[发明专利]一种减摩泥浆及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道工程施工中使用的辅助浆料，具体是一种顶管机减摩泥浆，本发明的减摩泥浆特别适用于粉砂地质工况。本发明同时还提供了一种制备所述减摩泥浆的方法。

背景技术

顶管法是一种类似于盾构法的地下工程非开挖管道铺设技术，采用顶管掘进机成孔，将预制成形的管道从顶进工作井顶入，形成连续衬砌结构的管道铺设技术。在顶管施工解时，为减少管道与土体之间的摩阻力，通常需要向管道和土体间注入一种泥浆材料以减少管道和土体之间的摩擦力，这种泥浆材料称为“减摩泥浆”。

减摩泥浆被注入管道外隙后，均匀的分布开来，形成一圈泥浆层，从而保证管道和土体之间并不直接接触，利用减摩泥浆形成的泥浆层润滑作用，管道和土体之间的摩擦力大大减少。摩擦力减少后，一方面管节顶进作业时的后顶力降低，另一方面土体受到的管道摩擦切向力降低，支护土体破坏减少，地层损失减少，地面沉降得到有效控制。

现有减摩泥浆多用膨润土和水按比例混合，在常见的泥土地质工况下可以起到一定的减磨作用。但是对于粉细砂层的土质，膨润土混合液易扩散，扩散损失导致减摩泥浆填充量明显不足，起不到良好的减磨作用。而且扩散损失减摩泥浆后继续补充的减摩泥浆会随着流失过程在土体中形成流道，进而引起土体结构失稳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的减摩泥浆对于粉细砂层土质减摩效果不佳的问题，提供一种减摩泥浆。该减摩泥浆具有减摩效果好，不易扩散损失的特点，能够满足各个细粉沙土质工况下顶管法施工要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种减摩泥浆，主要包含重量份以下成份：膨润土150～250份，水350份，纯碱1.5～5份，乳化剂1-10份。

所述减摩泥浆黏度为30s-38s。

所述减摩泥浆比重为1.1-1.16g/cm³。

本发明和现有技术使用的减摩泥浆最主要的区别就在于，本发明还添加了纯碱和乳化剂，加入纯碱和乳化剂使膨润土形成黏度适宜，稳定性优良的乳液胶态。如果不使用纯碱和乳化剂混合配制，则稳定性会受到一定影响，如果遇到土质偏酸或者管道外壁附着酸性物质则会对于乳化剂形成的稳定黏度的胶态成分造成干扰，并加速乳化剂成分的分解变质，不利于施工过程中的连续稳定可靠的减摩作用。

所述减摩泥浆黏度采用泥浆粘度计进行测定。泥浆粘度计是一种泥浆粘度的简易仪器，主要用于井场和实验室测量泥浆的粘度。其流出管孔径φ5mm长100mm，水值15±0.5s(秒)。

本发明控制了减摩泥浆的黏度和比重，是因为添加了纯碱和乳化剂使得减摩泥浆形成了乳液胶态，可以在一定范围调整减摩泥浆的黏度使减摩泥浆自身的比重更接近细粉砂土质的配比，进而使得减摩泥浆对于土体的压力更为分散，更为均匀，进而使得土体受到顶管挤压的压力更小。另一方面，控制了减摩泥浆的比重，也使得减摩泥浆在顶管和土体之间的形成的胶态泥浆层，比重更接近粉细砂土，当顶管施工结束后对于管道外侧的处理难度更小。

进一步，所述乳化剂是CMC、CMS、乳化油中的一种或几种。优选的，CMC或CMS重量份数为0～4份，优选1.5～2.5份。优选的，所述乳化油重量份数为0～9份，更优选1-8份。CMC：羧甲基纤维素钠。CMS：羧甲基淀粉钠。胶态的减摩泥浆在在细粉沙土中不容易滤失，能够长时间的保持很好的稳定性，进而使得减摩泥浆层能够保持良好的稳定性，有效的减少了顶管机的阻力，提高了顶管施工法的施工速度。同时，减摩泥浆滤失量的减少，也避免了泥浆流失对于沙土结构的破坏，顶管施工完成之后地面不会发生沉降，结构更加稳定可靠。根据减摩泥浆使用工况的不同，调整合适的乳化剂成分和用量比例可以有效的优化施工结果或目的。

进一步，所述减摩泥浆主要用于沙土土质的顶管法施工中减少管道的摩擦力。

进一步，所述减摩泥浆在粉细砂土体、粉质粘土土质或松散型土质的顶管施工中的应用。优选在淤泥质、粉细砂层地质条件下顶管施工中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本减磨泥浆的改良配方在软土地层及地下水位高等地质条件中施工较普通的膨润土混合液具有稳定性高，不易扩散减磨效果出众的优点。比传统减磨泥浆更科学、更合理，增加了施工中的可靠性和安全性，形成良好的社会效益。

附图说明：

图1为使用本发明的减摩泥浆在顶管施工中的应用的工艺示意图。

具体实施方式