鉆探施工中泥漿的應(yīng)用分析

陳春

摘 要：在鉆探施工階段應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量及使用，以保證施工的順利進(jìn)行。在技術(shù)層面，泥漿材料選擇與處理劑配比直接影響著泥漿的最終性能，為此，應(yīng)做好制漿工作，進(jìn)而保證泥漿的性能，確保泥漿施工效果。

關(guān)鍵詞：鉆探;施工;泥漿

鉆探施工中的危險(xiǎn)系數(shù)較高，容易因?yàn)闈{料使用不當(dāng)、操作不規(guī)范等出現(xiàn)坍塌問(wèn)題，因此需要在鉆探施工中使用泥漿護(hù)壁方式，避免坍孔的產(chǎn)生，提高工程施工質(zhì)量。而泥漿護(hù)壁方式的應(yīng)用需要對(duì)泥漿質(zhì)量展開科學(xué)管控，做好泥漿調(diào)配及性能檢測(cè)作業(yè)，進(jìn)而增大施工的安全系數(shù)。下面就對(duì)鉆探施工中泥漿的應(yīng)用進(jìn)行細(xì)致分析和說(shuō)明。

1 規(guī)范泥漿的質(zhì)量

在鉆探施工中，泥漿的質(zhì)量會(huì)影響到鉆孔質(zhì)量及樁基的承載能力。因泥漿質(zhì)量不合格引發(fā)的問(wèn)題有：泥漿護(hù)壁粘膜質(zhì)量得不到保障，進(jìn)而導(dǎo)致鉆孔孔壁上的泥漿出現(xiàn)不同程度的脫落現(xiàn)象，鉆孔的穩(wěn)定性也會(huì)受到影響，出現(xiàn)塌孔或縮孔問(wèn)題;如果泥漿過(guò)于粘稠，在護(hù)壁泥漿處理中，形成的泥皮內(nèi)含有較多的細(xì)沙材料，粘結(jié)力降低，鉆孔壁厚度增加，測(cè)模阻力下降;由于泥漿粘稠度的增加，在鋼筋籠下放及混凝土灌注后，兩者間的融合性會(huì)有所降低，增大灌漿助力，從而降低施工質(zhì)量，產(chǎn)生各種危險(xiǎn)事故。鑒于此，在鉆探施工中，工程人員必須對(duì)泥漿質(zhì)量實(shí)行科學(xué)把控，檢查泥漿性能和施工效果，加強(qiáng)施工的有效性。

2 鉆探施工中泥漿的應(yīng)用

2.1 制作材料選擇

泥漿制作所需材料以水、粘土和一定量的處理劑為主。要想保證泥漿制作質(zhì)量，做好原材料的把控是非常重要的。

2.1.1 水

泥漿調(diào)配中的水以自來(lái)水為主，不過(guò)對(duì)于鉆探工程來(lái)說(shuō)，施工環(huán)境一般集中在山區(qū)或田野內(nèi)，這些區(qū)域無(wú)法對(duì)接自來(lái)水管道，在水源供應(yīng)上會(huì)存在一定的困難，要求工作人員做好現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域水源的開發(fā)、檢驗(yàn)和利用。為此，工作人員要做好施工區(qū)域勘察工作，對(duì)周邊水源或地下水分布實(shí)行詳細(xì)了解和掌握，選擇酸堿性呈中性的水作為泥漿攪拌的主要水源，以確保泥漿質(zhì)量。如果水源不夠充足，工作人員需要對(duì)其他類型的水展開分析和檢驗(yàn)，選擇符合要求的水源應(yīng)用到泥漿攪拌中，控制攪拌過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)，以此提高泥漿質(zhì)量。需要格外注意的是，泥漿攪拌時(shí)禁止使用海水，以免發(fā)生安全事故。

