旋挖鉆機(jī)施工泥漿應(yīng)用大全-

1、旋挖鉆機(jī)施工泥漿應(yīng)用大全2012/7/28 23:37:06在國家的十五,十一五的宏偉規(guī)劃下,高速公路,高速鐵路迅速發(fā)展,近兩年的鐵路規(guī)劃建設(shè)更加迅速,并帶動了樁工機(jī)械快速發(fā)展,特別是在樁機(jī)行業(yè),一種名曰“旋挖鉆機(jī)”的樁機(jī)設(shè)備早在八年前大多數(shù)人還不知道不認(rèn)識的情況下,國內(nèi)只能依靠買近口設(shè)備而發(fā)展成為如今國產(chǎn)化的旋挖鉆機(jī),大多廠家自主研發(fā)將其遠(yuǎn)銷國外。旋挖鉆孔灌注樁是一項(xiàng)隱蔽性地下連續(xù)作業(yè)一次性完成的施工技術(shù),特別是在旋挖鉆孔期間,在復(fù)雜地層地段施工中,為了確保施工質(zhì)量,要向孔內(nèi)不斷添加在鉆孔開工前制作的泥漿來確保使孔壁不發(fā)生坍塌。在好的地層段施工(如在黃粘土層地段進(jìn)行旋挖鉆孔施工可采用清水成孔

2、作業(yè)或干成孔作業(yè)即成本低而且施工效率高。在特殊地層段施工如砂層(粗砂層和細(xì)砂層、粉砂層、砂巖層、粉質(zhì)土層、流砂層等等時,工地開工之前都要進(jìn)行大量膨潤土采購進(jìn)行先期泥漿調(diào)制。在使用過程中,還要繼續(xù)不斷地進(jìn)行泥漿制作,若是遇到含沙量大,砂礫石及流砂的地層施工,這就要求現(xiàn)場管理工人員必須具有良好盡業(yè)素質(zhì)及豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。本文只針對旋挖鉆機(jī)鉆孔泥漿和不同而選用不同地層情況進(jìn)行論述。一、旋挖鉆孔灌注樁護(hù)壁泥漿分類通常情況下,在施工現(xiàn)場大多是通過人工利用攪拌機(jī)械進(jìn)行膨潤土泥漿制造,造漿時灰塵彌漫,不但污染環(huán)境且對人身也有一定傷害,所消耗膨潤土最少也得用幾十噸甚至上百噸,既是用量這么大但護(hù)壁效果還是不理想,

3、孔內(nèi)沉渣量大,普通地層孔內(nèi)沉渣量也在23米是很常見。膨潤土分為鈉基土、鈣基土和鋰基土三種。前兩者質(zhì)量較好,大量用于旋挖鉆孔泥漿配制和煉鋼鑄造中。雖然膨潤土泥漿具有相對密度低、粘度低、含砂量少、失水量小、泥皮薄、穩(wěn)定性強(qiáng)、固壁能力高、鉆具回轉(zhuǎn)阻力小、鉆進(jìn)率高、造漿能力大等優(yōu)點(diǎn)。但對地層適應(yīng)性較差。實(shí)例:2008年9月兩臺NCB鉆機(jī)在某高鐵線上施工,該地段為粘土層和泥巖層地質(zhì),該施工單位當(dāng)時選用鈉基土按1000kg水:20kg 土:8kg堿的配比量進(jìn)行進(jìn)場造漿,添加碳酸鈉(Na2CO3進(jìn)行孔內(nèi)護(hù)壁,受現(xiàn)場其它因素的影響成孔后需等待35小時,甚至710小時才能進(jìn)行砼灌注,在現(xiàn)場技術(shù)員的嚴(yán)格把關(guān)下孔內(nèi)

4、經(jīng)過多次清孔后沉渣量控制在1015cm范圍內(nèi)方可灌注。由于泥巖地層浸泡時間長常造成孔壁踏落,使砼灌注超方大,完工后直接造成經(jīng)濟(jì)損失25萬元。目前市面上的造漿材料很多,但鈉基土和鈣基土在鉆孔泥漿上用的較為普遍,其理論用量:為8,即8的膨潤土可摻100L的水,對粘質(zhì)土地層用量可降低35,較差的膨潤土用量為水的12左右。為了增強(qiáng)膨潤土漿液的護(hù)壁效果就得配合外加劑來配制泥漿進(jìn)行護(hù)壁。針對上述情況現(xiàn)就對泥漿原料及外用添加劑性能要求詳解如下: (一、泥漿原料粘質(zhì)土的性能要求一般可選用塑性指數(shù)大于25,粒徑小于0.074mm的粘粒含量大于50的粘質(zhì)土制漿,這類地質(zhì)在我國分布不多,目前土質(zhì)最好產(chǎn)地是遼寧、山東

