專利名稱：非開挖鉆進護壁泥漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泥漿，特別是涉及一種非開挖鉆進技術(shù)中用于護壁的泥漿。
背景技術(shù)：
非開挖技術(shù)(Trenchless Technology或No-Dig)是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、修復(fù)、更換和鋪設(shè)各種地下公用設(shè)施(管道和電纜)的任何一種技術(shù)和方法。定(導(dǎo))向鉆進技術(shù)是目前非開挖技術(shù)中應(yīng)用最廣，發(fā)展最快的一種施工技術(shù)。施工時，按照設(shè)計的鉆孔軌跡(一般為弧形)，采用定向鉆進技術(shù)先施工一個近似水平的先導(dǎo)孔，待先導(dǎo)孔鉆具在被穿越障礙物的另一側(cè)露出后，卸下導(dǎo)向鉆頭換上大直徑的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待鋪設(shè)管線，然后進行反向擴孔，同時將待鋪設(shè)的管線拉入鉆孔。當(dāng)全部的鉆桿被拉回時，鋪管工作同時完成。有時根據(jù)鉆機的能力和待鋪設(shè)管線的直徑大小，可先專門進行一次或兩次擴孔后再回拉管線。
與開挖的施工法相比，非開挖施工技術(shù)具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、綜合施工成本低、社會效益顯著等優(yōu)點?？蓮V泛用于穿越公路、鐵路、建筑物、河流，以及在鬧市區(qū)、古跡保護區(qū)、農(nóng)作物和植被保護區(qū)等條件下進行供水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等管道的鋪設(shè)、更新和修復(fù)。
泥漿在非開挖定(導(dǎo))向鉆進中相當(dāng)于人體的血液，是工程成敗的關(guān)鍵因素之一。它在鉆進過程中主要有以下功用(1)清洗鉆孔，攜帶和懸浮巖屑；(2)冷卻鉆頭；(3)潤滑鉆具和鉆頭；(4)保護孔壁，尤其在復(fù)雜地層時，泥漿的主要功用是維護孔壁。
定(導(dǎo))向鉆進泥漿的工作特點如下(1)深度在地表30m以內(nèi)，基本是常溫常壓的工作狀態(tài)；(2)地質(zhì)情況多是易漏易塌并且水平孔段長而不規(guī)則，摩阻力大；(3)排量小，孔眼大，超低流速條件下攜砂難度大；(4)穿越大多在河流和水網(wǎng)地區(qū)，極易造成污染。
泥漿是鉆進沖洗液的主要類型，它用于松散、破碎，水敏性等各種不穩(wěn)定的復(fù)雜地層及堅硬巖石地層的鉆進。復(fù)雜地層條件下的非開挖定(導(dǎo))向鉆進施工，泥漿更是具有舉足輕重的作用。目前泥漿有兩種基本類型即以水為分散介質(zhì)的水基泥漿，和以油為分散介質(zhì)的油基泥漿。非開挖鉆進泥漿基本都是使用水基泥漿。
大多數(shù)泥漿是由粘土、水和泥漿處理劑組成。非開挖鉆進泥漿中的粘土普遍采用膨潤土。膨潤土分為兩類一類稱為鈣基膨潤土，另一類稱為鈉基膨潤土。這兩類土的性質(zhì)是有區(qū)別的。鈉基膨潤土漿液與同體積的鈣基膨潤土漿液相比，前者含有比后者多15～20倍的極薄的硅酸鹽層。由于這些非常小而且多的硅酸鹽層的存在，蒙脫石的小粒子的孔隙構(gòu)造就容易形成，漿液的膨潤性就增加，觸變以后的流動性和靜止下來的膠凝性、固化性都變好。因此，在非開挖鉆進施工中，鈉基膨潤土比鈣基膨潤土性能優(yōu)良。
為了改善泥漿性能，提高鉆進效率，在非開挖工程施工過程中，往往根據(jù)地層條件及擴孔需要加入適量泥漿處理劑。泥漿處理劑種類繁多，一般可分為無機處理劑與有機處理劑。