2.1.2 粘土

粘土的各項(xiàng)性能決定了泥漿的整體質(zhì)量。在泥漿調(diào)配中，當(dāng)粘土質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，為改進(jìn)泥漿質(zhì)量，會(huì)添加較多的處理劑，進(jìn)而增加泥漿材料的化學(xué)反應(yīng)，不符合鉆探施工要求。目前市面上可供選擇的粘土種類較多，可根據(jù)鉆探環(huán)境及地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征科學(xué)選擇。常見的泥漿種類以普通粘土泥漿和油田泥漿這兩種為主。鉆探工程一般是在山區(qū)或田野開展的，對(duì)于泥漿的抗剪能力有較高要求。所以在粘土材料選擇上，應(yīng)注重其水化性、吸附性和膨脹性，這樣制作出來(lái)的泥漿才能具有較高的強(qiáng)度和抵抗性能，提高鉆孔質(zhì)量，增強(qiáng)樁基的穩(wěn)定性。

2.1.3 處理劑

雖然在泥漿調(diào)配中，不使用處理劑或少量使用處理劑是最理想的保證泥漿質(zhì)量的措施，但工作人員還是要對(duì)處理劑有所了解，以備不時(shí)之需。隨著建筑市場(chǎng)的發(fā)展，目前處理劑的種類較多，且不同處理劑針對(duì)的情況也不相同，在鉆探施工中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況及規(guī)劃要求，科學(xué)選擇處理劑類型。常見的泥漿處理劑有加重劑、降粘劑、增年降失水劑這三種。工作人員要從技術(shù)、施工要求、工程量、經(jīng)濟(jì)效益等多方面展開綜合分析。

工程人員需科學(xué)選用處理劑。在常用的處理劑中，加重劑是在泥漿中融入一些重晶石粉，提高泥漿密度和膠粘度的一種方式，對(duì)處理涌水鉆孔壓涌有著顯著作用;降粘劑是以純堿、鐵鉻鹽、腐殖酸鉀這三種形態(tài)出現(xiàn)的，目的是調(diào)節(jié)酸堿值、增強(qiáng)粘結(jié)性及水化分散力，以維持泥漿性能的穩(wěn)定性，減少施工中病害問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.2 性能指標(biāo)

泥漿屬于塑性流體，其各項(xiàng)性能指標(biāo)，如化學(xué)穩(wěn)定性、物理性、流變性等均具有塑性流體的特征。所以在泥漿調(diào)配中，應(yīng)結(jié)合塑性流體特征要求，對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)加以確定和控制，使其符合鉆探施工要求，維持工程建設(shè)穩(wěn)定性。泥漿性能指標(biāo)及相關(guān)參數(shù)為：

2.2.1 密度

泥漿密度的確定需要從現(xiàn)場(chǎng)情況、地下水承壓情況及鉆進(jìn)速率等方面展開綜合分析，這樣才能加強(qiáng)泥漿使用中靜壓力值的合理性。通常情況下，泥漿密度會(huì)控制在每米1.05-1.15t之間。不過(guò)由于鉆探施工復(fù)雜性較強(qiáng)，泥漿密度會(huì)因?yàn)檎惩临|(zhì)量不達(dá)標(biāo)、鈣侵問(wèn)題的產(chǎn)生而出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，這時(shí)需要加入適量的水解度為30%左右的聚丙烯酰胺，進(jìn)行選擇性絮凝沉淀。采用除沙器、低頻振動(dòng)篩等泥漿凈化設(shè)備，清除泥漿中的劣質(zhì)粘土顆粒及巖粉。

2.2.2 粘度

泥漿粘度指的是材料分子間、固相顆粒間、液相和固相間的摩擦系數(shù)，粘度越高，摩擦系數(shù)越大，結(jié)構(gòu)間的穩(wěn)固性越強(qiáng)。在鉆探施工中，因地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境的影響，泥漿粘度會(huì)控制在18-22s之間，過(guò)高則易出現(xiàn)糊鉆、巖粉不能及時(shí)沉淀問(wèn)題，最終密度升高影響鉆進(jìn)效率，水泵負(fù)荷增大;過(guò)低則對(duì)攜帶巖粉、護(hù)壁不利，還極易沖刷破壞井壁泥皮。如果在施工中出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，可在泥漿中加入適量的降粘劑或增加泥漿數(shù)量。

