适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆及其制备方法，该护壁泥浆按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土5‑15份、纯碱1‑3份、羧甲基纤维素0.4‑1.2份、聚丙烯酰胺0.003‑0.006份、植物胶0.0001‑0.0003份、聚苯乙烯磺酸钠0.0001‑0.0002份。本发明专利技术采用羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、植物胶、聚苯乙烯磺酸钠作为添加剂，羧甲基纤维素吸水膨胀，形成黏胶状液体，能够增加稠度，在土层表面成膜，保护胶体和水分，防止孔壁剥落；聚炳烯酰胺水解生成絮凝剂，掺入少量就能极大地提高泥浆的粘性，从而携渣、堵漏，大大提高泥浆的工作性能。

Wall protection slurry suitable for drilling rotary holes in thick sand layer and preparation method thereof

Slurry and the preparation method of the invention discloses a suitable for thick sand geological spiral drill hole, the slurry quality according to the number of shares from the following group allocation and water: 100 copies, 15 copies, 5 yellow clay soda 1 3, carboxymethyl cellulose 1.2, 0.4 0.006, 0.003 polypropylene amide 0.0001 gum 0.0003 copies, 0.0002 copies of 0.0001 sodium polystyrene sulfonate. The invention adopts carboxymethyl cellulose, polyacrylamide, vegetable gum, sodium polystyrene sulfonate as additives, Suo Jiaji cellulose swelling, the formation of clay colloidal liquid, can increase the consistency in the film surface, protective colloid and moisture, prevent the hole wall spalling; polypropylene amide hydrolysis flocculant, adding a small amount can be greatly improved the mud viscosity, thus carrying slag, plugging, greatly improve the performance of mud.

