护壁泥浆水处理

❶ 灌注水泥浆护壁堵漏方法的深化研究

灌注水泥浆是复杂地层钻进常用的护壁堵漏方法。地层坍塌到一定程度，单纯的泥浆已无法满足护壁要求时，通常需要采用水泥浆固结护壁，如：马坑铁矿ZK7924孔施工中，孔深218.41～277.68m，地层破碎，裂隙发育，出现掉块坍塌现象，采用水泥固结，取得良好效果。

灌注水泥浆固结护壁也是一项技术性很强的工作，必须精心操作，任何的麻痹大意、操作不当都将造成护壁失败，甚至引发严重的孔内事故。仍以马坑铁矿ZK7924孔为例：用Φ95mm绳索取心钻具自孔深324.59m钻进至438.28m时，因孔壁严重坍塌，采用优质泥浆起不到护壁效果，故用水泥固结法护壁，在孔深438.28m处灌注水泥10包（500kg），扫水泥剩1.5m时，换Φ95mm绳索取心钻具扫孔；因冲孔循环时间不够、孔内水泥渣过多、下钻速度过快等操作不当，发生重大埋钻事故；经过多种方法长时间处理无效，最后采用偏斜的方法绕开事故孔段，孔内残留Φ95钻具外管一套4.72m及Φ89绳索取心钻杆51.34m，共计56.06m。

针对灌注水泥浆固结护壁出现的护壁失败或效果差、扫水泥偏斜出新孔等主要问题，在马坑铁矿第四阶段的勘查钻探中，吸收国内相关研究成果与工程实践，开展了灌注水泥浆护壁堵漏方法的深化研究。

9.4.1 水泥浆液材料与配制

（1）水泥浆配比及材料

水泥浆液水灰比一般0.45～0.55，气温低时选择低值，气温高时选择高值。灌注水泥浆前要在地面做好小型试验（测定初凝和终凝时间、流动度、可泵期、抗压强度等），优选出合适的水灰比。

1）水泥：一般为32.5～42.5级普通硅酸盐水泥。对岩石细裂隙，可采用超细水泥（具有较好的渗透性能、较高的强度和较好的耐久性）。在满足强度要求下，可用磨细粉煤灰或粗灰部分替代水泥，掺入量一般为水泥质量的20%～50%，实际掺入量应经试验确定。

2）可掺加外加剂调节和改善水泥浆在灌浆时的流动度和可泵期。减水剂（分散剂）应尽量选用不降低水泥强度的“速凝型”品种。外加剂掺加量为水泥质量的百分比，见表9.12。

表9.12 常用掺加外加剂作用及掺加量表

3）配浆要用清洁淡水，其温度一般不要超过30℃。

（2）浆液的配制

水泥浆宜采用机械搅拌，搅拌机拌制能力必须满足需要。常用水泥浆搅拌机有：DC100型双桶立式灰浆搅拌机，NJ-500型或NJ-250型卧式搅拌机，泵射式水力搅拌机等。

1）浆液制备宜在灌浆前1h内进行。搅拌时间应小于浆液的初凝时间，一般时间不超过2min。使用减水剂时，应先将减水剂溶于水，然后再加入水泥浆中；添加氯化钠时，应在水泥浆基本和匀后再加入。

2）搅拌均匀后用钢丝网滤去硬块、砂等杂质，以免堵塞管路。不合格或自制备到使用超过2h的浆液不得使用；

3）浆液经充分搅拌后开始压注。在灌浆过程中，要不停地缓慢搅拌，不得在浆液稠化过程中加水。

（3）常用水泥浆液配方（表9.13）

表9.13 常用封闭漏失层裂隙的水泥浆液表（配方参考）

9.4.2 水泥浆灌注方法分析

水泥浆的灌注方法有孔口倒入法、双塞灌注法、钻杆送入法、钻杆注入+挤压法等（表9.14）。对于灌注水泥浆进行深孔护壁堵漏而言，应采用泵送法（包括一次灌注法、分段注入法、加压注浆法和充填注浆法），也可以用灌注器输送和导管注入。严禁从孔口直接倒入。

表9.14 灌注水泥浆的方法

9.4.3 利用钻杆泵灌水泥浆应注意的几个问题

（1）钻杆下入深度或位置

通过表9.15分析，建议采用钻杆灌注水泥浆时，钻杆应下至欲固结护壁或堵漏的孔段下方，同时采用以下措施解决灌注中可能出现的问题：

1）如果水泥浆漏失严重，考虑通过改变浆液配比解决，如添加纤维或其他增加流动阻力的材料。

表9.15 钻杆灌注水泥浆的方法选择与分析

注：混浆——水泥浆与泥浆混合，影响水泥浆质量，降低固结强度。

2）灌注后，提升钻杆时浆液向孔内回压问题的解决：灌注时，边注浆边提升钻杆至需灌注孔段的上方。

（2）一次灌注孔段长度的确定

一般针对钻孔各漏失孔段的情况分别进行，每一漏失孔段压浆封闭时间原则是钻穿该漏失层至完整孔段后开始。

一次灌注孔段长度应根据地层软硬情况、水泥浆凝固强度增长速度、扫水泥石工艺水平等综合确定。只有灌注孔段的岩层完整、强度可靠，才可长孔段灌注水泥浆。

在地层比较松软、破碎的情况下，应控制一次性灌注孔段的长度，一般不超过15～20m。否则，容易因扫水泥时间过长，使下部孔段水泥石的强度高于岩层而扫出新孔。

（3）替水量的确定原则

灌注水泥浆护壁时，采用水泵注浆法灌注，灌浆完毕应立即替入清水。替浆量应力求适当，将浆液压送到预定位置而又不被稀释，才能确保灌浆成功。替浆水确定原则是：压送替浆水、卸除主动钻杆后，钻杆内外液柱（水泥浆+泥浆）压力相平衡。

（4）水泥浆的可灌期和候凝时间选择

1）根据灌注孔段深度和灌注方法、工艺选择适当的可灌期。水泥浆的可灌期可用改变减水剂加量或水灰比的方法来调节。依经验，最小可泵期为：孔深≤250m为30min，孔深250～500m为40min，孔深500～800m为50min，≥800m为60min。

2）候凝时间以36～72h为宜，地层松软选用小值，地层完整可选大值。实践表明，候凝时间过短，水泥石强度不足，水泥与孔壁的固结体会因强度过小而受到破坏，失去堵漏或护壁的目的；过长，水泥石强度较高，易在松软孔段扫出新孔。

（5）扫水泥的措施要得当

1）扫孔内水泥石宜采用侧刃不锋利的全面钻头，最好是金刚石不取心全面钻头。尽量不用取心钻具钻取水泥石。

当采用钻具扫孔时，若扫孔钻具长度与原粗径钻具相近，上端宜带导正；若已透小眼，可在钻具下端带导正。

2）下钻要平稳，防止碰撞孔壁。

3）扫水泥时应轻压、慢转、较大泵量，钻速快时适当控制钻压。每扫一根单根后，要慢转冲孔5min左右，再提钻加杆。发现进尺异常要提钻检查。

4）扫完水泥石后，应用大泵量冲洗钻孔，送入孔内循环的冲洗液量不少于钻孔容积的3倍，以全面清除孔内悬浮的水泥渣。

（6）灌注水泥浆需注意的其他事项

1）按照灌注孔段情况，确定各种材料用量。

2）灌浆前必须充分冲刷孔壁上的泥皮。

3）灌浆前必须准备充分，分工明确，指挥统一，动作协调、迅速，全部浆量必须一次灌完。

4）泵完水泥浆后，必须立即泵入事先计算好的清水量，替出水泵、钻杆中的水泥浆液，并将水泵、送水管、钻杆冲洗干净。

9.4.4 提高水泥浆堵漏效果的思路与途径探讨

为了使灌注的水泥浆有效封堵漏失层中的裂隙、孔隙，阻断钻孔与地层之间的流动通道，必须在预定深度范围内形成具有一定渗透半径、较高强度的阻水带。

（1）基本思路

1）水泥浆浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走岩体裂隙、孔隙中的水分和空气后占据其位置。

2）水泥浆液能在漏失层的裂隙、孔隙中停留，并经一定的时间后与原松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性好的“结石体”。