5、、河南省份為主。當(dāng)采用性能較差的粘質(zhì)土調(diào)制的泥漿其性能指標(biāo)不符合要求時,可在泥漿中摻入Na2OH3(俗稱堿粉或純堿、NaOH(氫氧化鈉或膨潤土粉末以提高泥漿性能指標(biāo)。一般碳酸鈉的摻入量約為孔中泥漿土量的0.10.4。(二、泥漿膨潤土的性能、用量和價格1、鈉基膨潤土性能分析鈉基土可用在在機(jī)械鑄造業(yè),造紙業(yè)中,農(nóng)業(yè)當(dāng)中,因它本身具有優(yōu)良的分散性和膨脹性,高造漿率,低失水率量及膠體性能和剪切稀釋能力所以被廣泛用在鉆井工程當(dāng)中。目前廠家銷售價大約350元/噸左右。2、鈣基膨潤土性能分析鈣基土的性能與鈉基土等同,都具有優(yōu)良的分散性和膨脹性,但它的造漿率略低于鈉基土,低失水率量及膠體性能和剪切稀釋能力所以

6、也被廣泛用在鉆井工程當(dāng)中。目前廠家銷售價大約300元/噸左右。3.鋰基膨潤土性能分析鋰基膨潤土是根據(jù)天然鋰蒙脫石的結(jié)構(gòu)性質(zhì)改性合成的產(chǎn)品,狀為含鋰鋁硅酸鹽的白色固體粉狀,遇水或乙醇、丙酮等極性溶劑中,形成膠體或充分溶脹使涂料的粘度增強(qiáng),主要用于各種鑄造涂料及多種陶瓷彩釉涂料中,用作基料的懸浮劑、觸變劑。用于乳膠漆等日用化工中,用作懸乳體和膏體的觸變劑、乳膠穩(wěn)定劑、增稠劑,還可用作織物上漿料。(三、泥漿外加劑的摻量及作用1、CMC(CarboxyMethylCelluose全名羧甲基纖維素,可增加泥漿粘性,使土層表面形成薄膜而防護(hù)孔壁剝落并有降低失水量的作用,摻入量為膨潤土的0.050.1。2、

7、FIC,又稱鉻鐵木質(zhì)素磺酸鈉鹽,為分散劑,可改善因混雜有土、砂粒、碎卵石及鹽分等而變質(zhì)的泥漿性能,可使上述鉆渣等顆粒聚集而加速沉淀,改善護(hù)壁泥漿的性能指標(biāo),使其繼續(xù)循環(huán)使用,摻入量為膨潤土的0.10.3。3、硝酸基腐殖碳酸鈉(簡稱煤堿劑,其作用與FIC相似,它具有很強(qiáng)的吸附能力,在粘質(zhì)土表面形成結(jié)構(gòu)性溶劑水化膜,防止自由水滲透。降低失水量。使粘度增加,可使粘度不上升,具有部分稀釋作用。煤堿劑與FIC這兩種分散劑可任選取一種。4、碳酸鈉(Na2CO3又稱堿粉或純堿,它的作用可使PH值增大到10,泥漿中PH值過小時,粘土顆粒難于分解,粘度降低失水量增加流動性性降低;小于7時,還會使鉆具受到腐蝕,若

8、PH值過大,則泥漿將滲透到孔壁的粘土中,使孔壁表面軟化,粘土顆粒之間凝聚力減弱,造成裂解而使孔壁坍塌。PH值以810為宜可增加水化膜厚度,提高漿的膠體率和穩(wěn)定性而降低失水量。摻入量為膨潤土的0.30.5。在施工現(xiàn)場使用較多。5、PHP,即聚丙烯酰胺絮凝劑。它的作用是在泥漿循環(huán)中能清除劣質(zhì)鉆屑,保存造漿的膨潤土粒;它具有低固相,低相對密度,低失水,低礦化,泥漿觸變性能強(qiáng)的特點(diǎn),摻入量為孔內(nèi)泥漿的0.003。6、(BaSO4重晶石細(xì)粉.可將泥漿的相對密度增加到2.02.2,提高泥漿護(hù)壁作用.為提高摻入量重晶石細(xì)粉后,泥漿的穩(wěn)定性降低其失水性,可同時摻入0.10.3的橡膠粉,摻入上述兩種外加劑后,最

