觸變泥漿的減阻方法技術

本發明專利技術公開一種觸變泥漿的減阻方法，屬于土木工程技術領域。該方法首先配制減阻用的觸變泥漿，該觸變泥漿由鈉基膨潤土、羧甲基纖維素、碳酸鈉、潔凈水以及適量摻合劑組成；將攪拌好的觸變泥漿放入儲漿罐中，布置注漿孔以及連接注漿管道，然后進行注漿壓力計算，選擇注漿泵，最后進行注漿。本發明專利技術方法通過注漿工藝來減小管材與土壤的摩擦阻力，采用注漿工藝潤滑、減阻后可以使頂距提高40％-70％，能有效地降低頂管工作中的阻力，能使大口徑長距離的頂管不斷延伸，本發明專利技術方法具有成本低、技術易實施，減阻效率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于±木工程
，具體設及一種，該方法應用 于頂管、沉井、鉆孔等非開挖工程施工中，通過注入觸變泥漿來實現固壁、潤滑作用，W減小 上體的摩擦阻力，提高工效。
技術介紹
隨著我國城鎮化建設進程的不斷推進，非開挖施工技術正越來越廣泛地應用于城 市綜合管網頂管、沉井、鉆孔等建設工程當中，由于受到±體的摩擦阻力影響，一定程度上 制約了施工速度，甚至造成施工無法進行下去。如何減小±體的摩擦阻力、提高非開挖工程 施工工效，便成為了該
重要的技術難題。 為解決非開挖工程因±體的摩擦阻力而影響工效問題，廣大的工程技術人員通過 經年的技術研發與創新實踐，壓力注漿技術產生了，諸多觸變泥漿材料配比也誕生了，觸變 泥漿的減阻方法由此應運而生了。 在頂管、沉井、鉆孔等非開挖工程施工中，機理主要作用為： 一是起支撐穩定±體的作用，二是起潤滑減阻的作用。作為一種新發展起來的非開挖工程 施工輔助技術，其出色的支撐與減阻效果已越來越多地被廣大施工單位認可和推廣使用， 具有廣闊的發展前景。
技術實現思路
本專利技術針對現有頂管施工中存在的觸變泥漿阻力較大的技術問題，提供一種觸變 泥漿的減阻方法，該方法具體步驟如下： 1、，其特征在于該方法具體步驟如下： (1)配制減阻用觸變泥漿：[000引觸變泥漿由鋼基膨潤±、駿甲基纖維素、碳酸鋼、潔凈水W及適量滲合劑組成，所 述觸變泥漿各組成的質量百分比為：鋼基膨潤± 10?20%，駿甲基纖維素0. 3?0. 5%、碳 酸鋼0. 2?0. 4%、潔凈水W及適量滲合劑80?90 %;按照所述觸變泥漿的組成質量百分比 進行配料，然后采用攬拌機進行攬拌后將攬拌好的所述觸變泥漿放入儲漿罐中靜置1化? 2化；所配制完成的減阻用觸變泥漿主要性能為：密度1. 1?1. 17g/cm3,粘度30?80s，靜 切力 80 ?120Pa，失水量< 25cm3/30min，PH 值< 10。 (2)布置注漿孔W及連接注漿管道： 在頂管機尾部、被頂進的混凝±管節上預留3?5個注漿孔，所述注漿孔均勻地 分布于管道周圍，所述注漿孔具有排氣功能，每個注漿孔均設置龍頭控制閥n，防止漿液反 流，在每個注漿孔中設有單向閥；注漿管道由支管與主管組成，所述支管與各注漿孔的龍頭 控制閥口連接后，再接到主管上，所述主管連接壓漿累上，所述注漿累的一端連接到儲漿罐 上。 做注漿壓力計算： 注漿壓力P可按公式Pa《P《P A+3〇Wa進行計算，式中：[001 引 PA=/、vHi+vHtan2 (45。一(戶/2) -2C ? (45。一科/2); 存在卸力拱時；Pa= 丫 孔+丫 ? h〇; h〇= D /2*過師； Pa-一泥漿套頂部的水壓力和主動±壓力（kPa); 丫--±的密度（kN/m3); 丫 "--水的重力密度化N/m3); D--管道的外徑（m); H一一管道頂部W上覆蓋上層的厚度（m); 口--管道所處±層的內摩擦角； h〇--卸力拱的高度（m); Hi--±面或卸力拱W上的水柱高度（m); C--±的內聚力化Pa)。 (4)選擇注漿累；注漿累選擇脈動小的螺桿累，流量與頂進速度相匹配。[002引 妨注漿； A ;當管節頂進時，開啟壓漿累，實施同步注漿，確保當頂管機向前時，在頂管機后 形成的空隙立即被所述觸變泥漿充填，從而形成完整的泥漿套。 