鉆探施工中泥漿的應用分析

陳春

摘 要：在鉆探施工階段應嚴格控制泥漿質量及使用，以保證施工的順利進行。在技術層面，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，應做好制漿工作，進而保證泥漿的性能，確保泥漿施工效果。

關鍵詞：鉆探;施工;泥漿

鉆探施工中的危險系數較高，容易因為漿料使用不當、操作不規范等出現坍塌問題，因此需要在鉆探施工中使用泥漿護壁方式，避免坍孔的產生，提高工程施工質量。而泥漿護壁方式的應用需要對泥漿質量展開科學管控，做好泥漿調配及性能檢測作業，進而增大施工的安全系數。下面就對鉆探施工中泥漿的應用進行細致分析和說明。

1 規范泥漿的質量

在鉆探施工中，泥漿的質量會影響到鉆孔質量及樁基的承載能力。因泥漿質量不合格引發的問題有：泥漿護壁粘膜質量得不到保障，進而導致鉆孔孔壁上的泥漿出現不同程度的脫落現象，鉆孔的穩定性也會受到影響，出現塌孔或縮孔問題;如果泥漿過于粘稠，在護壁泥漿處理中，形成的泥皮內含有較多的細沙材料，粘結力降低，鉆孔壁厚度增加，測模阻力下降;由于泥漿粘稠度的增加，在鋼筋籠下放及混凝土灌注后，兩者間的融合性會有所降低，增大灌漿助力，從而降低施工質量，產生各種危險事故。鑒于此，在鉆探施工中，工程人員必須對泥漿質量實行科學把控，檢查泥漿性能和施工效果，加強施工的有效性。

2 鉆探施工中泥漿的應用

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量，做好原材料的把控是非常重要的。

2.1.1 水

泥漿調配中的水以自來水為主，不過對于鉆探工程來說，施工環境一般集中在山區或田野內，這些區域無法對接自來水管道，在水源供應上會存在一定的困難，要求工作人員做好現場區域水源的開發、檢驗和利用。為此，工作人員要做好施工區域勘察工作，對周邊水源或地下水分布實行詳細了解和掌握，選擇酸堿性呈中性的水作為泥漿攪拌的主要水源，以確保泥漿質量。如果水源不夠充足，工作人員需要對其他類型的水展開分析和檢驗，選擇符合要求的水源應用到泥漿攪拌中，控制攪拌過程的化學反應，以此提高泥漿質量。需要格外注意的是，泥漿攪拌時禁止使用海水，以免發生安全事故。

2.1.2 粘土

粘土的各項性能決定了泥漿的整體質量。在泥漿調配中，當粘土質量出現問題時，為改進泥漿質量，會添加較多的處理劑，進而增加泥漿材料的化學反應，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，可根據鉆探環境及地質結構特征科學選擇。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或田野開展的，對于泥漿的抗剪能力有較高要求。所以在粘土材料選擇上，應注重其水化性、吸附性和膨脹性，這樣制作出來的泥漿才能具有較高的強度和抵抗性能，提高鉆孔質量，增強樁基的穩定性。

2.1.3 處理劑

雖然在泥漿調配中，不使用處理劑或少量使用處理劑是最理想的保證泥漿質量的措施，但工作人員還是要對處理劑有所了解，以備不時之需。隨著建筑市場的發展，目前處理劑的種類較多，且不同處理劑針對的情況也不相同，在鉆探施工中，需要根據現場環境情況及規劃要求，科學選擇處理劑類型。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、施工要求、工程量、經濟效益等多方面展開綜合分析。

工程人員需科學選用處理劑。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出現的，目的是調節酸堿值、增強粘結性及水化分散力，以維持泥漿性能的穩定性，減少施工中病害問題的產生。

2.2 性能指標

泥漿屬于塑性流體，其各項性能指標，如化學穩定性、物理性、流變性等均具有塑性流體的特征。所以在泥漿調配中，應結合塑性流體特征要求，對各項性能指標參數加以確定和控制，使其符合鉆探施工要求，維持工程建設穩定性。泥漿性能指標及相關參數為：

