泥浆范文10篇

泥浆范文篇1

关键词:煤矿勘探；水敏性地层；抑制性泥浆

1桐梓煤矿风水矿段地层特点桐梓煤矿风水矿段地处桐梓、仁怀、习水三县交界，交通便利。地质构造发育，发育程度为中等-复杂。整个矿段共有4层可采煤和2层铝土矿层。钻孔主要穿越夜郎组的玉龙山段和沙堡湾段、长兴组、龙潭组、茅口组。

地层上部主要是灰岩、泥灰岩、泥质灰岩、泥岩、燧石灰岩、泥质粉砂岩。中部和下部地层以泥质粉砂岩、灰岩、粉砂岩、铝土质泥岩为主。整个地层普遍存在漏失、破碎、易坍塌、遇水膨胀等情况。

煤矿钻探的目的层是煤层。由于该矿段的煤层均为粉煤，胶结疏松，水敏性很强，容易吸附水。还有煤系地层中的粘土、泥岩等遇水后极容易产生水化膨胀、坍塌等现象。常常造成钻孔垮塌、埋钻等事故。所以煤矿钻探中的防塌、堵漏、抑制水化膨胀就成为煤矿钻探中泥浆技术的重点。

2钻井液技术措施

2.1上部地层钻井液的特点钻井液选择是否合理，直接影响钻探的质量和钻进成本。对上部地层，主要是以灰岩、泥灰岩为主，结构比较稳定。但是漏失严重，所以主要采用PHP1000~1200ppm配制成无固相钻井液。该钻井液润滑能力强，排砂能力强，机械钻速高，能够充分发挥金刚石钻进的优势。

2.2煤矿层钻井液的特点

风水矿段钻孔钻进到煤系地层以后，钻孔容易坍塌，地层漏失严重，煤层是粉煤层，吸附水的能力很强，所以极易遇水膨胀、坍塌，属水敏性地层。针对这种情况，必须配置高质量的钻井液。原浆采用优质膨润土加水再加纯碱适量，充分搅拌，水化20h以上。处理剂可以采用CMC、GSP、KL防塌护壁剂、聚丙烯腈铵盐(NH4-HPAN)、磺化沥青防塌护壁剂、803随钻堵漏剂等。粘度高时可以采用腐植酸钾作稀释剂，配制成低固相钻井液，性能参数控制在:密度1.03~1.04g/cm3，漏斗粘度20~31s，失水量5~15mL/30min，泥饼厚度小于1mm，pH值8.5~10，胶体率大于98%。

3抑制性泥浆

3.1试验配方的室内测试3.1.1泥浆处理剂选择根据试用配方选定方向选择了水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)、羧甲基纤维素钠(Na-CMC)、磺化沥青防塌护壁剂、803堵漏剂等四种泥浆处理剂。原因是:①水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)具有降滤失、降粘和抑制页岩分散的作用。②高粘羧甲基纤维素钠(Na-CMC)具有降滤失和增粘的作用。在泥浆中含量较高时，亦具有一定的抑制页岩水化膨胀能力。③磺化沥青防塌护壁剂具有良好的冷水分散性能，能够有效地抑制页岩膨胀和防止井壁坍塌；优良的降失水性能，泥皮致密坚韧；良好的润滑性能，可更好的防止粘附卡钻。

④803堵漏剂具有较好的随钻堵漏效果。

3.1.2水敏性地层+漏失地层泥浆配方试制根据拟定的泥浆配方选定方向和所选定的泥浆处理剂，在实验室经过多个泥浆配方实验，选出下列抑制性+随钻堵漏泥浆配方:(1)基浆的配制:350mL清水+纯碱0.1%+钠土粉5%。先把纯碱充分溶解在水里，再加入钠土粉后充分搅拌均匀，静止16h备用。

(2)试制配方:基浆+水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)0.1%+羧甲基纤维素钠(Na-CMC)0.03%+磺化沥青防塌护壁剂0.15%+803堵漏剂0.5%。

泥浆性能:密度1.03~1.04，漏斗粘度28~30s，滤失量小于12mL/30min，pH值为小于9.5，泥皮厚小于1.20mm，薄而有韧性。从泥浆性能来看，密度小，不易压裂压漏地层；粘度大，有利于悬浮或携带钻屑，同时阻碍泥浆中的自由水向地层渗漏；滤失量小，从而增大了渗滤阻力，减弱了泥页岩的水化膨胀作用；薄而有韧性的泥皮有利于保持孔壁的完整。

3.2抑制性泥浆现场试验

试验钻孔:贵州省桐梓煤矿风水煤矿段ZK2802，设计孔深为520m。使用XY-42型钻机，采用金刚石绳索取芯钻进。在孔深0~350m，地层裂隙发育，但是孔壁比较稳定，因此采用的是套管护壁堵漏。但是钻进到353m进入煤层以后煤层开始垮塌，钻孔越钻越浅，提下钻遇阻，强行钻进时发生断钻具事故，处理过程中，扫孔加杆困难，钻具到不了事故头，经过长时间多方处理无效，因此必须采用性能优良的泥浆维持孔壁的稳定才能处理事故和继续钻进。实验室工作人员接受委托以后到达施工现场进行试验。

在现场进行泥浆配方试验时，考虑到水质偏酸性，因此先在清水中加入1kg纯碱改性，然后再按将实验室所选配方进行配制泥浆。

现场配方:清水1m3+钠土粉75kg+纯碱1.0kg+水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)0.5kg+羧甲基纤维素钠(Na-CMC)0.3kg+磺化沥青防塌护壁剂1.5kg+803堵漏剂5.0kg。

泥浆性能:密度1.04，漏斗粘度28~30s，滤失量10mL/30min，pH值为9.5。实验室用膨胀仪器测定的膨胀量为0.75mm/8h。

将上述配方泥浆送入孔内顶替原浆，经过24h的扫孔护壁，孔壁基本稳定，孔壁坍塌现象减弱，扫孔快时有憋泵现象。钻机阻力小，泥浆循环正常，消耗量减小。

从泥浆初步应用效果来看，孔壁坍塌得到抑制但不完全，需进一步改善；泥浆漏失现象明显好转但仍有漏失，需进一步完善。因此在第一次试验泥浆中加入降滤失剂水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)1kg，磺化沥青防塌护壁剂2kg，803堵漏剂10kg。经现场泥浆性能测试，其密度1.04，漏斗粘度30~31s，滤失量8.5mL/30min，pH值为9.5。实验室用膨胀仪器测定的膨胀量为0.71mm/8h。

将经过改性的泥浆送入孔内进行24h扫孔护壁，孔壁稳定，无坍塌、缩径现象。扫孔至事故头，清孔、排砂直至孔内清洁。起下大钻，换锥子，处理孔内断钻具事故完毕。整个处理事故过程相当顺利，未发现起下钻遇阻现象。钻孔恢复正常钻进后，泥浆循环良好，但仍有漏失，需加大803堵漏剂用量。泥浆pH值为9.5，稍偏高，需加减纯碱调整。

钻孔正常钻进2d后，因泥浆含砂量较高，泥浆性能有所改变而从新配制泥浆。新的泥浆配方为:清水1m3+钠土粉75kg+纯碱2kg+水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)1.2kg+羧甲基纤维素钠(Na-CMC)0.5kg+磺化沥青防塌护壁剂2.5kg+803堵漏剂12.5kg。其性能指标为:密度1.04，漏斗粘度28~32s，滤失量7mL/30min，pH值为8.5。实验室用膨胀仪器测定的膨胀量为0.65mm/8h。

将第三次配制的泥浆送入孔内顶替原浆进行钻孔正常施工，孔壁稳定，无坍塌、缩径现象，泥浆循环良好，无憋泵现象，在钻孔施工中，出现一次断钻头事故。在处理事故过程中，钻具起下顺利，未发生遇阻遇卡现象。

因为该泥浆配方性能优良，满足了钻进工艺的要求；有效地防止了泥岩地层和煤层坍塌、缩径现象。因此ZK2802钻孔一直使用该配方直至顺利终孔。

现场泥浆维护:现场配备一台泥浆搅拌机，使钠膨润土粉能充分水化分散；配备加药桶，将待加入的处理剂预先分散、水化、溶解；配备泥浆比重称、马氏漏斗粘度计、打气筒失水仪和pH试纸以便测量泥浆性能指标；泥浆池、沉淀池、循环槽用水泥砂浆修筑，以免混入杂物污染泥浆。每班测量一次泥浆性能指标，根据测量数据加入相应处理剂调节泥浆以保持泥浆性能基本不变；停钻时除尽沉淀池、循环槽内的沉砂以保证泥浆较小的含砂量。泥浆性能指标与最初泥浆性能指标相差较大时换浆。

本次现场泥浆试验配方经过了多次泥浆性能调试，其真正有意义、有价值的是上述3次配制与调试。三次调试后的泥浆配方与普通泥浆配方各项指标对比见表1。

泥浆范文篇2

［关键词］钻井废水；混凝处理；聚合氯化铝；浊度；总有机碳

钻井工程中所产生的大量泥浆废水具有污染负荷高、成分复杂等特点，主要包括悬浮物、黏土、无机盐、以及钻井过程中所使用的添加剂等。泥浆废水组成的复杂程度随着钻井深度的增加而增加，相应的泥浆水处理难度也越来越大〔1-3〕。泥浆废水含水率约为30%~90%，pH偏碱性，若不经处理直接排放会对周围生态环境造成严重污染〔4〕。在工程现场，钻井泥浆废水通常被排入贮水池中，经较长时间的重力沉降固液分离后，上清液进行外排，这一处理方法存在占地面积大、泥水分离效果差、处理时间长等缺点。因此，如何快速有效地将泥浆废水进行固液分离是其处理的关键，分离所得上清液可回用于钻井工程中，减少水资源消耗，而沉淀泥浆在固结处理后可用于烧砖等行业〔5〕。本研究以天津某钻井作业场地泥浆废水作为研究对象，探讨了不同混凝剂、初始pH和助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）对其固液分离的影响，并采用上清液浊度、总有机碳（TOC）、以及泥浆沉降比对比分析固液分离效果，以期为泥浆废水的混凝处理工程实践提供数据支持。

