关于泥浆主要特性及在岩土工程施工中的重要作用分析

■梁桂光

（广西壮族自治区第六地质队 广西玉林 537000）

关于泥浆主要特性及在岩土工程施工中的重要作用分析

■梁桂光

（广西壮族自治区第六地质队 广西玉林 537000）

文章介绍了泥浆的分类与配比，分析了其主要特性，包括良好触变性、稳定的化学与物理性能等，探讨了其在岩土工程中的重要作用，并重点介绍了与之相配套的注浆法施工工艺。

泥浆主要特性岩土工程施工作用

目前，泥浆作为建筑材料虽然没有得到广泛重视，却始终没有淡出人们的视线，而且逐渐具有了更加广泛的应用范围，例如在盾构法施工、沉井法施工、地下连续墙施工以及钻孔灌注桩施工中都要使用泥浆，所以施工企业必须合理利用泥浆，不断完善注浆法等相关的施工工艺。

1 泥浆的分类与配比

我国与其他国家通常都是以泥浆的特殊用途、关键特性与主要处理剂成分为依据对其进行分类与命名。比如地下墙槽壁稳定泥浆、基桩钻孔循环泥浆、小口径金刚石钻进泥浆、石油天然气完井泥浆、地热井和深井泥浆、混油润滑泥浆、饱和盐水泥浆、非水基泥浆、充气泡沫泥浆、抑制性泥浆、木质素磺酸盐泥浆、聚合物泥浆、腐植酸类泥浆等。聚合物泥浆、CMC泥浆、膨润土泥浆、粘土泥浆等都是施工中经常使用的几种泥浆。施工人员需要综合考虑各方面因素后确定具体的泥浆配比，比如施工机械、地基条件等，分析条件后先选定基本配比，接着再通过试验制备泥浆，并对配比加以修正。

2 泥浆的主要特性

泥浆的主要特性共包括以下几点：①原料广泛。泥浆作为施工材料比较容易获得。地球是我们赖以生存的家园，因为其表面被风化的岩石会形成土壤，所以相比于其他材料，泥浆不仅来源广泛，而且价格便宜，先天条件较好；②清洗作用。泥浆相比于空气泡沫、空气和清水等洗井介质，在任何地质条件下均可以应用，范围更加广泛；③隔离作用。泥浆在护壁状态时，会促使韧而薄的泥皮形成于孔壁之上，将周围地层水与孔内水间的联系相隔离，使孔壁可以更好地维持稳定；④触变性良好。处于流动状态时的泥浆阻力很小。但是停止施工后短时间内泥浆又会迅速凝聚为凝胶状，以防沙粒在泥浆中快速下沉，而且壁孔内渗入的泥浆也会很快固结，使孔壁维持稳定。在施工过程中即使出现时间延误，也不会引起没必要的损失；⑤作为施工材料其比重比较容易调节。比重较大不利于混凝土置换，或者会导致泵能力不足，但与此同时比重达有利于对土渣、护壁的浮托作用。施工人员对组成泥浆的材料的比例关系进行调节，从而得到比重适当的泥浆；⑥稳定的化学与物理性能。静置的泥浆其性质在长时间内都不会发生改变，既不会因为混入易混物（如海水、水泥等），也不会因重力作用发生沉淀；①能反复利用。泥浆具有多种优点，十分独特，在未来较长时间内都不可能被其他材料所替代。

3 在岩土工程施工过程中泥浆的重要作用

3.1 减阻助沉作用

该作用主要体现在沉井法施工中，通过对泥浆润滑套进行设置，使下沉阻力减小，与此同时能够做薄井壁，减少材料消耗。在顶管法施工中同样可以应用这种机理，有助于顶进工程管。

3.2 防渗、固壁、护壁作用

在进行钻孔灌注桩施工时，孔外土、水的压力需要低于孔内泥浆侧压力，避免发生坍孔。流向地层的泥浆于孔壁处形成泥皮，不断增厚变密，从而使孔壁得以加固。泥皮能够将周围地层水与孔内水的联系隔离，达到防渗的目的，使孔壁可以更好地维持稳定性。在盾构法施工与地下连续墙开槽过程中同样适用这种机理。

3.3 控制泥浆比重，冷却润滑施工机具

在施工过程中，施工人员可以根据现场的实际情况科学调节比重。例如碧土济南黄河大桥以钻孔灌注桩（直径2m）为桩基，桩体长。孔径大，有厚度9m左右的粉砂层分布于钻孔的上部土层中，很可能引发塌孔现象，下部土层以粘土为主。所以在沙层钻进施工中，需要适当增大泥浆比重，使孔壁得到更好的保护。但是在钻进粘土层时需要将泥浆比重适当降低，从而使钻进效率提高。此外，泥浆还具有冷却润滑施工机具的作用。在施工过程中，金属机具持续运转，温度自然会升高，利用泥浆可以降低机具的温度，达到润滑与冷却的目的。

3.4 清洗、浮渣、携渣作用

确保井底不会残留土渣，保证后续工作顺利进行，提高施工效率，改善施工质量。其应用主要体现在特殊凿井钻井法施工中，在泥浆循环流动的过程中及时将被刀具破碎的井底岩渣清除，并且向井口排出。除此之外，能够使泥浆喷出压力提高，使地层受到冲击，有助于破碎岩层。例如在黄河下游大堤右岸的施工中，有许多鼠洞、蚂蚁穴、裂缝等严重漏浆的现象出现于开封黄河堤段上，可以先投泥球，接着进行泥浆配置，粘度大约在30～40s之间，利用其堵漏造孔，并开始钻进进尺，可以显著提高钻进速度，以40～50m/d的速度取代之前30m/d的速度，

4 岩土施工中注浆法的应用

在岩土工程中，辅助泥浆进行施工的重要方法就是注浆法，并且占据着非常重要的地位。对于注浆法而言，它的原理是把浆液通过气压、液压以及电渗等方法投入到介质中去，等到浆液凝固成石体之后，能够使得介质的强度与稳定性得到有效的提高，并且具有一定的防水、防渗功能。在注浆过程中，需要对注浆孔的位置以及数目等进行合理的选择。注浆孔的位置与数目直接影响着浆液的注浆时间、注浆效果以及注浆成本等。

目前国内有许多注浆材料，其类别主要可分为有机系与无机系两种，无论是哪种注浆施工工程，其主要材料仍然是水泥泥浆。注浆法的分类方法如下：首先，根据地下工程掘砌次序与注浆工作可分为后注浆法与预注浆法；其次，按照岩土性质与注浆目的，分为充填注浆、压密注浆、劈裂注浆渗透注浆等；最后，当注浆施工的介质性质不同时，也需要采用不同的施工方法，主要的介质包括存在裂隙的岩层（施工步骤依次为钻孔。冲洗钻屑、压水试验，接着参考得到了资料完成灌注灌浆）、砂性土（主要是采用袖阀管法）与粘性土（劈裂注浆）。

5 结语

泥浆作为岩土工程施工中的辅助材料，除了可以减轻体力劳动，还可以节约成本，使作业效率提高，能够获得良好的社会效益与经济效益。与此同时，与之配套的注浆法是一种重要的辅助施工手段，有助于提高施工的安全性，确保工程的整体施工质量，缩短工期。施工企业在岩土工程施工中必须认识到泥浆的重要性，充分掌握其主要特性，并进行合理利用，更好地服务于岩土工程。

[1]王立平,王一新.浅谈泥浆主要特性及在岩土工程施工中的重要作用 [J].安徽建筑, 2012,(1):51+57.

TU52[文献码]B

1000-405X（2015）-11-361-1