紀楠楠

摘 要：化學泥漿具有用量少、濃度低、粘稠度高等一系列優(yōu)點。在礦區(qū)鉆探領(lǐng)域中被得到廣泛的使用。本文介紹了化學泥漿的成分、性狀、優(yōu)勢。并綜合性地介紹了聚合物的配制方法、檢測指標。結(jié)合工程要求描述了化學泥漿的施工方法流程和排放要求。

關(guān)鍵詞：化學泥漿；鉆探；應用；性能

伴隨著國家經(jīng)濟的高速前進，鉆探技術(shù)的應用量也逐年增加。鉆探技術(shù)應用的領(lǐng)域非常廣泛，從礦山開采，到鐵路橋梁建設(shè)都離不開鉆探技術(shù)，而鉆探技術(shù)應用于礦區(qū)開采，不但可以確保施工的安全性，而且也可以確保礦產(chǎn)的開采質(zhì)量。然而，礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，土質(zhì)種類多樣，這對鉆探技術(shù)提出了很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)施工方法經(jīng)常取用膨潤土配制成泥漿護壁[1]。隨著科技的發(fā)展，化學泥漿被廣泛應用?；瘜W泥漿能夠在低濃度的情況下達到傳統(tǒng)泥漿相應的粘稠度，從而減小了泥漿的使用量，同時，化學泥漿還擁有質(zhì)量可靠、無噪音、無振動等優(yōu)點。這使其能夠適應更多種類的土質(zhì)，更適合應用于礦區(qū)的鉆探。下面進行詳細的介紹。

1化學泥漿性能

1.1 基本成分：本文將以Shore Pac化學聚合物泥漿作為例子，在化學泥漿中水（H2O）是靜置泥漿的主要組分。由于各地水質(zhì)差異較大，應注意水中含有的金屬離子，如Ca2+、Mg2+，的含量，以免混入雜質(zhì)影響使用。可在配制過程中加入堿（Na2CO3）來中和水腫游離的雜質(zhì)離子，使水質(zhì)達標，也可以加速聚合物溶解速率。Shore Pac是一種高分子聚合物，是化學泥漿的主要材質(zhì)，它可以提高泥漿的粘稠度，從而達到護壁的作用。水、堿和高分子聚合物的配制比例可根據(jù)不同土質(zhì)狀況進行合理調(diào)節(jié)。

1.2 綜合性狀：化學泥漿中的化學聚合物的微觀結(jié)構(gòu)是卷曲的長鏈分子無規(guī)則地散在于泥漿中，當有外力作用的時候，卷曲部位會延展開，形成錯綜復雜地空間織網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以增強化學泥漿的吸附力。這使得化學泥漿能夠在濃度低的情況下達到工程需要的粘度強度。1.3 應用優(yōu)點：在成孔操作時，化學泥漿將成為保護液進行護壁?；瘜W聚合物的分子量在2000萬以上，多個分子鏈無規(guī)則游離，相互接觸形成錯層立體結(jié)構(gòu)，使得泥漿變得粘稠。這些粘稠的液體可以防止鉆孔坍塌，樁梁斷裂，保證了鉆孔直徑的準確，同時還可以減少制備時長，防止砂混入，提升混凝土澆筑質(zhì)量。而且，化學泥漿還可以再次使用，綠色環(huán)保。

2 化學泥漿配制性能指標

化學泥漿配制大體順序為，水池中放水-加入合適比例的堿-加入高分子聚合物-空壓機攪拌-性能檢測。首先，應該測量當?shù)厮w，加入適量的堿（Na2CO3），使水的pH值在8-10之間，同時，加堿還可以起到改善水質(zhì)的作用，最大程度地減少水質(zhì)對泥漿配制的影響。通常狀況下，空壓機持續(xù)操作2小時左右，高分子聚合物即可溶解[2]?；瘜W泥漿充分溶解后，會變得粘稠，形成拉絲狀態(tài)，取樣本進行性能檢測，如果不能達到使用需求，則需要通過加入堿和高分子材料繼續(xù)攪拌，直到達到要求。