1材料与方法

1.1试剂与仪器。试剂：氢氧化钠、七水合硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）、盐酸均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；PAM（阳离子型、相对分子质量约为900万）、聚合氯化铝（PAC）（Al2O3有效质量分数为28%）、聚合硫酸铁（PFS）（质量分数为10%）均为工业品，由无锡绿达环保工程有限公司提供。仪器：CM-02SS型台式浊度仪，北京双晖京承电子产品有限公司；pH计，梅特勒-托利多仪器有限公司；multiN/C3100TOC型总有机碳/总氮分析仪，德国耶拿分析仪器股份公司。1.2混凝条件优化实验。泥浆废水采集于天津某钻井作业场地，水质偏碱性，pH约为10.0，含泥量较高，自由沉降30min后，上清液浊度为100.1NTU，TOC为48.2mg/L。采用FeSO4、PAC、PFS作为混凝剂，分别考察了混凝剂投加量、初始pH和助凝剂PAM对泥浆废水上清液浊度和TOC的去除效果，以及泥浆沉降比的影响，从而优化确定了混凝工艺的最佳运行参数。1.2.1不同混凝剂及其投加量对混凝效果的影响取150mL泥浆废水于若干烧杯中，分别投加25、50、100、200、400mg/L的FeSO4、PAC、PFS，快速搅拌3min，静置30min，固液分离后测定上清液浊度和TOC，同时记录泥浆沉降比。1.2.2初始pH对混凝效果的影响取150mL泥浆废水于若干烧杯中，使用浓度为1.0mol/L的盐酸溶液和1.0mol/L的氢氧化钠溶液调节泥浆废水pH分别为6.0、8.0、9.0、10.0、11.0，加入200mg/L混凝剂，快速搅拌3min，静置30min，固液分离后测定上清液浊度和TOC，同时记录泥浆沉降比。1.2.3PAM对混凝效果的影响取150mL泥浆废水于若干烧杯中，加入200mg/L混凝剂，再分别投加5、10、15、20、30mg/L的PAM，快速搅拌3min，静置30min，固液分离后测定上清液浊度和TOC，同时记录泥浆沉降比。

2结果与讨论

2.1不同混凝剂及其投加量对混凝效果的影响。考察不同混凝剂及其投加量对泥浆废水混凝效果的影响，结果见图1。由图1（a）可知，随着混凝剂投加量的逐渐增大，上清液浊度呈现逐渐下降的趋势（FeSO4除外），且FeSO4和PAC对上清液浊度的去除效果总体优于PFS。当混凝剂投加量为200mg/L时，FeSO4、PAC混凝处理上清液浊度分别为37.9、38.3NTU，而当混凝剂投加量增大至400mg/L时，除PFS对上清液浊度去除有所改善外，FeSO4作为混凝剂时的上清液浊度出现反弹。相比之下，当PAC作为混凝剂，投加量分别为200、400mg/L时，上清液浊度相对稳定，可维持在40NTU以下。由图1（b）可知，混凝处理对泥浆废水TOC同样具有较好的去除效果。上清液TOC去除率随着混凝剂投加量的增大而总体呈现出升高趋势，与FeSO4和PFS相比，PAC对上清液TOC去除效果最好，PAC投加量为100~400mg/L时对TOC的去除率可保持在91%以上。相比之下，FeSO4混凝对上清液TOC的去除效果最差，TOC去除率约为77%。由此可见，相比于FeSO4和PFS，采用PAC对泥浆废水进行混凝处理效果最好，当PAC投加量为200mg/L时，混凝上清液浊度可降至38.3NTU，TOC去除率可达91.5%以上，而继续增大PAC投加量对上清液浊度和TOC的去除效果影响不大，这与刘鹏〔6〕在对比筛选铝、铁和镁等无机混凝剂对油田钻井废水混凝处理结果相似。泥浆废水主要是由微米级尺寸、带负电荷的矿物质组分所形成的分散悬浮体系，PAC溶于水后会发生聚合反应生成羟基配合物，具有较大的比表面积，且其所携带的正电荷有利于与带有负电荷的矿物颗粒之间发生静电吸附作用，达到较好的混凝效果〔4〕。考察不同混凝剂及其投加量对泥浆沉降比和上清液pH的影响，结果见表1。由表1可知，PAC对泥浆废水混凝固液分离效果相对较好，当PAC投加量为200mg/L，静置30min后，泥浆废水沉降比约为66.7%，上清液pH由初始的10.0降至9.0左右，混凝剂的加入会造成上清液pH的降低，其混凝剂投加量越大，上清液pH降低幅度越大，这主要是由于FeSO4、PAC、PFS本身呈酸性所导致的。因此，在后续实验中，混凝剂投加量均采用200mg/L进行不同工艺参数的优化。2.2初始pH对混凝效果的影响。考察泥浆废水初始pH对不同混凝剂混凝效果的影响，结果见图2。由图2（a）可知，随着初始pH的增大，FeSO4混凝处理后上清液浊度相应降低，当初始pH从6.0升高至10.0时，上清液浊度可从95.1NTU降至37.9NTU。相比之下，当采用PAC作为混凝剂时，初始pH对上清液浊度的去除影响相对较小，当初始pH图2初始pH对不同混凝剂混凝效果的影响从6.0升高至10.0时，上清液浊度从41.5NTU降至38.3NTU。当初始pH继续从10.0增大至11.0时，FeSO4和PAC混凝对上清液浊度去除的影响很小，基本维持稳定，且效果优于PFS。由图2（b）可知，PAC对上清液TOC的去除效果始终优于FeSO4和PFS，且初始pH对其影响较小，在不同pH条件下对上清液TOC的去除率均可维持在85%以上，表现出较好的混凝效果。通常情况下，无机铁盐混凝剂在pH范围为4~11时都会形成絮体，铁离子能与水中的氢氧根离子反应生成Fe（OH）2和Fe（OH）3胶体，对泥浆废水中的胶体物质和细小固体颗粒具有较好的捕集分离作用，且废水TOC随着溶液pH的升高而降低〔7〕。无机铝盐混凝剂PAC溶于水后会反应生成〔Al6（OH）14〕4+、〔Al8（OH）15〕3+、〔Al13（OH）34〕5+等高价带正电荷的离子，能够有效地与泥浆废水中带有负电荷的黏土颗粒等发生电荷中和反应，强化混凝效果〔5〕。考察初始pH对泥浆沉降比和上清液pH的影响，结果见表2。由表2可知，当初始pH为6.0时，FeSO4、PAC、PFS混凝处理后泥浆沉降比均最小，分别为61.3%、56.0%、61.3%，这可能是因为混凝剂本身生成的氢氧化物沉淀在酸性条件下会发生分解所导致的。当初始pH为10.0时，不同混凝剂混凝处理后的泥浆沉降比较为接近，而继续升高初始pH至11.0时，对泥浆沉降比基本无影响。2.3PAM对混凝上清液浊度、TOC及泥浆沉降比的作用影响。PAM作为助凝剂与无机铁盐或铝盐混凝剂联用，已被广泛应用于废水处理中〔8-10〕。为了考察PAM是否能够进一步强化PAC对泥浆废水的混凝效果，本研究实验探讨了在PAC投加量为200mg/L和初始pH为10.0时，不同PAM投加量对混凝上清液浊度和TOC的去除效果影响，结果见图3。图3PAM对泥浆废水混凝效果的影响由图3可知，当PAM投加量从5mg/L升高至20mg/L时，上清液浊度相应从249.7NTU降低至135.7NTU，但对上清液TOC总体影响不大。随着PAM投加量继续增大至30mg/L，上清液浊度和TOC浓度均出现反弹升高趋势。考察PAM投加量对泥浆沉降比的影响，结果见表3。表3PAM投加量对泥浆沉降比的影响由表3可知，PAM投加量的增大对泥浆沉降比的影响不显著，当PAM投加量从5mg/L增大至10mg/L时，泥浆沉降比相应从50%降至33.3%，而继续增大PAM投加量对其无影响。综上所述，通过实验研究，综合考虑不同混凝剂对上清液浊度和TOC去除效果，以及泥浆沉降比的影响，确定泥浆废水混凝处理最佳参数条件为：PAC作为混凝剂，PAC投加量为200mg/L，初始pH为10.0（泥浆废水原始pH，无需调节）。在此工艺条件下，混凝处理静置30min后，上清液浊度可降至38.3NTU，TOC去除率达91.5%，泥浆沉降比约为66.7%，根据厂家询价，PAC价格按2600元/t进行核算，则PAC药剂成本约为0.52元/t。需要注意的是，尽管PAM的投加可以有效降低泥浆沉降比，但同时会造成上清液浊度大幅度升高，在实际工程应用时可根据实际情况进行确定，投加时建议投加量为20mg/L。泥浆废水经混凝处理后，上清液pH为9.0左右，可以满足钻井作业用水要求，因此可集中收集进行回用，沉淀泥浆经脱水后再行资源化处置。

3结论

泥浆范文篇3

1.1测定桩位。测量定位是钻孔灌注桩施工的前提和基础，施工前按照设计桩位，利用全站仪放样桩的中心坐标，在桩的钉好十字保护桩，并对其交点坐标进行复核。1.2护筒埋设。护筒是保护孔口，防止孔口塌陷的必要措施，钢护筒一般是由壁厚在12mm左右的钢板卷制而成，护筒内径应适当大于设计桩径，具体数值应根据钻机类型确定，根据不同土质确定相应的埋设深度，同时应保证护筒顶面高出地面0.5m，以防杂物坠入造成质量隐患。护筒埋设过程中，护筒四周应采用粘土分层对称回填、夯实，防止渗漏或是孔内水头过高。护筒安装完成后，要对护筒位置、顶标高进行检查，确保其中心与桩位中心的偏差不大于20mm，并应保持护筒垂直。1.3泥浆制。备在地质条件不允许干挖成孔时，需设置泥浆池制备护壁泥浆。在开钻前，先进行人工造浆，泥浆原料优先采用膨润土调制，制浆完成后对泥浆比重、黏度、含砂率、PH值等性能指标进行试验检测。1.4钻孔。工程桩施工前须做试成孔，以便选择合适的桩基种类、型号。钻机定位要准确、水平、稳固。正常钻进时，应合理控制钻进参数及泥浆指标，及时排碴并防止塌孔。掌握好起重滑轮组钢丝绳和水龙带的松紧度，减少晃动。成孔一般按两种方法控制：一种为控制桩长、多以抗拔桩为主；另一种为控制入岩深度，多以抗压桩为主。成孔至设计要求深度后，应对孔深等进行检查，确认符合要求后，方可进行下道工序施工。1.5清孔。常用的清孔方法有正循环清孔、反循环清孔。清孔方法应根据桩孔规格、设计要求、地质条件及成孔工艺等因素合理选用。清孔应分二次进行。第一次清孔应在成孔完毕后进行，要求空钻30分钟至1小时并适当调整泥浆比重。第二次应在钢筋笼和导管安装完毕后进行。第一次清孔的冲力（吸力）大，清孔能力、效率强，可以把绝大部分沉渣都清出孔外。施工过程中要认识到第一次清孔的重要性。第二次清孔需导管不停的升降，结束后测定泥浆指标和孔底沉碴需符合要求。在清孔过程中必须注意保持孔内水头，防止坍孔。并应在清孔完成后的30分钟内浇注混凝土。超过30分钟的，浇注前应重新测定孔底沉碴厚度。1.6钢筋笼加工、安放。钢筋的材质、规格应符合设计规定，必须有质量证明书出厂试验报告等资料。进场后送有资质的第三方检测机构，复试合格后才允许使用。精确计算钢筋笼长度，锚固长度、焊接长度都需考虑。钢筋笼宜分段制作，每段钢筋笼拼接处要按设计要求螺旋箍加密。同一截面内的接头数量不应大于主筋总数的50％，相邻接头应上下错开，错开距离不应小于35倍主筋直径且不小于500mm。接头采用电焊焊接的，需对焊接部位仔细检查。针对焊接长度、饱满度不满足要求的则要进行补焊。钢筋笼应经验收合格后方可安装，同时要注意能否顺利下放，避免碰撞孔壁，防止塌孔；当吊放受阻时，不能强行下放，以免钢筋笼变形、散架。应立即停止吊放，查找原因：如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放。必要时提笼重新扫孔，并按成孔后质量控制要求，重新验收后方允许吊放钢筋笼。安装完成后固定好吊筋，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。

2常见质量事故及处理方法

2.1导管接头与导管漏水。通过严格的事前、事中、事后控制，保证导管的各项指标满足施工要求，严禁漏水：（1）导管应采用5mm厚无缝钢管制作，使用前需试压，严禁使用老化导管。（2）预先试拼，在每节接头的胶热及法兰的对接位置作好标记，正式拼接时严格按试拼时的编号安装。并放入橡胶垫圈，拼接必须对正，拧紧螺栓，严防漏水。（3）内径应一致，一般为300mm，其误差应小于±2毫米，拼接完成后用球塞、检查锤作试验。（4）混凝土浇筑过程中及时清洗、检查拆除的导管，防止混凝土结块，附着内壁。2.2塌孔。根据工程所在的地质条件，选用比重、粘度、胶体率等均合适的优质泥浆。如地下水位过高，应升高护筒，加大水头，或用虹吸管连接等措施。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块彻底清除。发生塌孔时，应探明位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上1-2米处，如坍孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再重新钻孔。2.3混凝土强度不够、桩芯夹泥、未灌注到位或超灌过多首先配置0.5m和1m导管，清孔时保证导管下到底，确保二次清孔质量。控制好泥浆比重。混凝土灌注中控制好初灌量，反复测定孔内混凝土面高度，保证超灌量，使桩头混凝土强度较低的部分凿除后，桩顶标高以下部分混凝土质量符合设计要求。

钻孔灌注桩工程是地下隐蔽工程，具有工序多、工艺复杂等特点，施工中会出现诸多不利因素影响成桩质量。但其施工工艺已非常成熟，相应的规范、标准齐全。施工人员只要认真做好前期的准备工作，学习掌握各施工工序的质量控制要点。过程中加强管理，严格落实各项验收制度。对成桩的每个施工环节充分重视，精心组织。定能克服各种困难，保质保量完成钻孔灌注桩的施工。

参考文献

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某市人民西路于2010年8月4日开工。道路设计是在原有道路上修筑加铺层，加铺层结构为5cm厚AC．16+4cm厚AC．10沥青混凝土面层，施工过程中道路右侧同时进行燃气管道的顶进施工。工程于2010年10月14El竣工，10月16日发现K0+280处面层有隆起现象，经现场开挖后发现沥青面层与原有路面结构层之间及原老路面加铺层下均有泥浆充填现象，充填厚度0cm一4cm，充填面积约10m×65m，部分新铺沥青面层有泥浆侵入现象(见图1～图3)。

2工程现场勘查过程

发生相关问题后，对于泥浆来源及泥浆充填原因一直较难认定。为此，主管部门组织相关专家及现场施工人员进行分析。11月13日，14日，在听取现场施工人员施工过程的介绍后，现场参与人员认为工作分两步走：第一步查明泥浆来源，以明确泥浆形成原因。第二步结合现场施工人员了解的路面变化情况，采用钻芯等方法确定全线路面结构层是否存在泥浆充填。两部分工作同时进行。第一步工作：首先需明确K0+280附近是否存在地下管道或燃气管道等穿越路面的情况，为此采用地质雷达进行扫描(见图4)；其次从泥浆来源人手，沿泥浆来源方向进一步开挖(见图5)，同时结合钻芯确定泥浆充填范围，共钻芯8个。第二步工作：在现场施工人员掌握的可能异常情况的路段进行钻芯取样，同时适当随机钻芯，以确定路面其他部位结构层是否存在泥浆充填情况。钻芯位置分别为K0+370处路面中心线位置，K0+595右边靠近路缘石位置及第一车道路面标线处位置，K0+624处路面中心线位置(见图6)。

3现场勘查结果

1)地质雷达扫描结果表明：K0+280前后20m范围内无地下管线穿越；

2)现场开挖路面结果表明：泥浆在K0+280路面中线处向下向右延伸，来源方向为燃气管道顶管施工的人行道方向；

3)其他部位路面钻芯表明：K0+595处靠近路缘石部分因燃气管道顶管施工时存在冒浆现象，路面结构层有泥浆充填现象，面积范围约3．5m×5rfl。其他钻芯位置未发现泥浆充填现象。

4分析意见

针对K0+280处泥浆充填原因进行讨论。经过与会专家的分析讨论，基本形成以下意见：

1)经对K0+280处地质环境、使用历史、施工过程、现场开挖情况以及泥浆可能产生原因分析得知此处充填泥浆量较大，因车辆反复荷载导致路面地基翻浆现象难以出现如此数量的泥浆，泥浆充填原因应是外力所致。

2)从泥浆来源方向分析，其来源方向应是燃气管道顶管施工的右边人行道位置处，而此处近段时间只有燃气管道顶管施工。按照顶管施工单位介绍，顶管施工压力为0．8MPa一1．5MPa，其压力远大于因路面车辆荷载在地基处形成的应力，具备因高压导致泥浆充填路面软弱结构层的条件。

3)人民西路K0+280处原地基存在一处较为疏松的地层或该处有遗留老化细小管线，导致该处在高压下形成泥浆通道。原路面加铺层及新老路面交接处粘结较弱，泥浆沿软弱面挤入结构层，并在重力作用下沿路面纵断面向低处沿软弱面扩散。压力消散后泥浆在结构层充填。这种地质条件较为特殊，在全路段不存在示范意义。

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东磁太阳能生产车间由硅腚车间、硅片车间、电池车间、光伏组件车间等系列厂房组成,总建筑面积5.7万平方米,总计1412根钻孔灌注桩。该厂区地理位置位于横店光伏产业园。

1.1钻孔灌注桩设计施工要求

该桩基工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩,根据厂房结构分别设计有三种不同直径大小的桩。桩尖进入持力层为第7层或第8层，粉质粘土要求不少于1.5m以上。设计单桩承载力为:Φ500桩16m长750KN，Φ600桩20m长1000KN，Φ800桩22m长800KN。有关工程量参见表1。1.2工程地质条件业主委托勘查设计部门对该地块土层进行勘查，数据分析拟建场地内土层可分为8层,见表2。1.3拟采取的施工工艺结合项目设计要求与勘查部门对土层描述数据，施工单位拟采用正循环回转钻机对桩基工程进行成孔，通过泥浆护壁，现场制作钢筋笼，钻机将钢筋笼吊入，利用导管进行二次清孔，现场混凝土搅拌灌注成桩的施工工艺。

2、成孔阶段的质量控制

钻孔灌注桩中的成孔工序非常重要，成孔质量的好坏直接关系到整个桩基工程的品质，常见的蹋孔、缩颈、扩径等问题都是由于成孔质量把关不严造成，同时也给后期工序施工增加施工难度，直接影响到整个桩基工程质量与承载力。因此,在成孔施工过程中，一定要抓好质量控制以保障整个桩基工程品质，具体保障措施以下罗列。

2.1做好成孔技术措施

技术措施是保证工程质量的根本，钻孔灌注桩与预应力管桩操作形式不同，需先成孔，后成桩，桩周土对桩产生主动压力。为保证成孔质量及满足后期工序要求，通常采用泥浆护壁来维持平衡，采用适当的泥浆配合比和一定桩距来防止蹋孔和缩颈现象发生。

2.2确保桩身成孔垂直精度

桩身成孔的垂直精度直接影响到后期钢筋笼与导管的沉放问题，08版行业标准《建筑桩基技术规范》中就明确规定，成孔垂直精度的允许偏差为仅为1%。为满足施工要求，在桩基成孔过程中，需多次调整钻架与钻杆的垂直度，并通过孔垂精密仪器测试垂直度与孔径大小，再进行沉放钢筋笼。

2.3确定桩位与成孔深度，进行护筒埋设

桩成孔未成桩之前，可能存在渗水、坍塌等问题，给后续成桩工序带来不必要的麻烦，一般为保证桩位与渗水现象的发生，一般对成孔桩进行护筒埋设。为保证护筒埋设的准确性，采用精密的测量仪器对其桩位进行确定。在护筒的材质选用上，选用不易变形、不易渗水、方便拆卸的薄钢板，护筒埋设水平位置、顶标高、底标高都需要符合相关要求，在护筒埋设后，应对护筒周边进行粘土回填并夯实，具体参数要求见表3。在成孔过程中，采用不易磨损的钻头进行钻孔，但由于土层问题，钻头往往受到不同磨损，在操作过程中，需要多次检查钻头，发现磨损及时更换。成孔深度一般通过钻杆确定，但由于钻杆提钻会碰及孔壁，可能产生部分坍塌和沉渣，需进行清孔处理。在成孔深度上，选用进湿后的测绳对孔深进行多次复核检测，以保证孔深符合标准以满足后期工序要求。

2.4钢筋笼制作和吊放质量控制

要保证工程质量，在原材料上必须严格控制，选用大厂生产的合格钢筋，钢筋规格、数量、长度均需要满足设计要求。钢筋笼的制作上，选用熟练仔细的绑扎团队进行钢筋笼绑扎。钢筋笼吊放过程中严格检验钢筋笼焊接口，对不合格的焊口需进行二次补焊，钢筋笼四周需均匀绑扎小型砂浆块以保确混凝土灌注后钢筋外露。2.5泥浆制备控制和二次清孔控制底部沉渣直接影响到钻孔灌注桩承载力，清理底部沉渣是保证桩基工程质量的基础。该项目采用泥浆胶体粘结原理通过泥浆循环流动的形式把底部沉渣排出。大部分的底部沉渣主要通过钻杆清理，直到底部沉渣厚度<50mm。在钢筋笼沉放、导管安置后需进行二次清孔，泥浆原料首选高塑粘土，泥浆的比重、含砂率、粘度都是清除底部沉渣的关键，泥浆不但具备清孔排渣作用，还对孔壁起一定保护作用，因此泥浆制备与清孔是保证桩工程质量的重要步骤。相关数据见表4。

