關(guān)于泥漿主要特性及在巖土工程施工中的重要作用分析

■梁桂光

（廣西壯族自治區(qū)第六地質(zhì)隊 廣西玉林 537000）

關(guān)于泥漿主要特性及在巖土工程施工中的重要作用分析

■梁桂光

（廣西壯族自治區(qū)第六地質(zhì)隊 廣西玉林 537000）

文章介紹了泥漿的分類與配比，分析了其主要特性，包括良好觸變性、穩(wěn)定的化學(xué)與物理性能等，探討了其在巖土工程中的重要作用，并重點介紹了與之相配套的注漿法施工工藝。

泥漿主要特性巖土工程施工作用

目前，泥漿作為建筑材料雖然沒有得到廣泛重視，卻始終沒有淡出人們的視線，而且逐漸具有了更加廣泛的應(yīng)用范圍，例如在盾構(gòu)法施工、沉井法施工、地下連續(xù)墻施工以及鉆孔灌注樁施工中都要使用泥漿，所以施工企業(yè)必須合理利用泥漿，不斷完善注漿法等相關(guān)的施工工藝。

1 泥漿的分類與配比

我國與其他國家通常都是以泥漿的特殊用途、關(guān)鍵特性與主要處理劑成分為依據(jù)對其進行分類與命名。比如地下墻槽壁穩(wěn)定泥漿、基樁鉆孔循環(huán)泥漿、小口徑金剛石鉆進泥漿、石油天然氣完井泥漿、地?zé)峋蜕罹酀{、混油潤滑泥漿、飽和鹽水泥漿、非水基泥漿、充氣泡沫泥漿、抑制性泥漿、木質(zhì)素磺酸鹽泥漿、聚合物泥漿、腐植酸類泥漿等。聚合物泥漿、CMC泥漿、膨潤土泥漿、粘土泥漿等都是施工中經(jīng)常使用的幾種泥漿。施工人員需要綜合考慮各方面因素后確定具體的泥漿配比，比如施工機械、地基條件等，分析條件后先選定基本配比，接著再通過試驗制備泥漿，并對配比加以修正。

2 泥漿的主要特性

泥漿的主要特性共包括以下幾點：①原料廣泛。泥漿作為施工材料比較容易獲得。地球是我們賴以生存的家園，因為其表面被風(fēng)化的巖石會形成土壤，所以相比于其他材料，泥漿不僅來源廣泛，而且價格便宜，先天條件較好；②清洗作用。泥漿相比于空氣泡沫、空氣和清水等洗井介質(zhì)，在任何地質(zhì)條件下均可以應(yīng)用，范圍更加廣泛；③隔離作用。泥漿在護壁狀態(tài)時，會促使韌而薄的泥皮形成于孔壁之上，將周圍地層水與孔內(nèi)水間的聯(lián)系相隔離，使孔壁可以更好地維持穩(wěn)定；④觸變性良好。處于流動狀態(tài)時的泥漿阻力很小。但是停止施工后短時間內(nèi)泥漿又會迅速凝聚為凝膠狀，以防沙粒在泥漿中快速下沉，而且壁孔內(nèi)滲入的泥漿也會很快固結(jié)，使孔壁維持穩(wěn)定。在施工過程中即使出現(xiàn)時間延誤，也不會引起沒必要的損失；⑤作為施工材料其比重比較容易調(diào)節(jié)。比重較大不利于混凝土置換，或者會導(dǎo)致泵能力不足，但與此同時比重達有利于對土渣、護壁的浮托作用。施工人員對組成泥漿的材料的比例關(guān)系進行調(diào)節(jié)，從而得到比重適當?shù)哪酀{；⑥穩(wěn)定的化學(xué)與物理性能。靜置的泥漿其性質(zhì)在長時間內(nèi)都不會發(fā)生改變，既不會因為混入易混物（如海水、水泥等），也不會因重力作用發(fā)生沉淀；①能反復(fù)利用。泥漿具有多種優(yōu)點，十分獨特，在未來較長時間內(nèi)都不可能被其他材料所替代。

3 在巖土工程施工過程中泥漿的重要作用

3.1 減阻助沉作用

該作用主要體現(xiàn)在沉井法施工中，通過對泥漿潤滑套進行設(shè)置，使下沉阻力減小，與此同時能夠做薄井壁，減少材料消耗。在頂管法施工中同樣可以應(yīng)用這種機理，有助于頂進工程管。