目前，在非開挖行業(yè)，由于工程需要，非開挖施工時，經(jīng)常會遇到砂土及流砂等復(fù)雜地層。在此類復(fù)雜地層中施工面臨的最大難題是成孔及擴孔困難，垮孔、卡鉆等現(xiàn)象的時常發(fā)生，有時甚至發(fā)生埋鉆事故，給施工單位帶來巨大經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于在砂土和流砂等復(fù)雜地層中進行非開挖鉆進施工中能避免成孔及擴孔困難、垮孔、卡鉆等現(xiàn)象發(fā)生的非開挖鉆進護壁泥漿。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的非開挖鉆進護壁泥漿，它是由下述重量配比的原料制成的泥漿水 100膨潤土 3～10泥漿處理劑 0.75～2.5它是由下述重量配比的原料制成的泥漿水 100鈣土 5～10純堿 0.25～0.5Na-CMC 0.25～1生物處理劑 0.25～1。
它是由下述重量配比的原料制成的泥漿水 100鈉土 3～8Na-CMC 0.3～0.6生物處理劑 0.6～1.5。
所述的生物處理劑為植物膠，該植物膠由野生植物泡花楠經(jīng)切片、干燥、粉碎、分選而成。
采用上述技術(shù)方案配方的泥漿，使用方法與傳統(tǒng)的泥漿使用方法相同，都是通過泥漿泵送，再通過鉆桿輸送至工作地層，使用簡單方便。具有以下特點及優(yōu)勢(1)由本配方配得的泥漿具有高粘度、低失水量、流變特性好的特點，能夠滿足砂土及流砂地層泥漿護壁的性能要求；(2)本配方加入純天然生物處理劑，減小以往純化學(xué)處理劑的加量，最大限度的保護環(huán)境，降低了對施工區(qū)域內(nèi)水域的污染；加入植物膠之后的泥漿具有良好的流變性，有利于孔壁穩(wěn)定與攜帶鉆屑，對于破碎地層、流砂地層具有明顯的封堵與穩(wěn)定作用。改善了傳統(tǒng)泥漿在流砂及破碎地層堵漏性能及成孔效果差的劣勢。植物膠為純天然制品，無環(huán)境污染源，綠色環(huán)保。同時具有良好的增粘作用，有利于懸浮砂卵石、清洗鉆孔、保護孔壁。
(3)填補了國內(nèi)非開挖行業(yè)砂土及砂卵石地層鉆進專用泥漿方面的空白，克服了以往泥漿護壁性能差，造價高的缺點；(4)可在復(fù)雜地質(zhì)條件下的非開挖施工中，為施工單位提高鉆進效率、降低施工風(fēng)險、縮短施工周期、創(chuàng)造更多效益。
綜上所述，本發(fā)明是一種用于在砂土和流砂等復(fù)雜地層中進行非開挖鉆進施工中能避免成孔及擴孔困難、垮孔、卡鉆等現(xiàn)象發(fā)生的非開挖鉆進護壁泥漿。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施具體方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1100kg水中加入6kg鈣土+0.3kg純堿+0.3kgNa-CMC(中粘度羧甲基纖維素鈉鹽)+0.3kg野生植物泡花楠植物膠。本配方曾在長沙市湘府路湘府曲源非開挖導(dǎo)向鉆進鋪管工程中進行實驗使用，證明能在砂土及流砂地層施工中起到一定的護壁作用，起到穩(wěn)定孔壁，冷卻鉆頭及鉆具的作用。
測得其指標(biāo)性能如下
①粘度T＝28s；②比重ρ＝1.05g/cm3；③30min失水量B＝16ml；④PH值PH＝9；⑤膠體率100％；⑥流變特性(提供六轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)粘度計測量值)，見附表1表1 鈣土六轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)粘度計測量值

實施例2100kg水中加入5kg鈉土+0.4kgNa-CMC(中粘度羧甲基纖維素鈉鹽)+1kg野生植物泡花楠植物膠。本配方具有較高的粘度，能起到良好的護壁作用，改善砂土及流砂地層施工狀況。在長沙市五一路非開挖鋪管工程中實驗使用，對于該工程的順利完成起到了至關(guān)重要的作用。
測得其指標(biāo)性能如下①粘度T＝35s；②比重ρ＝1.035g/cm3；③30min失水量B＝12.5ml(實測值)；④PH值PH＝8；⑤膠體率100％；⑥流變特性(提供六轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)粘度計測量值)見附表2表2 鈉土六轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)粘度計測量值

