵送,并在那里可以用于填充环形间隙。

5、此外,还令人意想不到地发现,通过使用不与水发生反应的无机材料,在组合物的强度和承载能力足够的同时,还实现了更好的可加工性。

6、此外,通过使用不与水发生反应的材料,还实现了填料的中性ph值,从而避免了由于ph值下降而污染土壤。

7、此外,本发明方法的优点还在于无需再使用会污染土壤的化学外加剂,如流动性改进剂或改性剂。

8、另外,所述组合物在具有足够强度的同时还具有很高的延展性,其优点是,通过环形间隙填料可对土壤中的应力进行补偿,而该环形间隙填料并不破碎。

9、在本发明的方法中,用于填充环形间隙的组合物是无水泥的,就是说,不包含水泥。相反,所述组合物包括通过聚合固化的反应树脂和填料,其中该填料包括具有≤50μm的平均粒度的、不与水发生反应的无机材料。

10、在本发明的范围内,不与水发生反应的无机材料是一种在室温下不与水发生反应或者仅仅发生极少量的反应的无机材料。因此,该无机材料相对于水是惰性的。优选所述材料几乎不或者很难溶于水,并与水构成悬浮液。

11、在一个有利的实施方式中,所述不与水发生反应的无机材料具有的平均粒度为0.5到500μm,优选为5到300μm。

12、在一个有利的实施方式中,所述不与水发生反应的无机材料具有的平均粒度为≤200μm,特别是≤100μm。优选,所述不与水发生反应的无机材料可具有5μm至100μm的平均粒度。粒度可通过粒度分布来测量。

13、在一个优选的实施方式中,所述填料由不与水发生反应的无机材料组成。

14、作为不与水发生反应的无机材料,可以使用多孔填料。

15、作为不与水发生反应的无机材料,例如可以使用方解石(calcit)、淤泥、粘土、石英粉、粉煤灰、粉尘或粉末或者它们的混合物。

16、在一个优选的实施方式中,所述不与水发生反应的无机材料包括碳酸钙或者由碳酸钙构成。

17、在一个优选的实施方式中,所述不与水发生反应的无机材料来自回收过程,诸如粉碎设备或加工设备的残留物。

18、在一个优选的实施方式中,使用形式上为水悬浮液的填料,所述悬浮液与通过聚合固化的反应树脂混合并分布在其中。因此可以实现均匀的环形间隙填充。

19、在一个有利的实施方式中,通过聚合固化的反应树脂是通过加聚、缩聚或者通过自由基聚合固化的反应树脂。特别优选,使用丙烯酸酯基或硅酸盐树脂基或者聚氨酯基或环氧树脂基或聚酯树脂基的反应树脂。通过配制反应树脂的组份,可以以所期望的方式调整反应树脂的固化特性,以便一方面确保在环形间隙中的快速固化,并且另一方面防止在输送到环形间隙期间就已经过早固化。

20、所述组合物包含体积百分比为20至90%、优选40至70%、特别55至65%的填料。

21、此外,所述组合物包含体积百分比为5至50%、优选20至40%、特别是35至35%的反应树脂。

22、此外,所述组合物可包含体积百分比为0.5至30%、优选1至20%并且特别是为5至15%的水。

23、在一个有利的实施方式中,所述组合物由反应树脂、不与水发生反应的无机材料和水组成。

24、在一个优选的实施方式中,填料与通过聚合固化的反应树脂混匀并分散在其中,其方式为:在反应树脂与填料汇合后由混合设备输送这两种组份;优选所述混合设备是静态混合器或者强制混合器。静态混合器具有管子形式的管路,通过该管子输送需混合的组份。在所述管子中存在导流元件,这些导流元件将料流分开并重新汇合,从而实现了混合。强制混合器包括一个静止不动的容器,一个例如具有螺旋桨、螺杆或叶片的混合工具在该容器中转动。广泛使用的强制混合器是胶质浆料混合器和溶解器。



技术特征:

1.以丘宾筒建造方式建造交通隧道、管道隧道或压力水隧道的方法,其中

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述不与水发生反应的无机材料具有的平均粒度为0.5μm到300μm、优选为5μm到100μm。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述填料由不与水发生反应的无机材料组成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:所述不与水发生反应的无机材料包含碳酸钙或者由碳酸钙组成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:所述不与水发生反应的无机材料选自方解石、淤泥、粘土、石英粉、粉煤灰、粉尘或粉末或者它们的混合物。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:所述不与水发生反应的无机材料来自回收过程。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:所述填料以水悬浮液的形式使用。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:将通过加聚、缩聚或者通过自由基聚合固化的反应树脂用作通过聚合固化的反应树脂。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:使用丙烯酸酯基或硅酸盐树脂基或者聚氨酯基或环氧树脂基或聚酯树脂基的反应树脂。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:所述组合物包含体积百分比为5至50%、优选20至40%的反应树脂。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:所述组合物包含体积百分比为20至90%、优选40至70%的填料。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:所述组合物由反应树脂、不与水发生反应的无机材料和水组成。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:在聚合之前将所述填料掺入到所述通过聚合固化的反应树脂中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于:通过在反应树脂与填料汇合之后由混合设备、优选由静态混合器(64)或者强制混合器(20)混合这两种组份,填料与所述通过聚合固化的反应树脂混匀并分散在反应树脂中。

15.组合物的应用,该组合物包含通过聚合固化的反应树脂和填料,以用于填充在孔与丘宾筒管的外壁之间的环形间隙,其中,所述填料不含水泥并且包含不与水发生反应的无机材料,该无机材料具有≤500μm的粒度。


技术总结
本发明涉及一种以丘宾筒建造方式建造交通隧道、管道隧道或压力水隧道的方法,其中将丘宾筒构件(10)在岩石或土层中的由机器产生的孔中组装,以构成丘宾筒管形式的封闭衬砌,并且对在孔与丘宾筒管的外壁之间的环形间隙填充组合物,该组合物包含通过聚合固化的反应树脂和填料,其中填料在输送到环形间隙中之前或期间被供给所述通过聚合固化的反应树脂,该反应树脂与填料混匀并且分散在填料中,其特征在于:所述组合物不含水泥,并且填料包含不与水发生反应的无机材料,该无机材料具有≤500μm的平均粒度。

技术研发人员:G·廷特尔诺特
受保护的技术使用者:SIKA技术股份公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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