3.2 防滲、固壁、護壁作用

在進行鉆孔灌注樁施工時，孔外土、水的壓力需要低于孔內(nèi)泥漿側(cè)壓力，避免發(fā)生坍孔。流向地層的泥漿于孔壁處形成泥皮，不斷增厚變密，從而使孔壁得以加固。泥皮能夠?qū)⒅車貙铀c孔內(nèi)水的聯(lián)系隔離，達到防滲的目的，使孔壁可以更好地維持穩(wěn)定性。在盾構(gòu)法施工與地下連續(xù)墻開槽過程中同樣適用這種機理。

3.3 控制泥漿比重，冷卻潤滑施工機具

在施工過程中，施工人員可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況科學(xué)調(diào)節(jié)比重。例如碧土濟南黃河大橋以鉆孔灌注樁（直徑2m）為樁基，樁體長。孔徑大，有厚度9m左右的粉砂層分布于鉆孔的上部土層中，很可能引發(fā)塌孔現(xiàn)象，下部土層以粘土為主。所以在沙層鉆進施工中，需要適當增大泥漿比重，使孔壁得到更好的保護。但是在鉆進粘土層時需要將泥漿比重適當降低，從而使鉆進效率提高。此外，泥漿還具有冷卻潤滑施工機具的作用。在施工過程中，金屬機具持續(xù)運轉(zhuǎn)，溫度自然會升高，利用泥漿可以降低機具的溫度，達到潤滑與冷卻的目的。

3.4 清洗、浮渣、攜渣作用

確保井底不會殘留土渣，保證后續(xù)工作順利進行，提高施工效率，改善施工質(zhì)量。其應(yīng)用主要體現(xiàn)在特殊鑿井鉆井法施工中，在泥漿循環(huán)流動的過程中及時將被刀具破碎的井底巖渣清除，并且向井口排出。除此之外，能夠使泥漿噴出壓力提高，使地層受到?jīng)_擊，有助于破碎巖層。例如在黃河下游大堤右岸的施工中，有許多鼠洞、螞蟻穴、裂縫等嚴重漏漿的現(xiàn)象出現(xiàn)于開封黃河堤段上，可以先投泥球，接著進行泥漿配置，粘度大約在30～40s之間，利用其堵漏造孔，并開始鉆進進尺，可以顯著提高鉆進速度，以40～50m/d的速度取代之前30m/d的速度，

4 巖土施工中注漿法的應(yīng)用

在巖土工程中，輔助泥漿進行施工的重要方法就是注漿法，并且占據(jù)著非常重要的地位。對于注漿法而言，它的原理是把漿液通過氣壓、液壓以及電滲等方法投入到介質(zhì)中去，等到漿液凝固成石體之后，能夠使得介質(zhì)的強度與穩(wěn)定性得到有效的提高，并且具有一定的防水、防滲功能。在注漿過程中，需要對注漿孔的位置以及數(shù)目等進行合理的選擇。注漿孔的位置與數(shù)目直接影響著漿液的注漿時間、注漿效果以及注漿成本等。

目前國內(nèi)有許多注漿材料，其類別主要可分為有機系與無機系兩種，無論是哪種注漿施工工程，其主要材料仍然是水泥泥漿。注漿法的分類方法如下：首先，根據(jù)地下工程掘砌次序與注漿工作可分為后注漿法與預(yù)注漿法；其次，按照巖土性質(zhì)與注漿目的，分為充填注漿、壓密注漿、劈裂注漿滲透注漿等；最后，當注漿施工的介質(zhì)性質(zhì)不同時，也需要采用不同的施工方法，主要的介質(zhì)包括存在裂隙的巖層（施工步驟依次為鉆孔。沖洗鉆屑、壓水試驗，接著參考得到了資料完成灌注灌漿）、砂性土（主要是采用袖閥管法）與粘性土（劈裂注漿）。

5 結(jié)語

泥漿作為巖土工程施工中的輔助材料，除了可以減輕體力勞動，還可以節(jié)約成本，使作業(yè)效率提高，能夠獲得良好的社會效益與經(jīng)濟效益。與此同時，與之配套的注漿法是一種重要的輔助施工手段，有助于提高施工的安全性，確保工程的整體施工質(zhì)量，縮短工期。施工企業(yè)在巖土工程施工中必須認識到泥漿的重要性，充分掌握其主要特性，并進行合理利用，更好地服務(wù)于巖土工程。

[1]王立平,王一新.淺談泥漿主要特性及在巖土工程施工中的重要作用 [J].安徽建筑, 2012,(1):51+57.

TU52[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-361-1