9、適用于膨脹的粘質(zhì)塑性土層和泥質(zhì)頁巖土層。7、紙漿、干鋸末、石棉等纖維物質(zhì),其摻入量為水量的12,作用是防止?jié)B水并提高泥漿循環(huán)效果。二、HDD聚合物泥漿調(diào)配使用2002年的下半年,捷高公司開始在設(shè)在中國的唯科東明工廠進(jìn)行工廠試生產(chǎn)。在經(jīng)過了九個月的工廠試生產(chǎn)與產(chǎn)品工地測試之后,捷高公司最終成功的使用國內(nèi)鈣土作為原料生產(chǎn)出了三種不同的高性能的HDD泥漿材料:Drill Gel是一種基本型的90bbl造漿率的產(chǎn)品; Hydraul-EZ“易鉆”是一種多用途的HDD泥漿材料;Super Gel-X“捷鉆”是一種高造漿率的產(chǎn)品。先進(jìn)的“多用途”的Hydra ul-EZ“易鉆”擁有多種功能,它可以降低HD

10、D工程的施工風(fēng)險。這些功能能夠?qū)Ω洞蠖鄶?shù)的地層。先進(jìn)的化學(xué)添加劑與處理工藝使它們適合于在沙、粘土、粉土、礫石甚至卵石地層中進(jìn)行鉆進(jìn)施工。這種技術(shù)使得施工單位可以進(jìn)行長距離、穿越多種地層的施工而不用中途更換泥漿。同時降低鉆屑的膨脹率。這種包覆作用可使鉆屑變?yōu)榭闪鲃拥囊簯B(tài)物,并能夠隨泥漿循環(huán)流出樁孔。1、聚合物泥漿的性能一種先進(jìn)的國外技術(shù)的進(jìn)口產(chǎn)品,是一種水溶性,易混合的粉末顆粒聚合物,在水中充分溶解后成半透明糊狀,粘度大,該漿在孔內(nèi)沉淀雜質(zhì)速度非?？?鉆具在孔內(nèi)鉆進(jìn)時,泥漿總是保持清澈透明,鉆具鉆桿表面干凈,在孔內(nèi)由于鉆具連續(xù)運(yùn)動,聚合物泥漿和水混合的越均勻粘度就越強(qiáng)，凝聚力也就越快，就是泥漿回

11、到泥漿池內(nèi)也沒一點(diǎn)雜質(zhì)沉 淀。在孔壁周圍行成了一層薄透明糊狀保護(hù)層。無毒無污染，它通用于 樁基鉆進(jìn)和地下連續(xù)墻等基礎(chǔ)工程施工。它具有保持鉆孔穩(wěn)定；可配置 高粘度泥漿；便于重復(fù)利用；廢漿易于降解處理；回用率高；能提高樁 基磨擦承載力，能提高鉆屑粘聚能力利于鉆屑快速清出鉆孔的特點(diǎn)。 2、用量 配漿用水 PH 值調(diào)整至 810 后加入 0.81.8 /1000L。 3、使用方法 在現(xiàn)場通常按照聚合物泥漿 0.5 ：5 立方清水進(jìn)行配比，在配比過程 中,手感稍有粘度起線絲狀即可；純堿或堿粉的配比 0.30.5。再利 用空氣壓縮機(jī)將氣壓放入池內(nèi)進(jìn)行泥漿充分均和即可。 市場價格 1 /80 元 該漿的最大