3、成桩阶段质量的控制

钻孔灌注桩的核心工序是灌注混凝土，在整个操作过程中，混凝土品质直接影响到桩基工程质量，为防止成桩阶段产生质量问题，从以下3个方面进行质量控制，以保确桩施工质量。

3.1材料源头进行质量把控

材料是保证工程质量的根本，对现场灌注的原材料要从源头上保证，在材料采购进场要检验出厂合格证、检验报告等，材料在使用以前要注意材料堆放问题，防止材料在场内丧失部分合格性能。

3.2及时调整配合比以防止混凝土产生离析现象

钻孔灌注桩灌注混凝土的方式主要通过导管灌注，为防止混凝土产生离析现象，在混凝土搅拌前对其配合比进行复核检验，严格参考建筑桩基础技术规范，待达到要求后再进行现场砼浇筑。

3.3熟练正确灌注砼以防止断桩、夹泥、堵管

在二次清孔30分钟内必须进行混凝土灌注，如果超出30分钟，需再次清孔待沉渣排出才能进行混凝土灌注。断桩、夹泥、堵管是成桩过程中较为常见，基本都是人为操作不当。在灌注过程中，操作人员对导管位置的摆放与抽拔都直接影响到桩基工程质量，幅度过大的抽拔容易导致孔壁损伤，部分塌落及夹泥。在灌注混凝土过程中也应保持混凝土面能够均匀上升，在每灌注2.5m3左右利用测绳测算一次上升高度，以确定每段桩体的充盈系数，结合施工土层要求，充盈系数必须满足1.05<XCY<1.3。现场的搅拌时间和混凝土塌落度都是影响桩基质量的因素，合理的搅拌时间才能够满足混凝土强度，混凝土塌落度也应随灌注高度变化，以提高桩身上部砼的抗压强度。另外每根桩的灌注时间控制在5个小时内，待灌注完成需应及时拔出护筒与清理孔口残浆与泥浆。

4、结语

施工阶段的质量控制是保证桩基工程质量的关键，严控每一道工序才能从源头上减少一些质量问题。通过对项目采取以上措施，桩基工程经业主组织，勘查、监理、施工单位及政府监督部门到场验收，桩基条件满足建筑地基施工质量验收规范。总体来说，要保证桩基质量，关键还在于在岗人员的责任心，只有预防在先，重视每一个施工环节，施工质量才能得到更好地保证。

作者:王军 单位:浙江广厦建设职业技术学院

参考文献：

泥浆范文篇6

关键词:河50断块;固井工程;地质结构;低密度水泥

前言

精细油藏描述结果显示,作为整装断块的河50潜力巨大。该区块新井以大位移、小半径绕障定向井为主,存在地面施工条件差、地下井网密集防碰难度高、上部地层易缩径、下部地层压力不均衡等多项生产技术难点,施工难度非常高。不但给钻井技术面提出的新的难题,而且给固井工程也提出了较高的要求。固井设计要求固井水泥浆体系技术必须满足:水泥浆稳定性好,低失水,零自由水,早期强度发展快;水泥石抗压强度高,韧性好。满足该地区特殊的地层结构特点。

一、固井难点分析

综合以上地质特点和固井要求,该区块的主要固井难度集中在以下3个方面:

(1)大位移、小半径绕障定向井套管居中困难,在拉力和自重作用下,大斜度井段套管与上下井壁大面积接触,套管严重偏心,窄边钻井液很难被水泥浆顶替走,影响封固质量。

(2)水泥浆在大斜度井段凝固时,由于重力作用,形成上稀下稠,上侧的水泥石强度低,渗透率高,易引起油气水窜槽。

(3)固井封固段长,上部地层压实作用差、压力低,固井施工过程中极易发生漏失,常规水泥固井的施工风险大。

二、水泥浆性能要求

综合以上地质特点和固井要求,水泥浆性能具体要求以下6个方面:

(1)低滤失量。如果水泥浆滤失太大,不仅污染产层,而且水泥浆变稠,流动阻力增大,井漏的风险随着增大,因此一般要求水泥浆的API滤失量小于50mL。

(2)零游离液。控制游离液为0是提高大位移定向井固井质量的关键,游离液聚集都会在井眼高边形成积水带,成为层与层之间窜通的途径,地层流体就会通过此通道窜流。

(3)水泥浆过度时间短。稠化过度时间(30-100Bc)越短,水泥浆的抗气窜能力越强,固井效果较好。

(4)高沉降稳定性。水泥浆即使无游离液析出,仍可能发生固相沉降,使井眼高边部位水泥浆变稀,低边部位水泥浆变稠。凝固后,高边产生强度较弱的渗透性水泥石,不能充分封隔油气水层,可能导致井内流体在环空中流动。

(5)水泥石早期强度发展迅速。低密度水泥浆早期强度发展情况不满足现场固井要求,出现强度发展缓慢,或者水泥浆稠而不硬,给气窜的产生提供机会。水泥浆石渗透性高,易引起腐蚀性介质的腐蚀。同时延长了钻井周期。

(6)水泥石韧性好。水泥石抗冲击韧性、抗折强度是衡量材料塑性的量度,随两者的提高,水泥石韧性越好,能够承受更大的冲击;弹性模量则是刚性的量度,弹性模量越大,变形的能力越差,越易脆裂。

三、水泥浆体系的优选

(1)低密度泡沫水泥浆体系技术

泡沫水泥浆是一种超低密度水泥浆,它是在水泥浆中充入气体(N2或空气)并加入水泥添加剂而形成的一种稳定水泥浆体系,其配制方法有机械充气法和化学发气法。泡沫水泥浆具有滤失量低、隔热性能好、稳定性好、稠化时间易于控制,并具有低污染和一定的堵漏性能。其突出优点是在较低密度下,仍能保持较高的强度。采用低密度化学泡沫水泥浆固井有利于解决低压易漏井和长封固段井的固井难题,有利于提高固井质量,经济效益明显。

(2)低密度漂珠水泥浆体系技术

选择漂珠为减轻剂,具有密闭、粒细、质轻、壁薄和活性高等基本性能。可以配制出密度在1.40～1.60g/cm3的低密度水泥浆体系。该体系流动性较好,具有较高的稳定性、动切力和凝胶强度,在60℃下,失水量小于50mL,24h抗压强度大于8.0MPa。现场实验表明,低密度水泥浆体系可以应用在易漏失井上,能有效地解决这些地区底层压力低,固井时易漏的问题。

(3)塑性微膨胀水泥浆体系技术

塑性微膨胀水泥浆是通过在常规固井水泥浆内添加一定比例的膨胀剂、增韧剂等外加材料,而形成的一种新型的具有高韧性强度的固井水泥浆体系。高韧性、微膨胀性,是这种水泥浆体系的特点。所谓的高韧性,是指水泥浆中添加了纤维类增韧物质。在常规水泥浆内添加增韧剂,就如同在水泥中加入了“钢筋”一样,使“混凝土”变成“钢筋混凝土”,这样就较好地解决了原有水泥浆固化后的脆性问题。塑性微膨胀水泥所具有的微膨胀性能,可以提高水泥浆与地层间的胶结质量。

针对河50区块特殊的地质结构特点和固井设计要求,优选并开发出了适合该区块地质条件的塑性微膨胀水泥浆体系,该体系具有:(1)低滤失量(50～200mL/30min);(2)在水泥浆处于塑性状态时,产生明显的塑性膨胀以解决水泥浆在过渡时间内因水化收缩造成的胶凝失重问题,达到防窜的目的;(3)在水泥浆硬化阶段产生膨胀,解决水泥浆硬化后体积收缩剧增、诱发环空微间隙而引起窜槽的问题。此外,该水泥浆体系能大幅度提高水泥环的胶结质量,达到防窜、防渗和提高固井质量的目的。

四、应用效果

1、河50区块34口新井于全部投产。投产初期日产油能力350.5吨,目前日产油能力204.9吨,含水64.2%,平均单井日产油6.0吨,达到了区块调整目标。油层上部全部采用低密度水泥浆体系封固,油层全部采用塑性微膨胀水泥浆体系封固。水泥返高至井口,实现了真正的全井封固。

2、保护油层套管,提高油井寿命。

五、认识与建议

(1)该水泥浆体系技术在河50区块固井取得了良好的效果,实现了勘探开发的总目标。

泥浆范文篇7

关键词：顶管施工泥浆

若使刃脚比它相应于管子外径应有的尺寸稍大一点，就有可能降低管外壁摩阻力。这样能使上层不直接压在管体上。只要土层足够坚硬，这种方法就会取到预期的效果。而如果向管子和土层之间形成的空隙内压人支承介质，这种方法的效力更可以大大提高，并能维持一定的时间，从而足以顶进一段相当长的管路，再则，支承介质在起支承作用的同时，也可以作为润滑剂起到减少摩阻力的作用。

对支承一润滑介质的要求

对支承一润滑介质的要求，可以根据摩擦定律推算出来。

摩擦定律概要

除了不在这里讨论的滚动摩擦之外，可将摩擦区分为：

a）粘附摩擦（与静摩擦相同）；

b）滑动摩擦。

在粘附摩擦和滑动摩擦的情况下都存在如下的关系：

T＝N·μ

式中

N——法向力；

T——切向力；

μ——摩擦系数；

摩擦系数μ是一个材料常数，与滑动面和滑动物体的表面性质有关，而却不以接触面积F的大小为转移。

无量钢系数μ在粘附摩擦的情况下，一般大于滑动摩擦时的数值，因为在粘附摩擦的情况下，表面会由于经常存在的不平度而被“楔紧”。

滑动摩擦又可分为：

b1）干摩擦；

b2）液体摩擦。

在干摩擦时，滑动体和滑动面直接接触，在液体摩擦的情况下，滑动体和滑动面则被润滑介质隔开

在滑动摩擦的情况下。滑动体和滑动面之间存在相对速度。

在干滑动摩擦的情况下，摩擦系数μ与相对速度υ无关。

在液体滑动摩擦的情况下，视在摩擦系数μ则相随滑动体和滑动面之间液体的流动阻力而变化。流动阻力则取决于液体的运动粘滞度和流动速度。根据流体动力学可知，流动阻力与流动速度的平方成正比。