2.2.1 密度

泥漿密度的確定需要從現場情況、地下水承壓情況及鉆進速率等方面展開綜合分析，這樣才能加強泥漿使用中靜壓力值的合理性。通常情況下，泥漿密度會控制在每米1.05-1.15t之間。不過由于鉆探施工復雜性較強，泥漿密度會因為粘土質量不達標、鈣侵問題的產生而出現超標現象，這時需要加入適量的水解度為30%左右的聚丙烯酰胺，進行選擇性絮凝沉淀。采用除沙器、低頻振動篩等泥漿凈化設備，清除泥漿中的劣質粘土顆粒及巖粉。

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，粘度越高，摩擦系數越大，結構間的穩固性越強。在鉆探施工中，因地質結構及環境的影響，泥漿粘度會控制在18-22s之間，過高則易出現糊鉆、巖粉不能及時沉淀問題，最終密度升高影響鉆進效率，水泵負荷增大;過低則對攜帶巖粉、護壁不利，還極易沖刷破壞井壁泥皮。如果在施工中出現不穩定現象，可在泥漿中加入適量的降粘劑或增加泥漿數量。

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值。泥漿中含有水分，所以失水情況無可避免，不過可以通過控制失水量來優化泥漿性能，保證鉆探施工中，鉆孔成型效果，加大孔壁保護，避免脫落、塌孔等問題的產生。經試驗證明，失水量一般在l8-30mL/30rain較為適宜。漿失水是多種化學材料共同作用的結果，不可單一使用某一種處理劑，以免造成其他指標的不平衡。

2.2.4 含沙量

含沙量是泥漿檢測中無法通過規定篩網尺寸的沙子的含量，其對泥漿性能及施工安全性有著直接影響。含沙量越大，相應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，對鉆進設備也會帶來影響，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滯留，巖粉沉淀造成埋鉆。所以，要求含沙量不得超過3%。可加入PHP進行選擇性絮凝沉淀或實行機械、人工除沙。必要時，可利用沉漿排放來降低含沙量。

2.2.5 酸堿值

鉆探施工中，泥漿酸堿值應控制在8-9之間，過高或過低都會增加泥漿中水化反應的能力，降低造漿率。

2.3 凈化與調節

2.3.1 粘稠處理

鉆探施工中經常會遇到粘土層，這時將已經調配好的泥漿灌入到土層內，會增加泥漿的粘稠度，對施工作業質量造成不利影響。為保證施工質量，應根據現場實際情況，采取有效措施實施泥漿的粘稠處理。一般情況下，會利用對水的方式稀釋泥漿，降低粘稠度。稀釋過程中需做好沉渣清除，且控制稀釋效果。如果發現水量添加過多，則要利用沙泵加以攪拌，注重泥漿質量，防止不均勻或膠體流失現象的產生。另外，鉆探深層出現大量泥巖時，泥漿也會變粘稠，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增多，這時要通過腐植酸鉀溶液的使用對多余沉渣展開處理，再借助網紗過濾的方式來保證施工質量，切忌不可使用人工撈取的方式。

2.3.3 完善班組施工方案

鉆探施工本來就是一項較為復雜的工作，要求各班組間通力配合，制定完善的施工方案，明確各班組作業內容及目標要求，且科學選擇施工材料和設備，以此加強泥漿作業的穩定性、合理性，推動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，工程人員應加強泥漿材料選擇的合理性、性能指標規劃的科學性，方案編制的有效性，以此改善鉆探施工效果，減少坍孔、涌水等病害問題的產生，最終全面維護施工現場的安全性，促進工程建設的高質量完工。

參考文獻：

[1]竇小龍.鉆探施工中泥漿的應用研究[J].科技創新與應用，2019，000（023）：173-174.

[2]趙留華，張成楠，張準.紅層鉆探施工中護壁堵漏泥漿的選取[J].西部探礦工程，2018，030（001）：80-81.

[3]楊少峰.泥漿護壁成孔灌注樁施工技術探討[J].中國金屬通報，2019，1001（02）：293-293.