實施例3100kg水中加入5kg鈣土+0.25kg純堿+0.25kg Na-CMC+0.25kg野生植物泡花楠植物膠。該配方具有較好的流動性和一定的粘度，能在砂土及流砂地層施工中起到護壁作用，且有冷卻鉆頭及鉆具、減小摩擦阻力的作用。
實施例4
100kg水中加入10kg鈣土+0.5kg純堿+1kg Na-CMC+1kg野生植物泡花楠植物膠。該配方具有高粘度、高密度及低失水量，流動性能減弱的特點，能在砂土、流砂及卵礫石地層施工中起到良好的護壁作用，對于破碎地層非開挖護壁具有非常明顯的護壁作用。
實施例5100kg水中加入8kg鈣土+0.4kg純堿+0.25kg Na-CMC+0.25kg野生植物泡花楠植物膠。該配方有較高粘度及密度，并具有較低失水量、流動性能好的優(yōu)點，對于砂土及流砂地層非開挖施工具有較好效果。
實施例6100kg水中加入3kg鈉土+0.3kgNa-CMC+1kg野生植物泡花楠植物膠。本配方具有高粘度、低失水量、流動性能好的特點，在砂土及流砂地層能起到良好的護壁作用。
實施例7100kg水中加入8kg鈉土+0.6kgNa-CMC+1.5kg野生植物泡花楠植物膠。該配方具有高粘度、高密度及低失水量，流動性能減弱的特點，能在砂土、流砂及卵礫石地層施工中起到良好的護壁作用，對于破碎地層非開挖護壁具有非常明顯的護壁作用。
實施例8100kg水中加入3kg鈉土+0.4kgNa-CMC+0.6kg野生植物泡花楠植物膠。本配方具有中粘度、中失水量、低密度、良好的流動性能，在砂土及流砂地層能起到一定的護壁作用。
本專利中Na-CMC采用中粘度的羧甲基纖維素鈉鹽，生物處理劑為野生植物泡花楠植物膠，這兩種產(chǎn)品均在市場上有現(xiàn)貨。
權(quán)利要求
1.一種非開挖鉆進護壁泥漿，它是由下述重量配比的原料制成的泥漿水100膨潤土3～10泥漿處理劑0.75～2.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非開挖鉆進護壁泥漿，其特征是所述的膨潤土為鈣土，所述的泥漿處理劑為純堿、Na-CMC和生物處理劑，其重量配比為鈣土 5～10純堿 0.25～0.5Na-CMC0.25～1生物處理劑0.25～1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非開挖鉆進護壁泥漿，其特征是所述的膨潤土為鈉土，所述的泥漿處理劑為Na-CMC和生物處理劑，其重量配比為鈉土 3～8Na-CMC0.3～0.6生物處理劑0.6～1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的非開挖鉆進護壁泥漿，其特征是所述的生物處理劑為野生植物泡花楠植物膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的非開挖鉆進護壁泥漿，其特征是所述的Na-CMC為中粘度羧甲基纖維素鈉鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非開挖鉆進護壁泥漿，它是由下述重量配比的原料制成的泥漿水100、膨潤土3～10、泥漿處理劑0.75～2.5。膨潤土為鈣土，泥漿處理劑為純堿、Na－CMC和生物處理劑，其重量配比為鈣土5～10、純堿0.25～0.5、Na－CMC 0.25～1、生物處理劑0.25～1。膨潤土為鈉土，所述的泥漿處理劑為Na－CMC和生物處理劑，其重量配比為鈉土3～8、Na－CMC 0.3～0.6、生物處理劑0.6～1.5。生物處理劑為野生植物泡花楠植物膠。Na－CMC為中粘度羧甲基纖維素鈉鹽。本發(fā)明是一種用于在砂土和流砂等復(fù)雜地層中進行非開挖鉆進施工中能避免成孔及擴孔困難、垮孔、卡鉆等現(xiàn)象發(fā)生的非開挖鉆進護壁泥漿。
文檔編號C09K8/504GK1872945SQ20061003190
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者彭良, 張可能, 梁小強, 楊偉超 申請人:彭良, 張可能, 梁小強, 楊偉超