CN105060796A - 一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆及其配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆，包括如下重量份的各组分：废弃泥浆1000-1250重量份、清水0-300重量份、膨润土0-50重量份及增粘剂0.5-3重量份；配制方法为：在盾构前期穿越黏土地层时，将产生的废弃泥浆搬运存放于调浆池附近，当泥水盾构掘进到粉细砂或者砾砂地层时，将废弃泥浆泵入调浆池进行调节，通过向其中添加清水、膨润土及增粘剂中的一种或多种，调节出满足泥水盾构砂地层掘进用泥浆质量指标要求的产品。与现有制浆技术相比，本发明充分利用了废弃泥浆，能够有效节约资源、成本，减小环境污染，并且能够调制出满足密度、粘度、离析率、物理化学稳定性等要求的优质泥浆。

Description

一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆及其配制方法

技术领域

本发明涉及一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆及其配制方法，采用废弃泥浆配制泥水盾构砂地层掘进用泥浆；适用于穿越江河等泥水盾构隧道工程。

背景技术

近年来，随着社会经济和城市化进程的快速发展，泥水盾构隧道技术已成为我国重大交通等基础设施建设中不可或缺的关键技术。泥水盾构始发井及早期掘进施工将会产生大量废弃泥浆，工程中一般使用槽罐车对废弃泥浆进行外运处理，这样不仅造成巨大的资源浪费，运输过程中还可能因漏洒而影响市容，而且废弃泥浆的后续处理也十分困难。而过江河及海底隧道在中期施工过程中往往穿越长距离砂地层，需要消耗大量泥浆用于盾构掘进，这些泥浆一般在专门的制浆池通过膨润土、增粘剂和清水进行配置，需要耗费大量制浆材料。

由于前后掘进的地质条件的差异与掘进顺序的上的时间差，使得盾构前期穿越粘土地层时产生的大量高粘粒含量的废浆具有了再利用的可行性。但是，目前行业内还没有这类技术方案，亟需开发。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆及其配制方法，充分利用了盾构前期穿越黏土地层时产生的大量废弃泥浆。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆，包括如下重量份的各组分：废弃泥浆1000-1250重量份、清水0-300重量份、膨润土0-50重量份及增粘剂0.5-3重量份，所述废弃泥浆为盾构前期穿越黏土地层时产生的，这样就能够充分利用盾构前期产生的废弃泥浆，具有环保节能等众多优点。

具体地，前述废弃泥浆的粘粒含量为20%-50%，密度为1.10g/cm³-1.45g/cm³，苏式漏斗粘度为20s-75s。

优选地，前述增粘剂是羧甲基纤维素钠，羧甲基纤维素钠简称CMC，是一种人工合成的纤维素醚，属于水溶性盐，具有优良的保水性和增粘作用，在石油钻井及泥水加压式盾构等工程中可用来调节泥浆的粘度。

进一步地，本发明的掘进用泥浆的质量指标要求为：粘粒含量为20%-35%，密度为1.15g/cm³-1.25g/cm³，苏式漏斗粘度为25-35s。

此外，本发明还公开了前述的泥水盾构砂地层掘进用泥浆的配制方法，具体为：在盾构前期穿越黏土地层时，将产生的废弃泥浆搬运存放于调浆池附近，当泥水盾构掘进到粉细砂或者砾砂地层时，将废弃泥浆泵入调浆池进行调节，通过向其中添加清水、膨润土及增粘剂中的一种或多种，调节出满足泥水盾构砂地层掘进用泥浆质量指标要求的产品。泥浆密度、粘度过大则添加清水以稀释，泥浆密度过小则添加膨润土以调节，泥浆粘度过小则添加增粘剂以调节。

本发明的有益之处在于：与现有制浆技术相比，本发明充分利用了废弃泥浆，配制每立方米泥水盾构砂地层掘进用泥浆可以节约膨润土100-250kg、清水850-950kg、增粘剂2-5kg，能够有效节约资源、成本，减小环境污染，并且能够调制出满足密度、粘度、离析率、物理化学稳定性等要求的优质泥浆，该泥浆能够在砂地层开挖面上形成致密泥膜、有效维持开挖面稳定，是一种符合我国国情的高效、环保、节能的泥水盾构掘进泥浆配制方法。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1

配制每立方米泥水盾构砂地层掘进用泥浆包括下述原材料：废弃泥浆1140kg(密度1.14g/cm³、苏氏漏斗粘度21s、粘粒含量22%)、膨润土30kg、增粘剂0.5kg，将上述原料置于调浆池中混合均匀待用。

本实施例配制的泥水盾构砂地层掘进用泥浆的质量指标为：密度1.17g/cm³、粘度28s、粘粒含量29%，符合工程施工要求。

实施例2

配制每立方米施工用泥浆包括下述原材料：废弃泥浆1000kg(密度1.31g/cm³、苏氏漏斗粘度44s、粘粒含量41%)、清水237kg，将上述原料置于调浆池中混合均匀待用。

本实施例配制的泥水盾构砂地层掘进用泥浆的质量指标为：密度1.24g/cm³、苏氏漏斗粘度33s、粘粒含量32%，符合工程施工要求。

经施工证实，实施例1和实施例2配制的泥浆还具有离析率小、物理化学稳定性好的优点，密度、粘度较大，粘粒含量较高，适合用于砾砂地层掘进施工，该泥浆施工效果较好，在粉细砂地层形成致密泥膜，能够很好地维持开挖面稳定性，具有推广应用的价值。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分：废弃泥浆1000-1250重量份、清水0-300重量份、膨润土0-50重量份及增粘剂0.5-3重量份，所述废弃泥浆为盾构前期穿越黏土地层时产生的。

2.根据权利要求1所述的一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆，其特征在于，所述废弃泥浆的粘粒含量为20%-50%，密度为1.10g/cm³-1.45g/cm³，苏式漏斗粘度为20s-75s。

3.根据权利要求1所述的一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆，其特征在于，所述增粘剂是羧甲基纤维素钠。

4.根据权利要求1所述的一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆，其特征在于，该掘进用泥浆的粘粒含量为20%-35%，密度为1.15g/cm³-1.25g/cm³，苏式漏斗粘度为25-35s。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆的配制方法，其特征在于，具体方法为：在盾构前期穿越黏土地层时，将产生的废弃泥浆搬运存放于调浆池附近，当泥水盾构掘进到粉细砂或者砾砂地层时，将废弃泥浆泵入调浆池进行调节，通过向其中添加清水、膨润土及增粘剂中的一种或多种，调节出满足泥水盾构砂地层掘进用泥浆质量指标要求的产品。

6.根据权利要求5所述的一种泥水盾构砂地层掘进用泥浆的配制方法，其特征在于，泥浆密度、粘度过大则添加清水以稀释，泥浆密度过小则添加膨润土以调节，泥浆粘度过小则添加增粘剂以调节。