12、特點(diǎn)是固壁性強(qiáng)，孔內(nèi)沉渣凝聚力強(qiáng)，沉淀速度快，人員勞 動強(qiáng)度低，無污染，制漿快，無浪費(fèi)，易保存，不易變質(zhì)，使用簡單直 接均勻溶解水中即可。 三、無固相泥漿概念 無固相泥漿的基本概念清水中不含粘土，只需加入各種化學(xué)處理劑 就能配出防塌， 滿足鉆探工藝要求性能良好的沖洗液， 即無粘土沖洗液。 無粘土沖洗液又稱無固相沖洗液，也有人稱它為“化學(xué)水”。它是六十年 代發(fā)展起來的一種新型沖洗液，在國外種類甚多，廣為應(yīng)用，如生物聚 合物，羥乙基纖維素，瓜爾膠， 加生物聚合物， 加氯化鉀等 多種聚合物型無粘土漿液。 無固相鉆井液早期用于勘探鉆井施工，各地質(zhì)勘探隊(duì)用的種類較多， 它可以從根本上實(shí)現(xiàn)對油氣層的保護(hù)，

13、解決靜態(tài)、動態(tài)攜砂、清潔井眼 和減小鉆頭阻力提高鉆速的問題， 近年來國內(nèi)外開發(fā)了一系列的無固相 鉆井液，品牌多種類雜無法一一祥解。在此，本文只對無固相鉆井液的 開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀與方向進(jìn)行闡迷。 國內(nèi)外泥漿工作的發(fā)展先后經(jīng)歷了清水天然泥漿細(xì)分散泥漿粗 分散泥漿不分散低固相泥漿無固相泥漿等幾個階段。 為了進(jìn)一步消 除粘土對泥漿性能的危害， 由不分散低固相泥漿發(fā)展成生物聚合物無固 相泥漿，即在水中加入全絮凝劑控制固相含在 l%以下，另外加入一些 高性能聚合物產(chǎn)品即成為無固相泥漿，使得鉆井速度大幅度提高，目前 國內(nèi)的無固相泥漿體系正在建立和發(fā)展。 實(shí)例：由上海騰興工程機(jī)械租賃有限公司代理國內(nèi)某家生產(chǎn)的無固

14、 相泥漿在哈爾濱松蒲大橋鉆孔中得到應(yīng)用， 該段砂層較多， 特別是在細(xì)、 中砂層地段清渣效果比膨潤土好， 成孔后在下放鋼筋籠導(dǎo)管等灌注工具 時，只要不破壞孔壁的情況下，放置 3-4 小時粘結(jié)性能不發(fā)生變化，滲 水量不大，且不易發(fā)生孔壁坍塌縮徑現(xiàn)象，由于該橋址樁深量大，跨江 面較長， 施工場地小等因素， 成孔后有時也要等場地平整， 鋼筋籠轉(zhuǎn)場， 砼運(yùn)輸?shù)葐栴}停放長達(dá) 15-18 小時左右，孔內(nèi)沉渣也未超過 1015cm， 有力保障了鉆機(jī)在砂層段施工難的問題，該泥漿液目前的市場價約 3.84.0 萬元/噸左右。其使用配比可參照前面捷高產(chǎn)品配比方法。 無固相鉆井液體系包括各種類型的水溶液和各種高聚物溶

15、液，還包 括用酸溶性材料組成的各類鉆井液。 鉆井液具有低密度和低流動阻力的 優(yōu)點(diǎn)，有利于井下的正常工作和鉆頭功率的充分發(fā)揮。無固相鉆井液具 有粘度低，靜切力小，利于除砂、除氣和挑帶巖屑，特別適用于低壓、 低滲裂縫發(fā)育的油氣藏，利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層。 目前，國內(nèi)外無固相鉆井泥漿液主要研究方向?yàn)? (l甲酸鹽無固相鉆井泥漿液。該鉆井泥漿密度調(diào)整范圍大，具有穩(wěn)定性 好、無腐蝕、無毒等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是成本較高，貨源缺乏;不能形成泥 餅，存在二次沉淀損害油氣層的風(fēng)險。 (2無固相鹽水聚合物鉆井泥漿液。 該鉆井液完井液性能穩(wěn)定， 易于維護(hù)， 配制方便，密度可調(diào)整，具有特殊的流變性和良好的拼巖效果，綜合成 本低。 (3無固相正電性鉆井泥漿液。 該鉆井泥漿液是一種在正電狀態(tài)下分散的 膠體體系，全部由陽離子處理劑配制而成。該體系具有獨(dú)特的性能，(電 位大于 20mv，具有極強(qiáng)的抑制粘土分散能