B;在頂進過程中，應間隔一段時間進行跟蹤補漿，補充部分流失到±層中的漿液。 [002引 C ;注漿量應控制為管道外壁理論空隙體積的2倍，注漿壓力要略高于地下水壓 力，控制在0. 02MI^a?0. ISMI^a之間，隨著頂管距離增加而壓力也須隨之增加，壓漿累的壓 力控制在20?50kPa。 D;頂進結束后，采用水泥砂漿滲合適量的粉煤灰漿液對泥漿套的漿液進行置換， 待壓漿體凝結后拆除注漿管路，并換上悶蓋將注漿孔封堵。 減阻用的觸變泥漿主要材料是膨潤±和水。當膨潤±與水混合后，由于水滲人膨 潤±中，膨潤±在水中膨脹重量可W達到膨潤上原重量的600%-700%。經攬拌儲存呈凝 狀，在有外力作用下呈流動狀態，該種材料注夾在管外殼與±壤之間，會大大降低管節推進 的摩阻力。靜止時泥漿有良好的穩定性。為使膨潤漿液有良好的性能，在制漿過程中要適 量加一些輔助原料；如純堿、纖維素CMC、緩凝劑等。膨潤±又分為巧基膨潤±和鋼基膨潤 ±，吸收巧離子多的為巧基，吸收鋼離子多的為鋼基膨潤±，根據不同的±質選用不同的配 方。通過施工總結發現；在沙性±中鋼基膨潤±減阻效果較明顯。 本專利技術方法通過注漿工藝來減小管材與±壤的摩擦阻力。采用注漿工藝潤滑、減 阻后可W使頂距提高40 % - 70 %。能有效地降低頂管工作中的阻力，能使大口徑長距離的 頂管不斷延伸，且成本低、技術易實施，減阻效率高。【具體實施方式】 本專利技術提供一種，該方法具體實施步驟如下： (1)配制減阻用的觸變泥漿： 觸變泥漿由鋼基膨潤±、駿甲基纖維素（CMC)、碳酸鋼（NasCOs)、潔凈水W及適量 滲合劑組成，所述觸變泥漿各組成的質量百分比為；鋼基膨潤± 10?20%，駿甲基纖維素 0. 3?0. 5%、碳酸鋼0. 2?0. 4%、潔凈水W及適量滲合劑80?90% ;按照所述觸變泥漿 的組成質量百分比進行配料，然后采用攬拌機進行攬拌后將攬拌好的所述觸變泥漿放入儲 漿罐中靜置1化?2化，使膨潤±顆粒充分吸水、膨脹成膠體；所配制完成的減阻用觸變泥 漿主要性能為：密度1. 1?1. 17g/cm3,粘度30?80s (用漏斗粘度計測量），靜切力80? 120Pa，失水量< 25cmV30min，PH 值< 10。 (2)布置注漿孔W及連接注漿管道： 在頂管機尾部、被頂進的混凝±管節上預留3?5個注漿孔，所述注漿孔均勻地 分布于管道周圍，所述注漿孔具有排氣功能，每個注漿孔均設置龍頭控制閥n，防止漿液 反流，在每個注漿孔中設有單向閥，使管外的泥漿不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效 果；注漿管道由支管與主管組成，支管直徑選用25?30mm的橡膠管，主管選用直徑為40? 50mm的鋼管，所述支管與各注漿孔的龍頭控制閥口連接后，再接到主管上，所述主管連接壓 漿累上，所述注漿累的一端連接到儲漿罐上。 (3)注漿壓力計算[003引注漿壓力P可按公式P《P A+30Wa進行計算，式中：【主權項】1.，其特征在于該方法具體步驟如下： (1) 配制減阻用觸變泥漿： 觸變泥漿由鈉基膨潤土、羧甲基纖維素、碳酸鈉、潔凈水以及適量摻合劑組成，所述觸 變泥漿各組成的質量百分比為：鈉基膨潤土 10?20%，羧甲基纖維素0. 3?0. 5%、碳酸鈉 0. 2?0. 4%、潔凈水以及適量摻合劑80?90%;按照所述觸變泥漿的組成質量百分比進行 配料，然后采用攪拌機進行攪拌后將攪拌好的所述觸變泥漿放入儲漿罐中靜置12h?24h ; 所配制完成的減阻用觸變泥漿主要性能為：密度I. 1?I. 17g/cm3,粘度30?80s，靜切力 80 ?120Pa，失水量< 25cm3/30min，PH 值< 10 ; (2) 布置注漿孔以及連接注漿管道： 在頂管機尾部、被頂進的混凝土管節上預留3?5個注漿孔，所述注漿孔均勻地分布于 管道本文檔來自技高網...