2.2.3 失水量

失水量指的是泥漿中自由水的含量，是在一定壓力作用下釋放或滲透的水的數(shù)值。泥漿中含有水分，所以失水情況無(wú)可避免，不過(guò)可以通過(guò)控制失水量來(lái)優(yōu)化泥漿性能，保證鉆探施工中，鉆孔成型效果，加大孔壁保護(hù)，避免脫落、塌孔等問(wèn)題的產(chǎn)生。經(jīng)試驗(yàn)證明，失水量一般在l8-30mL/30rain較為適宜。漿失水是多種化學(xué)材料共同作用的結(jié)果，不可單一使用某一種處理劑，以免造成其他指標(biāo)的不平衡。

2.2.4 含沙量

含沙量是泥漿檢測(cè)中無(wú)法通過(guò)規(guī)定篩網(wǎng)尺寸的沙子的含量，其對(duì)泥漿性能及施工安全性有著直接影響。含沙量越大，相應(yīng)的孔壁泥皮的性能越低，孔洞安全性越低。另外，含沙量的增加，對(duì)鉆進(jìn)設(shè)備也會(huì)帶來(lái)影響，加大磨損率，增加材料使用量，還易造成斷、脫鉆具等事故，或鉆具因停泵在孔內(nèi)滯留，巖粉沉淀造成埋鉆。所以，要求含沙量不得超過(guò)3%?？杉尤隤HP進(jìn)行選擇性絮凝沉淀或?qū)嵭袡C(jī)械、人工除沙。必要時(shí)，可利用沉漿排放來(lái)降低含沙量。

2.2.5 酸堿值

鉆探施工中，泥漿酸堿值應(yīng)控制在8-9之間，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)增加泥漿中水化反應(yīng)的能力，降低造漿率。

2.3 凈化與調(diào)節(jié)

2.3.1 粘稠處理

鉆探施工中經(jīng)常會(huì)遇到粘土層，這時(shí)將已經(jīng)調(diào)配好的泥漿灌入到土層內(nèi)，會(huì)增加泥漿的粘稠度，對(duì)施工作業(yè)質(zhì)量造成不利影響。為保證施工質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取有效措施實(shí)施泥漿的粘稠處理。一般情況下，會(huì)利用對(duì)水的方式稀釋泥漿，降低粘稠度。稀釋過(guò)程中需做好沉渣清除，且控制稀釋效果。如果發(fā)現(xiàn)水量添加過(guò)多，則要利用沙泵加以攪拌，注重泥漿質(zhì)量，防止不均勻或膠體流失現(xiàn)象的產(chǎn)生。另外，鉆探深層出現(xiàn)大量泥巖時(shí)，泥漿也會(huì)變粘稠，解決的方法是用腐植酸鉀兌水。以確保泥漿稀釋度，避免失水過(guò)多，影響泥漿的密度。

2.3.2 沉渣處理

鉆探中一旦碰到砂土層或流沙層，則鉆探中泥漿的含渣量會(huì)增多，這時(shí)要通過(guò)腐植酸鉀溶液的使用對(duì)多余沉渣展開處理，再借助網(wǎng)紗過(guò)濾的方式來(lái)保證施工質(zhì)量，切忌不可使用人工撈取的方式。

2.3.3 完善班組施工方案

鉆探施工本來(lái)就是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，要求各班組間通力配合，制定完善的施工方案，明確各班組作業(yè)內(nèi)容及目標(biāo)要求，且科學(xué)選擇施工材料和設(shè)備，以此加強(qiáng)泥漿作業(yè)的穩(wěn)定性、合理性，推動(dòng)工程施工的順利開展。

綜上所述，泥漿在鉆探施工中起到非常重要的作用，工程人員應(yīng)加強(qiáng)泥漿材料選擇的合理性、性能指標(biāo)規(guī)劃的科學(xué)性，方案編制的有效性，以此改善鉆探施工效果，減少坍孔、涌水等病害問(wèn)題的產(chǎn)生，最終全面維護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性，促進(jìn)工程建設(shè)的高質(zhì)量完工。

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