3 化學泥漿具體性能指標和配制比例

3.1 性能指標：粘度指標，在漏斗中加入700mL泥漿，讓泥漿自由漏下，計算漏出體積達到500mL時所用的時間，鉆孔時時間在35-78秒，澆筑時應控制在60秒以下；濾失量指標，當壓力為7kg/cm2，氣溫為常溫時，30分鐘失水量在13-18mL為達標，泥漿中的濾液會對鉆孔壁進行侵蝕，引發(fā)孔壁直徑脹大，甚至導致塌方；比重指標，由于地質(zhì)情況不同，比重配制也不同，一般控制在1.03-1.05kg/m3；含砂量指標，含砂量應低于0.5%，含砂量高會造成機械設(shè)備的磨損，砂礫在鉆孔內(nèi)沉淀，容易形成沉積泥餅，造成卡鉆的問題；pH值指標，pH對于化學泥漿來說非常重要，只有提供了一個穩(wěn)定合適的酸堿環(huán)境，才能使大分子物質(zhì)分散均勻，一般施工要求在堿性環(huán)境下進行，所以pH值一般控制在8-10。

3.2 配制比例：在水體積為100m3，堿為25kg的情況下，化學聚合物根據(jù)不同土質(zhì)含量不同，其具體含量和粘度要求見表1

表1不同地層化學泥漿配比

4 具體施工環(huán)節(jié)

依據(jù)施工場所周圍的地理環(huán)境，在施工場地周邊選擇適當?shù)牡攸c，用挖掘機挖出三個100m3的池子。這三個池子作為排污池，鉆機工作時排出的廢漿將會流入這個池子內(nèi)進行下一步處理。在池子旁邊安裝排污泵，通過排污將廢棄的液體排放入池中沉淀，蒸發(fā)水分。這樣處理污水廢液的方法不受氣候環(huán)境影響，而且保證施工工地泥漿能夠盡快排出。排出的泥漿通過三個池子，逐步沉淀，使得鉆孔過程中的碎石，砂礫等顆粒成分充分沉淀，達到水泥分離的效果。在鉆孔工作開展的同時，要用挖掘機定時處理三個池子中的沉淀物。沉淀物經(jīng)自然蒸發(fā)，使水分蒸騰而出，干涸凝固，將固化后的沉淀物轉(zhuǎn)運至特定位置。分離出的泥漿水在樁基與池子之間，通過聯(lián)通管道循環(huán)使用。由于化學泥漿可以加快飄浮鉆屑沉降，使得泥漿水的清潔度較高，含砂率低，能夠與混凝土分離開，所以在施工過程中，不用采取第二次清孔作業(yè)，提升了施工效率，也降低沉渣厚度，提高成孔質(zhì)量。與傳統(tǒng)的膨潤土相比，化學泥漿更適合于鉆探作業(yè)，其優(yōu)勢在施工過程中完美地體現(xiàn)出來。由于化學泥漿中含砂率低，大大減少了鉆頭的磨損，也給工地帶來了巨大的經(jīng)濟價值。

5 化學泥漿的排放要求

化學泥漿是可降解材料，本身不具有毒性，能夠直接排放到自然界中，不會造成環(huán)境損害。在化學泥漿排放前僅需做簡單處理，配制5%次氯酸鈉溶液或者3%的過氧化氫溶液，作為氧化劑，在廢液池中加入過量的氧化劑，使泥漿中的化學聚合物充分氧化。通過氧化處理后的化學泥漿是綠色無污染的產(chǎn)品，對環(huán)境沒有影響，可以直接排放。

6 結(jié)論

化學泥漿是高科技的產(chǎn)物，它具有較強的護壁能力，在鉆探過程中起著不可小覷的作用。結(jié)合以往的施工情況，化學泥漿適用于多種類型的土質(zhì)，無論是卵礫圖，頁巖，還是淤泥砂石，化學泥漿都可以很好的應對。這項優(yōu)點正好能夠解決礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣的問題，而且化學泥漿價格便宜，操作過程簡單，耗時較短，可以重復循環(huán)利用，降低了施工成本。作為一種具有眾多優(yōu)點，且綠色環(huán)保的材料，值得在鉆探技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣應用。

參考文獻

[1] 趙孔坤.化學聚合物泥漿在深水鉆孔樁施工中的應用[J].民營科技，2016（5）：189

[2]王衛(wèi)彪.化學聚合物泥漿在橋梁旋挖鉆孔樁施工中的應用[J].華東公路.2016，（1）：52-56.