文档介绍：固壁泥浆第一节固壁泥浆的主要功能和固壁原理1、固壁泥浆,又称“护壁泥浆”,施工中简称“泥浆”。指在成槽施工中,能防止孔壁坍塌,保持土体稳定,并携带钻碴和泥砂的浆液。固壁泥浆的主要成份有水、天然粘土或膨润土、化学处理剂。常用的泥浆有天然粘浆、膨润土浆粘土膨润土混合浆;国外新型泥浆主要有聚合物泥浆。2、泥浆的重要功能1)支持孔壁、防止坍塌或孔壁掉块;2)将槽段和地层分开,防止两者之间水的流动;3)悬浮、携带造孔过程中产生的钻碴和泥砂;4)利用形成的泥皮,较长时间保持孔壁稳定。3、泥浆固壁的主要原理1)由于槽孔内浆面高于地下水水位高程,浆液的密度大于水的密度,在浆液的静浆压力作用下,泥浆渗入较松散的孔壁土体孔隙中,成为静止的凝胶;固定了土颗粒的位置,在槽壁面附近形成了不太规则的垂直方向稳定的土层。2)形成不透水的“泥皮”槽壁上的凝胶层由逐渐固结在一起的膨润土或粘土颗粒形成泥皮,并牢固紧密地贴在槽壁面的土体上,形成“泥皮”,达到防止浆液漏失,阻隔地下水渗入到槽孔内的作用。3)浆液散液压力平衡着地层的土压力和孔隙水压力,并通过泥皮,对孔壁起支护作用。4、泥浆悬浮,携带钻碴的原理1)泥浆具有一定的粘度、比重、触变性,利用泥浆的粘性和凝胶性质,可以使钻碴及造孔带下的泥砂悬浮于泥浆中,不产生沉淀;2)利用十字钻头的刃部、钻耳等特殊几何形状,在冲击钻进过程中,对孔底钻碴,泥砂进行搅拌掺合作用。3)使用抽筒将孔底浓度大,密度高,粘度大的浆液抽出孔外,达到清洁孔底,提高钻进效率。4)泵吸反循环钻进,则利用泥浆反循环,泥浆净化装置排出钻碴和泥砂,净化泥浆,保持正常钻进。第二节对制浆材料的要求1、“96墙规”对制将粘土性能的要求粘粒含量大于50%,塑料指数大于20,含砂量小于5%,二氧化硅和三氧化二铝的比值为3~4。对造将用膨润土性能指标要求见表1:上述指标,无论是天然粘土,还是膨润土,除测定含砂量指标,其它性能指标均需送专门机构测定。只有经专门机构对性能指标界定后,才可决定是否用于制浆。表1造浆用膨润土性能指标性能塑性指数粘粒含量含砂量吸水量膨润度细度(200目筛余)胶质价造浆率蒙脱石含量SiO2/Al2O3Na2O/CaOPH指标单位(%)(%)(%)倍(%)(%)m3/t(%)数值>20>50≤3>8>5≤≥60>8>703~4>1>72、水水在配制浆中用量最大。由于极少发生因水质导致泥浆性能破坏,所以一般未给以重视。现场施工前,对制浆用水宜作一些水质分析,或借助于发包方提供的水质资料,对水质进行了解,以决定取舍或采取技术措施。3、常用化学处理剂和泥浆处理材料1)纯碱(Na2CO3):用作泥浆分散剂。施工常用无水纯碱,其性能可以满足施工需要。无水纯碱为白色结晶性粉末,无臭,能溶于水,水溶液呈现强碱性,能吸收空气中的潮气和二氧化碳,变成碳酸氢钠,结成硬块。遇酸分解,放出二氧化碳。密度(20℃):。工业用纯碱按碳酸钠含量分为三级:一级99%;%;三级98%。~%,由于各地天然粘土质量差别较大,具体掺量应通过泥浆试验确定。使用纯碱作为分散剂时,应注意以下几点:纯碱用量过多,反而会使泥浆性能变环;某些钠离子含量较高的膨润土,加入纯碱后会使泥浆性能变环,因此使用膨润土前,应对土料进行矿物成份分析和泥浆试验。纯碱在35℃~36℃时,在水中溶解度为33%左右,在常温下配制纯碱溶液时,应注意加量,使其浓度小于它的溶解度,避免造成浪费。在低温条件下应采取加温措施。2)钠羧***纤维素(Na—CMC):增粘(降失水)剂。用以提高泥浆粘度,降低泥浆失水量,改善胶体性能,提高浆液固壁能力和悬浮,携碴能力。Na—CMC是一种白色粒状或纤维状的高分子化合物。CMC的工业品一般以浓度为2%的水溶液粘度为标准,其产品分为高粘、中粘、低粘三类。常用产品型号、性能见表2:表2产品型号品种类别取代度粘度Pa·S×10-3使用范围OH8高粘度>>1000含盐地层OH6高粘度>~1200水质矿物度低的钻进OH5中粘度>~600一般泥浆降失水剂OM5中粘度>~600一般泥浆降失水剂泥浆中加入CMC后,其性能可发生以下变化:失水量显著降低,增加粘土分散性而不易粘结,使泥皮薄而坚韧,起到阻止泥浆失水的作用。无论粘土质量如何,只要加入300~1000PPm高粘CMC,就可使泥浆粘度和切力有所增大。在施工中常将它用作低固相泥浆的增粘剂用。能包裹粘土颗粒,具有胶体保护作用,控制水泥和盐分的污染。CMC的掺入量:%,掺入浓度为1%的CMC溶液,由于使用目的的不同,各地粘土质量的差异,具体掺入量应通过试验确定。3)堵漏材料纤维状材料:纸浆碴,短石棉或玻璃纤维,碎干蔗纤维,