（2）主要途径

1）对裂隙、孔隙小的漏失层采用压力注浆，其封堵机理可归纳为：渗透、劈裂、压密和固结等。

2）对裂隙、孔隙大的漏失层采用平衡或增阻（增加浆液流动阻力）灌浆，其封堵机理可归纳为：进入、留置和固结等。

3）保证注浆加固范围——浆液影响半径（有效扩散半径）：在最大限度地掌握钻遇地层裂隙发育程度的同时，准确测量钻孔内静止水位，合理确定封堵裂隙水泥浆用量。

（3）主要方法

1）封闭式压浆堵漏。采用专用机具封闭漏失层上、下孔段后，压送水泥浆至漏失层，并保持一定的浆液压力，使浆液渗透一定的距离。适用于封堵张性裂隙漏失。

2）岩溶裂隙压力注浆封闭。借助“帷幕灌浆”原理进行局部破碎、裂隙漏失带封闭，基本方法是泵送灌满欲封闭孔段后继续压浆。适用于裂隙、漏失孔段较长的情况。

3）水泥砂浆灌注法。主要采用水泥砂浆封堵较大的地下水力通道，适用于破碎、裂隙发育的基岩孔段封闭。

（a）探明破碎带孔段位置：根据钻孔钻取的岩心、钻进过程中冲洗液的漏失情况进行综合判断，确定破碎带的孔深位置、孔段长度及主要特征。

（b）按确定的漏失孔段长度计算封堵材料——水泥砂浆用量；

（c）下入绳索取心钻杆，将拌制好的水泥砂浆从孔口倒入钻杆内。

（d）倒入孔内的水泥砂浆达到封堵破碎裂隙带所需要的浆液量后，开泵压送替浆水。

4）纤维水泥堵漏。采用水泥浆堵漏，在裂隙性地层、洞穴或高渗地层中容易出现水泥浆漏失的难题。实践表明，当孔洞直径为5 mm时，水灰比0.5～0.55的纯水泥浆将会全部漏失。

纤维水泥浆由水泥浆加入长度9～12 mm的纤维制成。堵漏作用机理：纤维水泥浆通过漏失通道时，纤维在孔洞处形成封堵漏失通道的基本网状骨架，水泥浆中粗颗粒在通过网状结构时产生“架桥”，使漏失通道由大变小、由小变微。进而，防漏剂与水泥固相颗粒相互作用，并在压差的作用下形成致密滤饼、固结，从而完全消除漏失，达到堵漏目的。

当孔洞直径变小时，可以降低纤维加量或减小纤维长度；当孔洞直径变大时，可以增加纤维加量或加大纤维长度。

❷ 打桩泥浆水如何处理效果好麻烦告诉我

可以选用泥水分离设备，占地面积小，安装，操作也比较简便。处理出来的固相可以直接拉走，液相可以循环使用。

❸ 泥浆可以很快处理掉的设备有哪些

泥浆处理设备是针对建筑工程、桥梁桩基工程、地下隧道盾构工程及非开挖回工程施工中使答用的护壁泥浆所开发的一种泥浆净化处理机械。它可以有效的控制施工用泥浆的浆水质量，对泥浆中的固相颗粒进行固液分离，提高桩基成孔率，降低膨润土的用量降低造浆成本。可实现泥浆废渣的环保运输与浆水排放，满足环保施工的现场要求。

❹ 泥浆护壁的制备方法

钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流.
调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
泥浆是桩孔施工中的冲刷液，主要作用是清洗孔底，携带钻渣平衡土压力，护壁防塌、润滑和冷却钻头。泥浆配置时应注意控制四个方面。
A:控制泥浆液面：
要控制护筒内液面标高高于河水面1m多，必要时可以安装水位检测灯，由专人看管，以保证足够水头压力，维护下部孔壁安全。
B:控制泥浆比重：
泥浆比重过大，失水量大，孔壁易剥落、崩解的可能性就大。泥浆比重过小，孔内水压力就小，易造成坍孔。泥浆比重控制在1.05～1.15之间。
C:控制泥浆粘度：
粘度过高会使泵压升高，排量显著减少，钻速下降，排粉困难，压力增长，泥浆粘度控制在18～22s，一般为20s。
D:控制泥浆PH值：
泥浆PH值的大小，表示了泥浆酸碱性的强弱。PH<7时，泥浆为酸性，PH值越小，酸性越强；PH>7为碱性PH值越大，碱性越强；PH=7时，泥浆为中性。如果PH值大于11，则泥浆会产生分层现象，失去固壁作用。
泥浆的配备要求[1]
项目
比重
粘度（秒）
含砂率
PH值
一般性能指标
1.05~1.15
18~22
<4%
8~10