在两个互相接触的物体之间，起作用的是一个比压：

P=N/F

在液体摩擦的情况下，作用在润滑液体上的是一个流动压力：

p’=f（υ2）

若p=p’，物体和润滑介质便处于平衡状态。这时运动的物体就“漂浮”在滑动面上。

如p＞p’，润滑介质便会从运动物体和滑动面之间的缝隙中逐渐被挤压出去，直到液体摩擦转变为干滑动摩擦为止。液体摩擦的前提在于，无论物体和滑动面都必须是不透水的。如果润滑介质能够渗人物体或滑动面，而又不以同样的数量给予补充，那么液体摩擦就会变成干摩擦。

从摩擦定律得出的结论．

按照摩擦定律来考虑，对于顶管施工可以得出完全明确的结论如下：

a）为了保持较小的推顶力，干摩擦须以尽可能小的摩擦系数μ为前提。管子表面的光滑，能使摩擦系数降低。管子表面的机械加工和涂抹减摩剂，同样都能起到减小μ值的作用。

b）在干摩擦的情况下，管子表面在推顶过程中会被周围上层磨毛，因而使摩擦系数增大。所以在项管距离较大时，一般多采取液体摩擦的方式。

C）液体摩擦须以管子和土层之间存在润滑介质为前提，也就是说，须将润滑介质压人其间。

d）润滑介质必须保持一定的厚度方能有效。

e）管子和土层间必须存在一定的空隙，也就是说，要留出一定的空隙，以便在压人润滑介质后能够形成所需厚度的一个液体层。

f）管子和土层之间充满润滑介质的空隙，在整个推顶过程中必须保持不变。要作到这一点，润滑介质必须能够阻止土层落到管壁上，亦即润滑介质必须承受着各种具体条件下起作用的上压力来托住土层。因此，在润滑介质中必须经常保持相当于土应力的液压。这样，润滑介质同时也起着支承介质的作用。交承压力的反作用力则由顶进管来承受。

g）为了形成管子和土层之间所需的空隙，刃脚直径的取值最好稍大于顶进管直径。

h）对粘性很小的土壤来说，推顶时在刃脚周围产生的松散地带便能形成管子和土层之间所需的空隙，因而不需要刃脚直径大于管径。

i）上层和管子之间既已形成空隙，就必须在土层落到管体一上以及土压力上升达到全值之前将支承-润滑介质充入其中。事后再来克服土压力将土层从管壁上推开是不可能的。一旦周围土壤的某些颗粒接触管壁并被土层压附在管壁上，立即便会发生于摩擦，即使随后压人润滑介质，情况仍然如此。

k）可以把顶进管看作是不透水的。管子接头在整个推顶过程中应保持密闭。

l）土层总是多少有些透水的。因此，支承一润滑介质必须起到的另一作用，即在于封闭管子周围土层的空隙，以便在土层中造成一个不透水的环形地带，从而阻止支承-润滑介质渗入土层。

m）为了能够封闭土层的空隙而又不致流失到土层中去，支承-润滑介质必须具有足够高的运动粘滞度。

n）为了取得尽可能小的视在摩擦系数μ，又需要支承-润滑介质的运动粘滞度较低一些。

o）支承-润滑介质不得对顶进管材料（钢、钢筋混凝土、石棉水泥或塑料混凝土）和接头材料（钢和橡胶）造成侵蚀。

P）支承-润滑介质不得污染地下水。

膨润土矿物悬浮液能够最充分地满足对支承-润滑介质提出的一切要求。

作为支撑-润滑介质的膨润土

1890年，美国的福特·本顿首先发现了膨润上。它的主要成分和对于它作为支承一润滑介质的性能起着决定作用的，乃是其中叫作蒙脱土的一种粘土矿物，这种矿物以其位于法国南方的蒙脱英里翁矿床而得名。在德意志联邦共和国的巴伐利亚，则有着大约一千万年前作为风化产物形成的一些酸性火山质玻璃凝灰岩矿可供这方面的应用。

蒙脱土是一种层状结构的结晶氢化硅酸铝。硅酸盐多层体是一种三层结构，其中包括一层SiO4四面体、一层氢氧化铝八面体和一层SiO4四面体。蒙脱土晶体即由许多这样的硅酸盐叠层组成。蒙脱土晶体遇水膨胀，与此同时水分子便渗入各个叠层之间。于是两个蒙脱土叠层之间的距离就加大了一倍。晶体内部膨胀现象的原因，则在于叠层内部电荷分布的不均匀。

我们可以设想，在静止下来的膨润上悬浮液中，薄片状的蒙脱上微粒形成一种纸牌房子式的结构，其中这些微粒以它们的角隅和棱缘彼此接触或互相支撑。一旦静止状态被扰乱，例如由于搅拌、振动或泵送等等，于是大多数的“纸牌房子”坍塌下来，因而在静止状态下凝结起来的悬浮液就会变成溶胶。当这种溶胶再次静止下来，薄片状的蒙脱上微粒又会彼此搭在一起形成纸牌房子式的结构，于是溶胶重新凝固。悬浮液每当静止便结成凝胶，一旦运动起来又变成溶胶，这种从静止状态到运动状态以及从运动状态又回到静止状态的结构交替，可以永无止境地重复下去，这样的特性便叫作触变性。

作为顶管施工中的支撑-润滑介质，膨润土的重要特点即在于它的膨胀性能。这一点须取决于薄片状蒙脱俄土微粒的大小和数量。

膨润土主要有两类，即钙膨润土和钠膨润土上。

它们的区别在于起决定作用的蒙脱土是钙蒙脱上还是钠蒙脱土。

在膨润土含量相同情况下，钠膨润土悬浮液中所含极薄的硅酸盐叠层片的数量，约为钙膨润上悬浮液中所含数量的15到20倍。由于这种极薄的硅酸盐叠层片的数量大得多，便有利于蒙脱土微粒形成纸牌房子式的结构，因而亦有利于提高悬浮液的膨胀性能，这样既可改善悬浮液在溶胶状态下的流动性，也能改善悬浮液在凝胶状态下的固结性。所以钠膨润土比钙膨润土更适用于顶管施工。

而巴伐利亚矿层却只含有膨胀性能较差的钙膨润土。

但钙蒙脱土有一个特性，亦即其中化合的钙离子可以用钠离子来置换。通过这样的离子交换，钙膨润土的性能会有很大的变化，从而被赋予钠膨润上的优良特性。

由于销膨润土和通过钠离子置换而活化的钙膨润土——也叫作活性膨润土——能够最大程度地满足顶管施工中提出的要求，因而下面的讨论便以这两种膨润土为基础。

化学分析表明，膨润土中大约有56％的二氧化硅和20％的氧化铝，二者共同构成了蒙脱土上晶体的基本物质。与此相对应，矿物组成中也有75％的蒙脱土。筛分析也很值得注意，根据筛分析，膨润土中粒径小于0.025毫米的占55％。

膨润土加水搅拌即成悬浮液，这里对水质的要求和拌制混凝土时一样。判断膨润土悬浮液是否适于用作支承一润滑介质的标准在于它的物理特性。而对后者起决定作用的，主要是悬浮液中的膨润土含量。表2中按照每立方米制成悬浮液中含有30、40、60和80公斤膨润上的四种情况，分别列出了各种悬浮液的主要参数。

首先从容重的数据中可以看出，膨润土含量对容重的影响不大。在我们所考察的试样上，容重大致变化于1020到1050公斤/米3之间，因此只是稍高于纯水的容重。所以膨润土悬浮液也可以在水下顶管施工中用作支承润滑介质，无需顾虑悬浮液因容重不同而流失，故而对膨润土悬浮液来说，容重并不是一个重要的判断标准。

反之，流变极限测量结果都表明，无论在运动状态或是静置状态下，悬浮液中的膨润土含量都对流变极限有很大的影响。正如事先的考虑所预见到的，流限在运动状态下达到了下限值。观察表2可以看出，膨润上含量从每立方米30公斤增加到60公斤时，亦即在膨润上含量增大一倍的情况下，运动流限从22.4克（力）／厘米2上升到204克（力）／厘米2，因此也就是提高到大约9倍，当膨润土含量从40公斤／米3增加到80公斤／米3时，同样也是在增大一倍的情况下，可以看到大致相同的比率。这时运动流限从44.6克（力）／厘米2上升到439克（力)/厘米2，亦即增大到10倍左右。

静置一分钟后的比率也类似于流动状态下的情况。在这种条件下，当膨润土含量从30公斤／米3增加到60公斤／米3时，流限从42.8克（力）／厘米2提高到320克（力）／厘米2，即增大到7.5倍。当膨润土含量从40公斤／米3增加到80公斤／米3时，流限则以100：696—1：7的比例提高。

最后，在静置24小时的情况下，当膨润上含量从30公斤／米3增加到60公斤／米3时，流限比率为198：1265一1：6，80公斤／米3含量的相应数值则限于现有的测量技术条件而无法测出。

因此得出的结论是，膨润土含量增加一倍，可使膨润上悬浮液的支承作用提高到7至10倍。但是这也意味着，若膨润土含量减少1／2，支承作用就可能降低到1／10。所以，确定悬浮液中的膨润上含量，便有着如此重大的意义。

得到的另一个结论是，在从运动状态过渡到静止状态时，流限的增大须取决于悬浮液中的膨润土含量。

在每立方米悬浮液中含30公斤膨润土的情况下。静置1分钟后的流限以42.8：22.4=1.9：1的比率增大。在膨润土含量为40公斤／米3的情况下，静置1分钟后的增大比率已达100：44.6=2.2：1。然而在膨润土含量为60公斤／米3情况下，这一比值却降低到320：204＝1．6：1，以及在膨润土含量为80公斤／米3的情况下，比率仍为696：439=1.6：1。

静置24小时后的流限与运动状态下的比率，在悬浮液中的膨润上含量为30公斤／米3时是22.4：198=1：8.8，在40公斤／米3的情况下是44.6：584=1：13.3，在60公斤／米3的情况下是204:1265=1:6.2，而对于80公斤／米3的含量，则已无法取得测量值。

在将膨润上悬浮液用作支承-润滑介质的情况下，静止状态的流限值与运动状态的流限同样具有重要意义：

静止状态下的流限值决定着悬浮液是否适于用作支承介质，运动状态下的流限值则决定着悬浮液是否适于用作润滑介质。

当运动流限与静止流限之比为1：6到1：10（最大1：15）时。膨润上悬浮液便完全能满足这两个方面的要求。

流限值适用于膨胀过程业已最后完结的悬浮液。这种膨胀过程的性质，在于水已渗入了构成蒙脱土晶体的硅酸盐叠片的晶层中。致使层间距离增大起来。水对微小蒙脱土晶体的渗透过程以及水渗入更小得多的晶层之中都需要时间。这就是膨胀时间，搅拌越充分．膨胀时间就越短，否则在水和膨润土的混合料未获充分搅拌的情况下，膨胀时间就会延长许多倍。搅拌取得良好效果的前提，是要有足够长的搅拌时间，至少要有半个小时，有时甚至可能需要若干小时。另一个前提是要求膨润土不留余渣地充分溶解在水中，尽可能使每一个膨润土颗粒都被水包围着。最后，在搅拌时不要让空气进入水和膨润土的混合料中，因为空气会妨碍水渗入蒙脱土晶体。再则，膨胀时间也会受到混合料温度的影响。高温（夏季温度）可使膨胀时间缩短，低温（冬季温度）则使膨胀时间延长。当温度低于零度时，膨胀过程即告中止，但混合料并不会遭到破坏。解冻后膨胀过程又会重新继续下去，在这种情况下，须将冻结的时间计入膨胀时间之内。

