[发明专利]一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液及方法

说明书

技术领域

本发明涉及冻结施工技术领域，特别涉及一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液。

背景技术

在现有技术中的冻结施工中，为了避免冻结管与围岩之间的环状空间出现导水问题，通常采用缓凝水泥浆置换环形空间中的泥浆。中国专利文献CN101225740A和CN102536248A均公开了利用缓凝水泥浆置换环形空间中泥浆的方法，虽然现有技术中置换方法能够很好地将环形空间中的泥浆顺利置换出来，但是对于冻结孔壁上附着的一层致密泥皮却无能为力。冻结孔壁上附着的泥皮(厚度约为1-2毫米)的存在导致缓凝水泥浆与冻结孔壁胶结质量变差，破坏缓凝水泥浆对冻结管环形空间的封堵。另外，泥皮对缓凝水泥浆性能具有破坏作用，缓凝水泥浆与致密泥皮的直接接触造成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致缓凝水泥浆封堵作用变差。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种能够将冻结孔壁上附着的致密泥皮清洗掉并隔离缓凝水泥浆与泥浆的冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆用工作液。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份。

上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，由工作液甲和工作液乙组成，工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份；工作液乙由水、骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重量份的1.1-1.15倍、1.01-1.1倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜尔胶中的一种或两种。

上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，骨料为硅灰、粉煤灰、石灰石粉和重晶石粉中的一种或多种。

上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，稀释剂为铁铬木质素磺酸盐、磺化单宁、磺化栲胶和偏磷酸钠中的一种或多种。

上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，稳定剂为羧甲基淀粉和羟丙基淀粉中的一种或两种。

上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，保水剂为羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素和羟乙基纤维素中的一种或多种。

一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯脂中的一种或多种。

上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，pH值调节剂为纯碱和烧碱中的一种或两种。

一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤：

(a1)通过空心钻杆向冻结孔底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份；

(b1)再通过空心钻杆向冻结孔底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重量份的1.1-1.15倍、1.01-1.1倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜尔胶中的一种或两种；

(c1)最后通过空心钻杆向冻结孔底部注入缓凝水泥浆。

一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤：