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地下连续墙怎样配制泥浆?

438 2021-12-09 10:32:55

地下连续墙的深槽是在泥浆护壁条件下进行挖掘的,泥浆在成槽过程中起着保护孔壁稳定、携渣排出、冷却和润滑钻具的作用。

(1)泥浆分类

护壁泥浆通常使用的是制备泥浆、自成泥浆或半自成泥浆。

制备泥浆是在挖槽前利用专用设备事先制备好泥浆,挖槽时输入沟槽。自成泥浆是用钻头式挖槽机挖槽时,向沟槽内输入清水,清水与钻削下来的泥土拌合,边挖槽边形成泥浆。自成泥浆的性能指标要符合规定的要求,当某些性能指标不符合规定的要求时,在形成自成泥浆的过程中,就要再加入一些需要的成分,这样形成的泥浆称为半自成泥浆。

选择泥浆既要考虑护壁、携渣效果,又要考虑经济性,应因此制宜的选用。

在粘性土或粉质粘土为主的地质条件下,如土质中粘土含量大于50%,塑性指标大于20,含砂量小于5%,二氧化硅与三氧化铝含量的比值为3~4,可以采用自成泥浆或半自成泥浆进行深槽护壁,以降低泥浆费用。此法在成槽过程中,泥浆的密度通过调节进水量和钻进速度来控制。采用直接输入清水造浆,应通过导管从钻机钻头孔射出,不得将水直接注入槽内。

(2)泥浆的成分

制备泥浆中最常用的是膨润土泥浆,它的主要成分是膨润土和水,另外,还要适当地加入外加剂,外加剂的种类有分散剂、增粘剂、加重剂和防漏剂等。

膨润土是一种颗粒极细、遇水显著膨胀、粘性和可塑性都很大的特殊粘土,它是经加热干燥和粉碎之后,用旋流分离器按其粉末粒径大小分级后出售的。膨润土的主要成分是蒙脱石,其基本特征是具有触变性能、湿胀性能和胶体性能。

循环泥浆在使用时,会混入水泥中的 Ca++离子、地下水或土中的 Na+离子或Mg+离子,使泥浆相对密度增大,粘度和凝胶化倾向增大,泥皮的形成能力降低,使膨润土凝聚而泥水分离,这不仅影响施工的精度,而且可能造成槽壁坍塌。分散剂的作用是,提高膨润土颗粒的电位。提高其负电荷,增大相互间排斥力,抵消由于混入的阳离子产生电位中和而带来的有害影响;通过与有害离子的反应使有害离子产生惰性;置换吸附在膨润土表面的有害离子。使膨润土颗粒又重新在泥浆中呈分散状态。

增粘剂的作用是,提高泥浆的粘度和泥皮的形成能力;包围膨润土颗粒,防止水泥或盐类污染泥浆。

加重剂的作用是,当泥浆和地下水之间的水位差较小,不能保证槽壁稳定时,通过在泥浆中加入加重剂,加大泥浆的相对密度以维持槽壁的稳定。

如果槽壁为透水性较大的砂或砂砾层,或由于泥浆粘度不够,形成泥皮的能力较弱等因素,会出现泥浆漏失现象。此时,需在泥浆中掺入一定数量的防漏剂。

(3)泥浆配合比

确定膨润土泥浆配合比时,首先根据为保护槽壁稳定所需的粘度来确定膨润土的掺量(一般为6%~9%)和增粘剂CMC的掺量(一般为0.05%~0.08%)。

分散剂的掺量一般为0~0.5%,在地下水丰富的砂砾层中控槽,有时可不用分散剂。另外,分散剂的掺量超过一定限度后,不再增加分散效果,甚至有时反而会降低其效果,我国最常用的分散剂是纯碱。

加重剂一般使用重晶石,根据日本冲野的建议,可按下列计算重晶石的数量。

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总之,确定泥浆的配合比,要根据材料的特性,参考常用的配合比,通过试配经过不断修正,最后确定适用的配合比。试配制出的泥浆要按泥浆控制指标进行试验确定。

常用泥浆参考配合比见表 27。

不同土层护壁泥浆性质的控制指标见表 28。(4)泥浆制备

泥浆制备包括泥浆搅拌和泥浆贮存。

泥浆的搅拌由泥浆搅拌机完成,泥浆搅拌机有高速回转式搅拌机和喷射式搅拌机两类。目前我国使用的喷射式搅拌机多由德国、日本进口,当泥浆浓度为6%~10%时,其制备能力为8~60m8/h,泵的压力约为0.3~0.4MPa。

制备泥浆的投料顺序一般为水、膨润土、CMC、分散剂、其他外加剂。由于 CMC溶液可能会妨碍膨润土溶胀,宜在膨润土之后投入。

膨润土泥浆一定要充分搅拌,拌好后,在贮浆池(罐)内一般要静置 24h以上,最低不得少于3h,以便膨润土颗粒充分溶胀,确保泥浆质量。

贮存泥浆宜用钢的贮浆罐或地下、半地下式贮浆池,其容积一般应超过一个单元槽段挖土量的1.5~2.0倍。