在搅拌效果良好的情况下，搅拌过程结束后即已能够达到80％左右的最终流限，而在搅拌效果不良的情况下，这一比值则降低到大约35％。由此可见，在搅拌效果良好和高温条件下，经过5个小时的膨胀时间后即已达到最终流限。反之，在搅拌效果不良和低温条件下，则需要24小时方能达到最终流限。

对于膨胀过程是否已经结束，需要仔细地进行观察，因为膨胀不充分的悬浮液一方面起不到支承作用，另方面也会由于随后的膨胀而引起膨润土管路的堵塞，并且引起顶进管与周围土层之间表观摩擦系数的上升，从而可能导致提高顶进阻力。

对充分膨胀的膨润上悬浮液来说，流限在静止状态下可达到上限值。如悬浮液变为运动状态，例如由于摇动、振动或泵送等等，立刻又出现流限的下限值，这便是流动状态下的流限，或者也可以说是运动流限。一且再次静止下来，流限又会升高，经过一定时间之后再次达到其上限值。

悬浮液经每次静止之后都可以达到流限的上限值。然而在达到最终流限之前，如果悬浮液又变为运动状态，那么流限的升高过程便也可能中断。

蒙脱土微粒在纸牌房子式结构上的变化，用我们的肉眼是看不见的，但却可以通过流限的变化测量出来，因此一种悬浮液的触变性也是可以为我们的感官所觉察的，而这种触变性作为悬浮波物相任意多次的转变，我们可以将它表示为

凝胶→←溶胶

膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮液在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗入土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达到相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗人深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗人深度。

为了便于了解渗入过程，可以把上层看作是一条条许多毛细管的总和。图7显示了一条圆形横断面的毛细管中的流动过程。

这样的一条毛细管必然会对其中穿流的流动介质、在这里即是对膨润上悬浮液产生一个阻力W。

W=τ·U·l=τ·2·r·π·l

为了克服这一阻力便需要一个压力：

P＝p·F

＝p·r2·π

只要P＞W，毛细管中的介质便向前流动。一当流动阻力大到与作用于介质的压力P相等，即。

W=P

流动过程即停止。由此可知平衡条件为

τ·2·r·π·l=P·r2·π

或

(τ·2·l)/r=p

根据这一关系式可以算出流动长度，换言之亦即渗入深度

l=(r·p)/(2·τ)

由此可见，渗入深度与毛细管的直径和压浆压力成正比，与悬浮液的流限成反比。只要悬浮液在毛细管中流动，它便处于流动状态，因而对悬浮液起作用的便是运动流限。这时悬浮液便具有溶胶的稠度。

但一当悬浮液达到可能的渗入深度之后静止下来，只须经过一个很短的时间，它的流限便达到静止数值。于是悬浮液就变成了凝胶。

由于静止状态下的流限高达流动状态下的10倍，因而在这种情况下膨润土悬浮液便象泥浆那样地充满着土层的孔隙。

这样在管体四周的土层中就形成了一层密实而有承载能力的环套，其厚度即相当于悬浮液的渗入深度

现在，如果在这一环套和顶进管之间保持一个相当于土压力的悬浮液压力，于是悬浮液使承受着全部的土压力，致使土压力不再直接地，而是经由悬浮液间接地加荷于管壁。

作为使摩阻力降低到最小限度的先决条件，最佳支承作用的取得须具备下列前提：

1．在设计时以及在推顶过程中准确地查明土层情况，并根据筛分曲线详尽地掌握土层的颗粒分布；

2．计算出土压力，从而确定膨润上悬浮液的压人压力；

3．按基本粒径确定膨润土悬浮液的混合比，并经常进行检验，

4．正确地制备膨润土悬浮液;

5．保证在全部顶进管路上和全部顶进时间内都有膨润上悬浮液压入。

其中最重要的一点，是必须求得正确的混合比。

此外必须注意，悬浮液稳定极限大约是每立方米悬浮液至少含40公斤膨润上。这一理论计算结果在实际施工中须仔细加以核验。必须特别指出的是，膨润土含量过低、因而也就是流限过低的悬浮液起不到支承和润滑作用，因为这样的悬浮液会毫无阻力地或只受到很小阻力地流散到土层中去，因而不可能在管体周围形成一个支承环带。

在基本粒径为10毫米的情况下，要求悬浮液的膨润土含量为60公斤／米3左右，在基本粒径为20毫米的情况下，要求悬浮液的膨润上含量为80公斤／米3左右，反之，在基本粒径为2毫米时。悬浮液的膨润上含量为40公斤／米3即已足够．但滑动阻力与运动流限成正比。

运动流限在每立方米悬浮液中含：

40公斤膨润上时为44.6克（力）／厘米2

60公斤膨润土时为204克（力）／厘米2

80公斤膨润土时为439克（力）／厘米2

这就是说，在每立方米悬浮液中含膨润土60公斤时，运动流限几乎为40公斤／米3情况下的5倍，而在每立方米悬浮液中含膨润土80公斤时，则已经高达含量为40公斤／米3时的10倍。

这就意味着，如果悬浮液中的膨润上含量在全部推顶距离上保持不变，那么对粗粒土壤来说，由于需要悬浮液的膨润土含量较高以保证支素作用，故而推顶阻力以及因之所需的推顶力就会比细粒土壤的情况下更大一些。

但孔隙～旦被膨润上悬浮液充满，并因而形成支撑环带时，于是粗粗土壤的状况也就无异于细粒土壤了。因而在这种情况下，为了在推顶过程中支承土层，悬浮液中的膨润土只需要达到稳定极限所要求的最小含量40公斤／米3即可。

因此,在粗粒土壤的情况下，只是直接在刃脚之后压入相应于基本粒径的高含量膨润上悬浮液，而在全部后续管路上则可使用稠度低得多的悬浮液。这样便可以大大降低推顶阻力，或者也可以说是在相同的推顶力下加长推顶距离。同时还可以借此节省膨润土，并减少中继顶压站的数目。

为此采用两套膨润土配拌设备附带两台压浆泵和两套管路所需的额外费用，在管径较大和推顶距离较长的情况下一般是值得的！

压浆时须注意，压出的膨润上悬浮液要尽可能均匀地分布在整个管体，以便能够围绕整个管体形成所需的环带。因此，压浆赖以进行的注射喷口要均匀地配置在整个管壁圆周上。注射喷口的间距或数量须取决于土壤允许膨润上向四外扩散的程度。在渗透性很小的土壤中，例如密实的矿土和砂砾上，间距就必须缩小一些，在疏松的砾石土中，间距则可以相应地加大。注射喷管即可以在整个管壁圆周上与一条环管连接，也可以分组连接，在分组连接时，一般是上半固联成一组，下半圈另成一组。

为使膨润土尽快地起作用，应尽量靠近刃脚尾部进行压浆。所以压浆最好是直接从刃脚后的第一节管子中开始。但实践证明，在压浆压力较高的情况下，膨润土将均匀地沿着管子周围扩散，也就是说，即向后扩散，也向前扩散。因此便存在着膨润上悬浮液沿刃脚向前流动、并且又在切削刃上流出来的危险。

在纠偏量颇大的情况下，有可能造成刃脚和第一节管子之间的密封损坏，或者在刃脚分成两个部分情况下，则是造成切削段和顶压段之间的密封损坏，于是膨润上悬浮液就会从这些地方渗人工作空间。

根据这一理由，膨润上在刃脚后第二节管子中开始压入比较适宜。

膨润土悬浮液经由注射喷口压人的压力应相随所遇土层的压力而变化。在膨润土泵上，除了这一压力之外，还会受到一直通向注射喷口的膨润上管道的阻力。

膨润上管道中的压力损失，由于假设条件并不可靠而且经常变化，故而计算很难准确，因此，对于必须准确地与上压力高度保持一致的压浆压力，便有必要直接在注射喷口上进行连续的测量。

压浆压力调得过高可能是有害的。这时膨润上悬浮液会从注射喷口中涌出，在管口周围形成一个高度压缩区。这样就有可能形成栓塞，阻碍膨润上悬浮液的继续流出和扩散。

如果一次注入的膨润上能在管子周围的土层中保持不变，那么只要直接在刃脚之后注入一次就足够了。然而十分明显，在推顶过程中，膨润土由于流散到土层中去而有所消耗。鉴于此，对后续管路也必须补充压人膨润上，以使管子和上层之间空隙中的膨润上悬浮液压力能够在顶进管路的全部长度上保持与土压力一致。注浆孔的间距主要取决于土层的性质、膨润土悬浮液的流变特性、刃脚的控上量和推顶速度。在许多已完成的工程中，注射喷口的间距是2节管子到5节管子以上。注浆孔的实际需要数量，只有在施工中才能知道。为了确保即使在最不利的场合下亦能提供所需数量的注浆孔，似乎最好是尽可能每隔2节管子即留出一些压浆孔。另方面当然也要考虑到，所有注浆孔在顶管结束后必须拆除和封闭。这需相当大的一笔费用，所以一开始即应力求间距适当。这一点在很大程度上也取决于施工公司的经验。

膨润上的压人技术在很大程度上仍然要依靠经验，然而实际经验多半也是可以找到理论根据的。

尽管就某种场合来说，随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的，而在另一些场合下，正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知，在管子下半部，膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出，而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半部的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出的原因在于，静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙，或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下，膨润土在管顶处比在管底部更容易流出。反之，在顶压力和浮力同时作用下，管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起，于是管底下方便形成了一个低压区，致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

如果顶进管路被中继顶压站分成若干段，那么每次总是只有一个管路段受到推顶，其余各段则保持不动。这时宜于仅向被推顶的管路段内压人膨润上悬浮液，而对于静止不动的管路段，则停止压送。此外，膨润土的压人要与中继顶压站的动作协调一致，这一点可以通过手动或远距离自动控制的方式来实现。