【技术实现步骤摘要】
适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆及其制备方法
本专利技术涉及护壁泥浆的
，具体地指一种适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆及其制备方法。
技术介绍
桩基工程成孔作业中，国内常采用旋挖钻进行施工，具有功率大、效率高、施工灵活等特点。针对不同地质情况，施工时应采用不同的施工工法。当桩基处于松散、较易坍塌地层，或处于地下水位下的地层时，施工时必须采用湿式旋挖工法，使用护壁泥浆进行护壁，起到保持孔壁稳定、防止坍塌、清孔并排除钻渣等作用。然而，施工过程中，多数工程常采用相同配比的护壁泥浆进行灌注，不会针对土层性质的不同进行合理的修正。对不同地质条件，配比不当会导致泥浆性能指标不满足要求，降低成孔质量，拖延施工进度。普通的膨润土基泥浆成分简单、功能单一、分散性较差，难以满足不同地层的施工要求，尤其是在厚砂层地质，不能很好地形成泥膜，容易造成塌孔埋钻，且清孔速度过慢，泥浆含砂率高。此外，工程中往往忽略泥浆配置的经济性，原料成本高，造成不必要的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆及其制备方法，该护壁泥浆的泥浆成分多样、功能全面、分散性好，能满足不同地层的施工要求，尤其是在厚砂层地质，泥浆稠度高，在泥浆表面形成泥膜保护胶体和水分，防止孔壁剥落，循环过程中携渣效果好，能较快降低泥浆内含砂率。为实现上述目的，本专利技术所提供的一种适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土5-15份、纯碱1-3份、羧甲基纤维素0.4-1.2份、聚丙烯酰胺0.003-0.006份、植物胶0.0001-0.0003份、聚苯乙烯磺酸钠0.0001-0.0002份。作为优选方案地，所述的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土8-10份、纯碱1.5-2份、羧甲基纤维素0.6-1份、聚丙烯酰胺0.004-0.005份、植物胶0.0001-0.0002份、聚苯乙烯磺酸钠0.0001-0.0002份。作为最佳方案地，所述的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土9份、纯碱1.8份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物胶0.0002份、聚苯乙烯磺酸钠0.00015份。进一步地，所述植物胶为田菁胶、瓜尔胶、香豆胶中的一种或者多种。进一步地，所述黄粘土中含有蒙脱石，所述蒙脱石占黄粘土总质量的质量百分数为50-60％。本专利技术的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆的制备方法，包括如下步骤：按质量份数配方把黄粘土粉碎投入套管，使用钻斗旋转制浆，加入纯碱搅拌至体系的pH为9-10，再依次加入羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、植物胶、聚苯乙烯磺酸钠拌和均匀，搅拌成的浆料水化分解24-36h，即可。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：其一，本专利技术的膨润土采用黄粘土作为主要的造浆原料。黄粘土含有大量的蒙脱石(质量百分数为50-60％)，其粒径较小、遇水易膨胀、粘性强、可塑性高、含砂量低，是一种天然的特殊粘土，工程中采用黄粘土，原料来源广泛、极易取得，在保证桩基工程质量的同时，能有效降低成本，经济性高，且利于环境保护，减少污染。其二，本专利技术采用羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)、植物胶、聚苯乙烯磺酸钠作为添加剂，其中羧甲基纤维素(CMC)吸水膨胀，形成黏胶状液体，能够增加稠度，在土层表面成膜，保护胶体和水分，防止孔壁剥落；聚炳烯酰胺(PAM)水解生成絮凝剂PHP(聚丙烯酰胺)，掺入少量就能极大地提高泥浆的粘性，从而携渣、堵漏，大大提高泥浆的工作性能；植物胶遇水能溶胀水合形成高粘度的溶胶液，其粘度随粉剂浓度增加而显著增加，而且加入植物胶后的泥浆具有很好的流变性能，有利于孔壁稳定；聚苯乙烯磺酸钠是一种具有独特作用的水溶性聚合物，大分子链上的磺酸基团，使其具有很强的浸润分散作用。其三，本专利技术的配方中含有纯碱，能够增大泥浆的pH值；在强碱性环境中，粘土颗粒更易分解，泥浆的稳定性、胶体率均有所提高，高品质的护壁泥浆有效避免孔壁坍塌的现象，桩基施工后的桩孔孔径、垂直度等数据均达到设计要求，确保成孔质量和效率，保证高效有序施工。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)5份、纯碱3份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酰胺0.003份、植物胶0.0001份(田菁胶0.00005g、瓜尔胶0.00005g)、聚苯乙烯磺酸钠0.0001份。实施例2：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)15份、纯碱3份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酰胺0.006份、植物胶0.0003份(田菁胶0.0001g、瓜尔胶0.0001g、香豆胶0.0001g)、聚苯乙烯磺酸钠0.0002份。实施例3：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)15份、纯碱1.8份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酰胺0.004份、植物胶0.0001份(田菁胶0.00005g、香豆胶0.00005g)、聚苯乙烯磺酸钠0.0001份。实施例4：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)8份、纯碱3份、羧甲基纤维素0.6份、聚丙烯酰胺0.005份、植物胶0.00025份(田菁胶0.00025份)、聚苯乙烯磺酸钠0.0002份。实施例5：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)10份、纯碱1份、羧甲基纤维素1.2份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物胶0.0002份(香豆胶0.0002份)、聚苯乙烯磺酸钠0.0002份。实施例6：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)9份、纯碱1.8份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物胶0.0002份(香豆胶0.00005份、瓜尔胶0.00005g、田菁胶0.0001份)、聚苯乙烯磺酸钠0.00015份。实施例7：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)12份、纯碱1.5份、羧甲基纤维素1.0份、聚丙烯酰胺0.005份、植物胶0.00015份(香豆胶0.00005份、田菁胶0.0001份)、聚苯乙烯磺酸钠0.0001份。实施例8：本实施例的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土(含有质量百分数为50-60％的蒙脱石)9份、纯碱2份、羧甲基纤维素0.4份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物胶0.0002份(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，其特征在于，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土5‑15份、纯碱1‑3份、羧甲基纤维素0.4‑1.2份、聚丙烯酰胺0.003‑0.006份、植物胶0.0001‑0.0003份、聚苯乙烯磺酸钠0.0001‑0.0002份。

【技术特征摘要】
1.一种适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，其特征在于，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土5-15份、纯碱1-3份、羧甲基纤维素0.4-1.2份、聚丙烯酰胺0.003-0.006份、植物胶0.0001-0.0003份、聚苯乙烯磺酸钠0.0001-0.0002份。2.根据权利要求1所述的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土8-10份、纯碱1.5-2份、羧甲基纤维素0.6-1份、聚丙烯酰胺0.004-0.005份、植物胶0.0001-0.0002份、聚苯乙烯磺酸钠0.0001-0.0002份。3.根据权利要求2所述的适用于厚砂层地质旋挖钻成孔的护壁泥浆，按照质量份数由如下组分配制而成：水100份、黄粘土9份、纯碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗洪成，胡义新，黄成伟，周舒，尤加林，陈成，贺江平，杜松，王添新，卢佩，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42