泥水加壓盾構(gòu)泥漿與泥膜

前言

第一章緒論

第二章泥水盾構(gòu)泥漿及其功能

第三章泥漿的配制與測定

第四章泥漿在地層中的滲透成膜規(guī)律

第五章泥水加壓盾構(gòu)泥膜質(zhì)量評價(jià)

第六章典型泥水加壓盾構(gòu)工程實(shí)例 2100433B

目前，我國在建盾構(gòu)隧道工程的數(shù)量、盾構(gòu)機(jī)數(shù)量及開挖土量迅速增加，泥水盾構(gòu)技術(shù)在大型過江過河隧道及城市過江地鐵建設(shè)中應(yīng)用越來越多，已成為我國重大交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。而作為泥水盾構(gòu)技術(shù)核心部分，泥漿和泥膜構(gòu)成了泥水盾構(gòu)平衡和開挖的原理，這部分研究顯得越來越重要。本書以泥水盾構(gòu)泥漿和泥膜為話題，共分6章，全面系統(tǒng)地介紹了泥水盾構(gòu)技術(shù)中泥漿的工作原理、泥漿材料的選取、泥漿的配制與測試等內(nèi)容，從試驗(yàn)和理論推導(dǎo)兩方面揭示了泥漿在地層中形成泥膜的規(guī)律，并進(jìn)行了泥膜的質(zhì)量評價(jià)分析，最后結(jié)合典型的泥水盾構(gòu)工程實(shí)例，介紹了泥漿材料選取及配置和泥膜技術(shù)的運(yùn)用。

泥漿用粘土加水?dāng)嚢瓒?。使用泥漿可以防止塌孔，懸浮巖屑，安全穿過流砂層等。正確地使用泥漿，可以保證安全鉆進(jìn)。但是，過量的使用泥漿，會給洗井帶來很多困難，而且影響出水量。所以使用泥漿時(shí)，一定要根據(jù)不同的地層性質(zhì)隨時(shí)加稠或沖稀。 泥漿的性能通常指泥漿的水分、細(xì)度(或殘?jiān)?、比重(或密度)、流動性及觸變性、吸漿速度等指標(biāo)，在陶瓷生產(chǎn)中必須對泥漿性能進(jìn)行檢測與控制。

隨著鉆探工作的發(fā)展，泥漿的使用和研究也不斷地發(fā)展，新的泥漿處理劑的出現(xiàn)與應(yīng)用，使泥漿的類型也不斷增加。目前對泥漿類型的劃分尚無統(tǒng)一的規(guī)定，一般習(xí)慣是根據(jù)分散介質(zhì)的不同來分類或根據(jù)分散相的分散程度等來分類。按分散介質(zhì)的不同，泥漿可分為水基泥漿和油基泥漿兩大基本類型，其具體分類如下：

泥漿水基泥漿

以水為分散介質(zhì)，由粘土、水及化學(xué)處理劑所組成。這類泥漿應(yīng)用最早，目前使用也最為廣泛。這類泥漿根據(jù)其組成成分的不同又可分為：

1．淡水泥漿

含鹽量<1%；含鈣<120ppm。這類泥漿的分散相分散度餃高，所以淡水泥漿又叫細(xì)分散泥漿，適用于一般松散破碎地層。

2．鹽水泥漿

含鹽量<1%，按含鹽量的高低又可分為：

(1)海水泥漿：含NaCl 3.5—4×10⁴mg/L；

(2)中鹽泥漿：含NaCl 4—5×10⁴mg/L；

(3)高鹽泥漿：含NaCl 8一10×10⁴mg/L；

(4)飽和鹽水泥漿：含NaCl 30一35×10⁴mg/L。

3．鈣處理泥漿：含Ca >120mg/L

按其含鈣量的高低又可分為：

(1)石灰泥漿：含Ca² 120—200mg/L；

(2)石膏泥漿：含Ca² 700—1000mg/L；

(3)氯化鈣泥漿：含Ca² 2000—4000mg/L；

(4)高氯化鈣泥漿：含Ca² 10⁴mg/L至飽和。

鹽水泥漿和鈣處理泥漿其分散相的分散度均較淡水泥漿低，一般稱為粗分散泥漿，這類泥漿運(yùn)用于水敏性溶脹和剝落地層。

4．非分散低固相泥漿

凡粘土含量(重量比)小于10%(體積比，含固相小于4%)的泥漿稱為低固相泥漿

5．混油乳化泥漿

在水基泥漿中加入一定量的乳化油配制而成，它的分散相是粘土和油滴，是屬水包油型乳化泥漿。在非分散低固相泥漿中加入一定量的乳化油配制成的非分散低固相乳化泥漿，是目前解決復(fù)雜地層小口徑金剛石鉆進(jìn)的有效措施之一。

泥漿油基泥漿

以油為分散介質(zhì)，水、粘土為分散相，加處理剎配制而成的泥漿稱為油基泥漿。按其組成的不同可分為：

(1)油包水型乳化泥漿，以柴油(或原油)、水、優(yōu)質(zhì)粘土及處理劑配制而成。

(2)油基泥漿、以柴油(或原油)和瀝青(或優(yōu)質(zhì)粘土)及有關(guān)處理劑配制而成。油基泥漿在地質(zhì)勘探中很少應(yīng)用，主要用于石油天然氣鉆井。

野外采用這些方法很不方使,一些凈化設(shè)備成本較高,使用工序繁瑣.現(xiàn)在許多野外隊(duì),都是就地挖一種直線狀泥漿槽(圖1.)進(jìn)行循環(huán)和凈化。傳統(tǒng)使用的直線狀泥漿槽沉砂效果差,泥漿凈化程度低,設(shè)備磨損快,往往因?yàn)槟酀{含砂量大而失去其性能指標(biāo),引起一些孔內(nèi)事故,但施工現(xiàn)場又不允許挖槽過長為了改進(jìn)這些不足,現(xiàn)設(shè)計(jì)一種“Z”型泥漿槽(圖2),這種泥漿槽使用方便,占地范圍小,具有沉砂速度快,泥漿凈化程度高等特點(diǎn)。

理論上扼要論述一下“Z”型泥漿槽沉砂效果好的原因

1.“Z”型泥漿槽占地長度與直線狀槽長相等,總坡度相等,由于“Z”型槽占地寬些,實(shí)際長度大,流經(jīng)時(shí)間長,卸載機(jī)會就多,總坡度不變,實(shí)際單位長度坡度減緩.水的砂搬運(yùn)物質(zhì)能力與流速成正比,而速度又與槽溝的坡度、糙度有關(guān)。如忽略糙度影響,坡度小,泥漿流速減緩,故其搬運(yùn)能力下降,造成泥砂沉淀.

2.泥漿在“Z”型槽中流動,在拐彎處受到較大阻力,流速必然明顯減小,流速減小必然卸載.使泥砂沉淀. 2100433B