特别要注意的是，膨润土悬浮液沿着管壁运动的方向不得与管路推顶方向相反，否则，由于管子和悬浮液的逆向运动，悬浮液非但起不到润滑介质的作用，却反而起了制动介质的作用。结果便会大大增加推顶阻力。如果只在顶进管路的前区压人膨润土，就会发生逆向运动，因为在这种情况下悬浮液便不得不向后流动。所以正确做法是，悬浮液的补压始终要保持从后向前的方向。

在无粘性的疏松土层中，例如对于有流动倾向的矿土以及滚动的砾石上来说，可能十分重要的是，在第一节管子推入土层后立即开始压人膨润土悬浮液，以便在管子周围形成支承环带，从而不引起干摩擦。同样重要的是，对所有后续的管子来说，一但管子离开顶压坑，都要补压膨润土。然而为使悬浮液不能立即又在进口处向外流出，便需要设置如图12所示的弹性滑动密封，否则悬浮液的流出不仅要弄脏工作坑，而且也会破坏支承压力的形成。

顶进管在膨润土悬浮液中受到的浮力

泥浆范文篇8

一、工作目标

通过开展专项整治行动，严肃查处相关违法违规行为，解决房屋建筑、市政基础设施建设中施工扬尘和污水排放突出问题，有效控制施工现场扬尘，减少对空气环境造成的污染，提高建筑施工标准化水平，建立施工扬尘治理长效机制。

二、明确职责，合力治理建筑施工扬尘

（一）县住建局负责对本辖区内建筑施工扬尘治理工作的监督管理。

（二）建设单位对施工扬尘治理工作负总责。在项目开工前，成立由建设、监理、施工单位组成的建筑施工扬尘治理工作机构，制定本项目扬尘治理方案，做好在建项目建筑施工扬尘治理工作的组织协调和日常检查。加强对施工过程中扬尘治理工作的督导检查。

（三）施工企业对施工扬尘治理工作负直接责任。建立公司级组织领导机构和考核制度，对本单位施工现场定期检查、考核。施工单位项目负责人是落实施工工地扬尘治理工作措施的第一责任人，具体负责执行施工工地扬尘治理实施方案，成立现场管理机构，指定项目部扬尘治理专职人员，做好扬尘治理工作的实施与管理。

（四）监理企业应将施工扬尘治理纳入日常工程监管范畴，将施工扬尘治理内容写入监理规划、细则及监理日志中。参与建筑施工扬尘治理和督查工作，对不符合施工扬尘治理要求的行为必须坚决制止，对不服从管理的要及时向县住建局报告。

三、落实保障措施，强化扬尘治理“六个百分百”

突出抓好施工现场封闭围挡、裸露土方覆盖、进出车辆冲洗、材料堆放遮盖、扬尘治理宣传等环节管控，着重落实施工各阶段扬尘治理保障措施，做到综合治理、防治结合、科学管理、标本兼治。

（一）施工现场围挡。所有施工现场必须沿工地四周连续设置封闭围挡，主干道两侧围挡高度不低于2.5米，一般路段的围挡高度不低于1.8米。施工现场进出口必须设置大门，大门应整洁、美观。门头及门柱按规定设置企业标志、企业名称、工程名称及宣传标语等内容。

（二）施工场地硬化。施工现场出入口、道路、加工区、办公区、生活区必须采用混凝土硬化，其他区域平整后使用碎石覆盖。硬化后的地面不得有浮土、积土。施工现场土方、沙石堆必须进行覆盖，其他裸露的地面必须采取绿化、洒水或其他防扬尘措施。加强施工现场绿化和喷水降尘管理。

（三）车辆冲洗设施。大门出入口处必须设置车辆冲洗设施，对驶出施工现场的机动车辆全面冲洗，干净后方可上路行驶，严禁将施工现场内的泥土带出污染城县道路。土方、渣土和建筑垃圾运输应采用密闭式运输车辆或采取覆盖措施避免撒漏。

（四）材料堆放。施工现场建筑材料应按规定要求分类堆放，挂设标牌，标明材料名称、规格、型号等，材料堆放应稳定牢固、整齐有序。施工现场内的土堆、砂石料等应使用密目安全网等材料进行覆盖，确保封闭严密，固定牢靠。

（五）装修工程。施工装修阶段，楼层内的建筑垃圾等物料，必须采用相应容器垂直清运或管道清运，严禁凌空抛掷和乱倒乱卸；凡凌空抛掷和乱倒乱卸建筑垃圾等物料、脚手架拆除时未采取有效措施造成大量扬尘污染的，一经发现一律责令暂停施工，待整改完毕后方可复工。

（六）城区工程项目。对于镇、经开区、镇、镇等开工工程建设项目，要按照安全文明工地标准组织开展施工工作。严格落实门禁系统和视频监控系统，5万平米以上的项目施工现场设置不少于3个球机和3个筒机的摄像机，并实现对主管部门的视频信息实时输送。日常施工要严格落实标准化要求，施工现场要全部达到县级安全文明工地以上标准。

（七）施工现场产生的泥浆水需配套建设泥浆废水沉淀池，废水经沉淀后回用；装修阶段产生的含一般泥浆清洗废水应纳入废水沉淀池。办公区、生活区污水需经过化粪池预处理后接入污水管网，食堂排水应经隔油装置预处理后排入污水管道。排水沟、雨水口、排水管道、沉淀池应及时检查是否存在淤堵或损毁。

四、完善扬尘治理的应急措施

施工企业应制订治理建筑施工扬尘应急预案。要加强与当地气象部门的沟通，及时掌握气象信息，一旦遇到4级以上大风天气时，在建工程要停止土方施工作业。当预测有可能出现沙尘、雾霾天气时，要及时启动应急预案，做好相关防范准备工作。应急方案启动后，施工企业应对施工现场土方、裸露地面进行洒水、覆盖，防止扬尘污染，并停止所有土方作业和建筑渣土运输。

五、工作要求

（一）加强组织领导。各有关单位要高度重视建筑施工扬尘治理工作，切实加强组织领导，严格落实各项工作措施。各方责任主体认真落实扬尘治理的各项保障措施，对施工现场脏乱差或者扬尘严重的，要对相关单位和责任人记录不良行为和扣除信用分处理；对各项保障措施落实不力、整改后仍达不到要求的施工现场，一律责令停止施工并予以严厉处罚，确保建筑施工扬尘治理取得实效。

（二）抓好源头管控工作。建设单位办理建设工程安监备案手续时，必须提交由施工单位编制、建设单位及监理单位审核同意的施工现场扬尘治理专项方案和监理单位制定的建筑施工扬尘治理安全监理实施细则，凡达不到规定要求，一律不予备案。

泥浆范文篇9

在地下连续墙施工过程中，泥浆应保持物理和化学的稳定性及适当的相对密度，具备合适的流动性和良好的泥皮形成能力。而实际施工中，泥浆要与地下水、砂、土、混凝土等接触，膨润土和外加剂等成分会有一定的损失。同时会混入土碴、电解质离子等一些杂质，使泥浆受到污染而质量恶化。因此，需要对制备的泥浆和循环泥浆进行检验，以确保泥浆质量。1.相对密度。泥浆的相对密度越大，对槽壁的压力也就越大，槽壁也就越稳固。但是如果泥浆相对密度过大，会影响混凝土浇筑质量；而且相对密度大会导致流动性变差，增加泥浆循环设备的功率消耗。一般膨润土泥浆相对密度宜为1.05～1.15。在地下连续墙施工中，可用泥浆比重计测定泥浆相对密度。一般宜每两小时测定一次泥浆相对密度。2.黏度泥浆黏度大，则悬浮土碴、钻屑的能力强，但同时容易糊钻头，造成钻挖阻力增大。而且黏度大的泥浆生成的泥皮也厚。泥浆黏度小，则悬浮土碴、钻屑的能力弱，对防止泥浆漏失及流砂不利。泥浆黏度要根据土层来选择，例如：黏土层一般取18～20s，而砂砾土层则取20～25s。泥浆黏度可用漏斗黏度计测定。将700ml漏斗放在试验架上，用手指堵住下面的出口，将500ml泥浆通过0.25mm的金属滤网装入漏斗，然后拿开手指，打开出口，用秒表测定其全部流出所需时间（s），即为黏度指标。3.失水量和泥皮厚度失水量表示泥浆在地层中失去水分的性能，即泥浆向槽壁土层渗透的多少。在泥浆向土层渗透时，其中不能透过土层的颗粒就会粘附在槽壁上，形成泥皮。而泥皮反过来又可以阻止或减少泥浆中水分的漏失。失水量小的泥浆，形成的泥皮薄而密实，对于槽壁稳固有利。失水量大的泥浆，形成的泥皮厚而疏松，对于槽壁稳固不利。一般合适的失水量为20～30ml/30min，泥皮厚度宜为1～3mm。失水量和泥皮厚度利用过滤试验同时进行测定，测定时，将垫圈、金属滤网（网眼为0.17～0.25mm）、滤纸放入底盘，其上放圆筒，在圆筒内装入不少于290ml的泥浆，将顶盖用紧固螺旋密封后，施加0.30MPa的压力达30min（压力要保持稳定），然后测定从底盘流入量筒（容量不小于20ml）的水量（ml）和滤纸上的泥皮厚度（mm）。4.含砂量含砂量是指泥浆中所含不能分散的颗粒的体积占泥浆总体积的百分比。泥浆含砂量大，则相对密度增大，黏度降低，从而悬浮土碴、钻屑的能力减弱，土碴等容易沉底，进而增加挖槽机械的磨损。泥浆的含砂量一般要求愈小愈好，不宜超过5%。含砂量一般用ZNH型泥浆含砂量测定仪测定。取一定量的泥浆，使其通过200号筛孔，测试留在筛子上的砂子体积，其所占泥浆总体积的百分数即为含沙量。5.胶体率胶体率反映的是泥浆中呈悬浮状态的固体颗粒与水分离的程度。泥浆胶体率高，可使土碴、钻屑呈悬浮状态。一般要求泥浆的胶体率高于96%，否则要掺加碱或火碱进行处理。可用量筒量取100ml泥浆，用玻璃片盖上，静置24h之后，观察量筒下部泥浆部分体积，其与总体积之比即为胶体率。6.静切力静切力指的是对泥浆施加外力，使静止的泥浆开始流动的一瞬间阻止其流动的阻力。静切力大的泥浆，悬浮土碴和钻屑的能力强，但其钻孔阻力也较大；泥浆静切力小则土碴、钻屑易沉淀。静切力指标一般取两个值，静止1min后测定，其值为2～3kPa；静止10min后测定，其值应为5～10kPa。7.pH值pH值表示泥浆的酸碱值。膨润土泥浆呈弱碱性，pH值一般为8～9，pH>11时泥浆会产生分层，使泥浆失去护壁作用。在施工中如水泥或呈碱性的地下水混入泥浆，就增大泥浆的碱性；如在酸性土中挖槽或呈酸性的地下水混入，泥浆就呈酸性。在施工现场，泥浆的pH值多用石蕊试纸测定。pH值发生变化则意味着有阳离子混入泥浆，所以泥浆pH值的变化能反映出泥浆的性质发生了变化。8.稳定性稳定性是指泥浆各成分混合后呈悬浮状态的性能。常用相对密度差试验确定。即将置于量筒中，盖上玻璃片，使其静置24h，经过沉淀后，分别测试上、下层的相对密度，一般要求两者之差不大于0.02。