【技術保護點】
觸變泥漿的減阻方法，其特征在于該方法具體步驟如下：(1)配制減阻用觸變泥漿：觸變泥漿由鈉基膨潤土、羧甲基纖維素、碳酸鈉、潔凈水以及適量摻合劑組成，所述觸變泥漿各組成的質量百分比為：鈉基膨潤土10～20％，羧甲基纖維素0.3～0.5％、碳酸鈉0.2～0.4％、潔凈水以及適量摻合劑80～90％；按照所述觸變泥漿的組成質量百分比進行配料，然后采用攪拌機進行攪拌后將攪拌好的所述觸變泥漿放入儲漿罐中靜置12h～24h；所配制完成的減阻用觸變泥漿主要性能為：密度1.1～1.17g/cm3，粘度30～80s，靜切力80～120Pa，失水量＜25cm3/30min，PH值＜10；(2)布置注漿孔以及連接注漿管道：在頂管機尾部、被頂進的混凝土管節上預留3～5個注漿孔，所述注漿孔均勻地分布于管道周圍，所述注漿孔具有排氣功能，每個注漿孔均設置龍頭控制閥門，防止漿液反流，在每個注漿孔中設有單向閥；注漿管道由支管與主管組成，所述支管與各注漿孔的龍頭控制閥門連接后，再接到主管上，所述主管連接壓漿泵上，所述注漿泵的一端連接到儲漿罐上；(3)注漿壓力計算：注漿壓力P可按公式PA≤P≤PA+30kPa進行計算，式中：存在卸力拱時：PA＝γWH1+γ·h0；PA——泥漿套頂部的水壓力和主動土壓力(kPa)；γ——土的密度(kN/m3)；γW——水的重力密度(kN/m3)；D——管道的外徑(m)；H——管道頂部以上覆蓋土層的厚度(m)；——管道所處土層的內摩擦角；h0——卸力拱的高度(m)；H1——土面或卸力拱以上的水柱高度(m)；C——土的內聚力(kPa)；(4)選擇注漿泵：注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進速度相匹配；(5)注漿：A：當管節頂進時，開啟壓漿泵，實施同步注漿，確保當頂管機向前時，在頂管機后形成的空隙立即被所述觸變泥漿充填，從而形成完整的泥漿套；B：在頂進過程中，應間隔一段時間進行跟蹤補漿，補充部分流失到土層中的漿液；C：注漿量應控制為管道外壁理論空隙體積的2倍，注漿壓力要略高于地下水壓力，控制在0.02MPa～0.15MPa之間，隨著頂管距離增加而壓力也須隨之增加，壓漿泵的壓力控制在20～50kPa；D：頂進結束后，采用水泥砂漿摻合適量的粉煤灰漿液對泥漿套的漿液進行置換，待壓漿體凝結后拆除注漿管路，并換上悶蓋將注漿孔封堵。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃忠，周如明，黃超，肖來兵，
申請(專利權)人：中國十七冶集團有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34