[发明专利]一种旋挖桩用施工泥浆

说明书

技术领域

本发明属于一种旋挖桩用施工泥浆，具体地说属于一种复合性泥浆，尤其适合全卵石层、漂石层、地下水活动旺盛等地质地层旋挖钻施工。

背景技术

非开挖技术(Trenchless Technology Y或No—Dig)是指在不开挖地表的条件下探测、检查、修复、更换和铺设各种地下公用设施(管道和电缆)的任何一种技术和方法。定(导)向钻进技术是目前非开挖技术中应用最广，发展最快的一种施工技术。施工时，按照设计的钻孔轨迹(一般为弧形)，采用定向钻进技术先施工一个近似水平的先导孔，待先导孔钻具在被穿越障碍物的另一侧露出后，卸下导向钻头，换上大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设管线，然后进行反向扩孔，同时将待铺设的管线拉入钻孔。当全部的钻杆被拉回时，铺管的工作同时完成。旋挖钻成孔技术是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗。

随后出现了申请号为200610031905.0，发明名称为非开挖钻进护壁泥浆的专利技术方案，其技术方案是：由重量配比的原料制成的泥浆:水100、膨润土3～10、泥浆处理剂0.75～2.5。膨润土为钙土,泥浆处理剂为纯碱、Na-CMC和生物处理剂,其重量配比为:钙土5～10、纯碱0.25～0.5、Na-CMC 0.25～1、生物处理剂0.25～1。一种用于在砂土和流砂等复杂地层中进行非开挖钻进施工中能避免成孔及扩孔困难、垮孔、卡钻等现象发生的非开挖钻进护壁泥浆。

上述技术方案虽然解决了在砂土和流砂等复杂地层中进行非开挖钻进施工中能避免成孔及扩孔困难、垮孔、卡钻等现象的发生，但，该技术方案没有解决全卵石层、漂石层、地下水活动旺盛等地质地层旋挖钻施工问题，并且存在配方复杂，成本高等不足之处。

由于普通粘土和纤维素配制的泥浆性能差，粘度小、含沙量大，因在松散和小颗粒地层中高速钻进，不易很快在孔壁形成致密泥皮，而难以保证槽孔稳定；浆液本身浓度高、比重大、摩阻力高，净化和泵送困难，钻孔困难。

采用旋挖钻机成孔，由于钻进速度的提高，钻具运动排碴方式的变化，加之拉萨河地质的特殊性，对泥浆的固壁、悬浮、输送等功能提出了更高的要求，因此需要配制合适的泥浆。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种配方简单，成本低廉，浆液配制均匀、迅速，并且具有高效率、少污染和低耗能的优点。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案如下：

一种旋挖桩用施工泥浆，由下述原料混合而成，水、膨润土、羟丙基甲基纤维素溶液、粘土和纯碱，各组分按如下比例配制：水∶ 膨润土∶ 羟丙基甲基纤维素∶粘土∶纯碱溶液= 0.95～1.05 ∶ 0.095～0.105∶0.000405～0.000505∶0.095～0.105∶0.00195～0.00205。

所述C羟丙基甲基纤维素溶液的物质量浓度为1.5%，纯碱溶液的物质量浓度为20%。

制备上述旋挖桩用施工泥浆，采用以下步骤制备：按原料的重量配比于水中依次加膨润土、羟丙基甲基纤维素溶液、粘土、纯碱溶液，充分搅拌40——50分钟，制得浆液，再将浆液于常温下放置24小时得到泥浆产品。

根据本发明配制的泥浆，尤其适用于第四系冲洪积卵石土及含卵石粗砂土，卵石层主要由卵石、圆砾及砂粒组成，呈圆形、亚圆形，磨圆度较好。粒径2~20mm，含量17~20%；粒径20~200mm，含量59%；粒径0.5~2mm含量约占10~14%，粒径0.075~0.5mm含量约5~7%，层厚11.6米范围渗透强，中湿，松散。类似地质适合冲击钻成孔。

本发明制得的泥浆在钻孔中所起的作用如下：

1、固壁

固壁的机理是孔内的泥浆压力高于所在地层的地下水压力，使泥浆渗入槽壁土体中，其中较细的颗粒进入孔隙中，较粗的颗粒附着在孔壁，最终达到了平衡，水不再进入地层，泥浆与土层被泥皮隔开，泥浆所产生的侧压力通过泥皮作用在孔壁上，保证了孔壁的稳定。

2、悬浮和携带钻渣

泥浆具有一定的黏度、屈服值和凝胶强度，可以悬浮一定大小的钻渣而不会沉淀，使钻进得以不断进行，同时钻渣被泥浆携带排出孔外。

3、冷却钻头

在钻进过程中，钻头对孔底岩石或土层的冲击、切削、摩擦，很大部分能量变成了热能，钻头的温度将不断升高，需要泥浆进行冷却。