施工中需注意的问题

1.泥浆的配合比的确定和制备现场配置泥浆时，应先根据配合比进行试配，然后按照泥浆的质量控制指标进行试验测定，如符合要求，则可以投入使用。否则需要修改配合比，重新配制，直到符合要求为止。根据确定好的配合比制备泥浆时，其投料顺序一般为水、膨润土、CMC、分散剂、其它外加剂。由于CMC溶液可能会妨碍膨润土溶胀，宜在膨润土之后投入。制备膨润土泥浆时一定要充分搅拌，如果膨润土溶胀的不充分，会直接影响泥浆的失水量和粘度。因此，在地下连续墙施工中，为了充分发挥泥浆的作用，最好是在泥浆充分溶胀之后再使用。一般情况下，膨润土与水混合之后3h就会有很大的溶胀，可供施工使用，经过一天就可以达到完全溶胀，因此泥浆搅拌后宜在泥浆池中贮存3h以上。2.循环泥浆的处理施工中，泥浆是不停的循环使用的，泥浆要与地下水、土、混凝土等接触，膨润土和外加剂等成分会有一定的损失，还会混入一些杂质，使泥浆受到污染而质量恶化。因此，要对泥浆进行处理方可循环使用。在施工现场，可采用物理再生处理和化学再生处理两种方法。如果泥浆污染严重，处理困难或不经济，则需废弃。泥浆经过处理后，对其各项质量控制指标进行检验测定，对不符合指标的，可以再补充所需掺入材料进行再生配制。经过再生配制的泥浆，符合质量要求的，送入贮浆池，待其完全溶合后再重复使用。

泥浆范文篇10

水库建成之后，随着泥沙淤积的不断发展，最终将会淤积到坝前。为了排泄坝前淤泥及维持水库长期使用库容，往往需要设置底孔。在底孔关闭期间，门前会有泥沙淤积[1]。淤积在门前的泥沙不仅增加了对闸门的水平压力，而且还增加了对闸门的附着力(粘结力)，导致闸门启门力增大。由于启门力是选择闸门启闭机容量的重要依据，所以泥沙淤积对闸门启门力的影响是设计人员所关注的重要问题之一。

在闸门前有泥沙淤积情况下，如何确定启门力，目前还几乎没有方法可循。工程设计中常常是在确定了清水启门力之后，然后考虑到门前泥沙淤积，再乘以一个大于1的系数，作为有泥沙淤积时的启门力，但该系数确定往往凭经验而定，带有相当的盲目性。文献[2]针对三门峡水库具体情况，曾给出一个有泥沙淤积时启门力经验公式，但在应用中也有一定的局限性。那么，解决该问题的另一途径就是模型试验。但由于模型试验中的一些关键技术问题至今未解决，如门前淤泥相似等，所以这方面的模型试验工作还未见诸报道，可以说还是一个空白。而工程设计又迫切需要模型试验研究人员提供有泥沙淤积时闸门启门力，因而尽早开展这方面的研究工作非常必要。本文对门前淤泥相似准则及模拟试验方法进行了探讨，以便能够更好地开展这方面研究工作，满足工程设计需要。

2门前淤泥相似准则

粘性细颗粒淤泥，随着其固结程度，含水量不同，其所处的物理状态也不同。当淤泥未固结，含水量较多时，属于宾汉体泥浆。随着淤泥固结，含水量变小，其力学性质发生根本变化，不再具有泥浆性质，而属于土力学所研究的范围。淹没在水下的坝前粘性细颗粒新鲜淤积物多数情况下为宾汉体泥浆。文献[3]认为，如果淤泥的干容重在810kg/m3～1080kg/m3左右，那么就属于泥浆。表1统计了国内几座大型水库实测的坝前淤泥干容重[4]。可见，这些水库坝前淤泥大部分为泥浆。

对于处在静止状态下的泥浆，作用的外力同时有重力、粘结力及压力，而粘结力起主导作用。由于影响粘结力的因素十分复杂，目前还难以用理论关系式表达，但粘结力与切力之间存在如下关系[5]

τ＝Ptgφ＋C

(1)

式中：τ为泥浆切应力；P为压强；为泥沙内摩擦角；C为单位面积的粘结力。

表1国内几座大型水库坝前淤泥干容重统计

--------------------------------------------------------------------------------

坝前淤泥

工程名称

--------------------------------------------------------------------------------

中值粒径/mm

干容重/(kg/m3)

--------------------------------------------------------------------------------

刘家峡

0.020

900～1000

盐锅峡

0.0435～0.325

1030～1460

青铜峡

0.00607～0.094

1390

龚嘴

0.03～0.04

800～1000

丹江口

0.01～0.039

600～800

--------------------------------------------------------------------------------

泥浆的内摩擦角主要与相对干容重γ′/γs有关(其中γ′为泥浆干容重，γs为沙粒容重).根据γ′/γs可计算出泥浆的内摩擦角[6，7]。通过调整模型泥浆稠度，改变其干容重，可以使模型与原型泥浆内摩擦角相同[8]。如果模型与原型泥浆内摩擦角相同，则由式(1)可推导出如下相似关系

λτ=λP

(2)

λC=λτ

(3)

式(2)、式(3)表明，在泥浆内摩擦角相同情况下，若泥浆切应力比尺能够满足相似要求，就能保证泥浆粘结力和压力相似。

为了导出泥浆切应力相似比尺关系式，列出泥浆静态平衡方程式如下[9]

(4)

式中：p、τ分别为法向应力(压强)和切应力，其下标第1个坐标表示应力分量所垂直的面，第2个坐标表示应力的方向，且有τxy=τyx，τxz=τzx，τyz=τzy；ρ为泥浆密度；X、Y、Z分别为单位质量力在x、y、z方向的分量，当质量力仅是重力时，则X=Y=0,Z=-g.

若模型与原型泥浆相似，则模型与原型对应的物理量必成同一比例，即

(pxx)p/(pxx)m=(pyy)p/(pyy)m=(pzz)p/(pzz)m=λp

(τxy)p(τxy)m=(τxz)p/(τxz)m=(τyz)p/(τyz)m=λτ

xp/xm=yp/ym=zp/zm=λL

ρp/ρm=λρ；gp/gm=λg

式中：脚标p表示原型；m表示模型。

将上述比例常数代入式(4)中，进行相似变换，得到

λp=λγm/λL

(5)

λτ=λγm/λL

(6)

式中：λp为泥浆压强比尺；λτ为泥浆切应力比尺；λγm=λρλg为泥浆容重比尺；λi为几何比尺。

宾汉体泥浆的切应力方程为

τ=τb+ηdv/dn

(7)

式中：τ为切应力；τb为极限剪应力；η为刚度系数；dv/dn为流速梯度。τb、η可通过流变试验确定。对于静态泥浆dv=0，则有

τ=τb

(8)

或

λτ=λτb

(9)

将式(9)代入式(6)中，得

λτb=λγm/λL

(10)

满足式(10)就能保证泥浆粘结力和重力同时相似，而泥浆压力相似是粘结力和重力相似的必然结果。由式(5)可确定浆泥压强或压力比尺。

文献[8]在模拟坝前粘性淤积物局部冲刷漏斗时，正是按式(10)相似条件配制模型泥浆，并使模型与原型泥沙内摩擦角相同，进行冲刷漏斗试验，得到的试验成果较为合理。这表明若模型泥浆配制满足上述相似条件，就能保证模型与原型泥浆作用力相似。

3模拟试验方法

满足式(10)相似条件的模型泥浆有多种选择。在几何比尺λL已定的情况下，影响模型泥浆选择的因素有极限剪应力τb和泥浆容重γm.而影响τb大小的因素又有泥浆浓度、细颗粒含量及絮凝结构等。可见，τb和γm又相互影响。所以实际配制泥浆时需要反复调整泥浆体浓度和细颗粒含量，测定τb和γm值，使其比尺组合符合式(10)要求，并使模型与原型泥沙内摩擦角相同。

关于原型淤泥极限剪应力τb、浆体容重γm和内摩擦角的确定，由于在水库设计阶段无法实测淤泥参数，主要是根据坝前淤积物颗粒级配，参照类似工程实测资料并进行一些分析计算，首先确定坝前淤泥干容重γ′，然后根据原型淤泥颗粒级配及干容重，选择合适的公式通过计算得到τb和φ，或选择相同性质的天然沙样在试验室试配少量试样实际测定τb和φ。泥浆容重γm则根据下式计算

γm=γ＋γ′(γs-γ)/γs

(11)

式中：γ为水容重。

将配制好的泥浆按门前设计淤积高程充填到模型中，再在其上部注清水至设计库水位，然后就可以利用闸门启闭装置进行启门力试验。在门前有泥沙淤积情况下，启门力的最大值通常发生在开始启门的瞬间。另外需要指出，由于泥浆的极限剪应力τb与其配制时间的长短有关，所以配制好的泥浆应及时充填到模型中进行试验。否则τb将发生变化，泥浆的相似性将遭到破坏。

模型上的闸门行走支承及止水型式等很难做到与原型相似，因而作用在行走支承及止水处的模型摩阻力与原型摩阻力是不相似的。为了消除摩阻力不相似因素的影响，在同一模型相同边界条件下，分别测定清水启门力和有泥沙淤积时启门力，并令

k=Fsm/Fwm

(12)

式中：Fsm为有泥沙淤积时模型启门力；Fwm为清水模型启门力，k为比例系数，大于1.

由动力相似原理知，模型的k值等于原型的k值。一旦通过模型试验确定出k值后，就可以在已知清水原型启门力Fwp情况下，得出有泥沙淤积时原型启门力Fsp，即

Fsp=kFwp

(13)

关于清水原型启门力，既可以用启门力公式计算，也可以在同一模型上通过试验确定。清水启门力的模型试验，可参见有关文献[10、11]。

4结语

本文在推导门前淤泥相似条件时，其前提条件是设淤泥为宾汉体泥浆。大多数水库坝前淤泥一般较细且未固结，可当作宾汉体泥浆。如果淤泥已固结或为散粒体粗沙，那么就属于土力学研究范围，不能应用该文所给出的淤泥相似条件进行模拟。

参考文献：

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