❺ 钻孔桩施工泥浆护壁用水要求

• 泥浆在成孔过程中的作用是：护壁、携渣、冷却和润滑，其中以护壁作用最为重要。泥浆具有一定密度，如孔内泥浆液面高出地下水位一定高度 ，在孔内就产生一定的静水压力，相当于一种液体支撑，可以稳固土壁、防止塌孔。

❻ 泥浆护壁的原理是什么

成槽之后，浇灌混凝土把泥浆置换出来，在地下筑成一道混凝土单元墙段。使槽壁稳定的泥浆叫护壁泥浆，由于是使用泥浆护壁进行挖槽，所以才用“泥浆护壁挖槽法”这个术语。
护槽与护孔是不一样的概念，因为槽壁的稳定要比孔壁复杂得多，并且槽壁的拱效应不如圆拱效应。泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗粒上，通过这种粘附作用可使槽壁减少坍塌性和透水性。泥浆具有支承开挖，悬浮岩屑，避免淤泥碴层在开挖底部堆积等作用，同时要求泥浆具有泵送容易的特性，具有被水泥清洁置换的能力，对后来的钢筋与混凝土间粘结没有妨碍等等。另外，在泥浆静止状态下挖槽，特别是采用大型抓斗上下提拉的挖槽方式很容易使槽壁坍塌，所以要求泥浆粘度要大于采用泥浆循环挖槽方式时的粘度。根据这些条件，为了保证地基稳定所必须的泥浆粘度（漏斗粘度），相关单位分别发表了各自的经验数值。

❼ 简述泥浆护壁成孔灌注桩施工中常见问题及处理方法.

1、常见问题：缩颈、断桩及桩身混凝土坍塌、套管内混凝土拒落、套管内进入泥浆及水、灌注桩达不到最终控制要求、钢筋下沉、桩身夹泥、混凝土用量过大。

2、套管护壁成孔灌注桩是指不排出土成孔的灌注桩。目前我国主要有振动灌注桩和锤击灌注桩两种。施工时，把套管沉入或打入地下，在套管内浇筑混凝土，然后拔出套管。

3、一般在套管端部采用预制钢筋混凝土桩尖或活瓣桩尖。套管护壁成孔灌注桩的施工工艺有单 打法、复打法(复打法又分全复打和半复打)及翻插法3种，在有地下水或无地下水的情况下都能施工。

4、根据我国目前振动沉桩机的机械性能，一般有效桩长为15m左右，套管直径为27．3～50cm，适用于N63．5≤25的工程地质条件。使用时，可根据设计要求或施工情况灵活应用不同的施工方法。套管护壁成孔灌注桩和预制桩一样，其工作特性可以是端承摩擦桩，也可以是摩擦端承桩。

(7)护壁泥浆水处理扩展阅读：

1、泥浆护壁在充满水和膨润土以及 CMC 等其他外加剂的混合液的情况下，对于地下连续墙成槽、钻孔灌注桩钻孔等工程，泥浆对槽壁的静压力和泥浆在槽壁上形成的泥皮，可以有效地防止槽、孔壁坍塌；

泥浆还具有携渣和冷却、润滑机具作用，具有一定粘度的泥浆可以携同泥渣一起排出。泥浆可以作机具的润滑和冷却剂，在冲洗机具的同时,也可以冷却机具。防止槽壁坍塌或剥落，并维持挖成的形状不变。

2、成孔问题

（1）、塌孔

预防措施：

根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处，捣实后重新钻进。

（2）、缩径

预防措施：

选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。

（3）、桩孔偏斜

预防措施：

保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍进行预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。

❽ 打桩出来的工程泥浆怎么处理

钻孔桩施工泥浆弃浆处理方案：
施工现场修建沉淀池，先将污水排入沉淀池，除去悬浮物、油类物质并进行中和处理，检测达到排放标准后排入河流。
在钻孔灌注的过程中采用筛网，泥浆中的小碎石、砂等固体颗粒物进行分离，泥浆排到一沉池、二沉池至三沉池，充分沉淀。施工的过程中，利用挖掘机及时清理一沉池、二沉池、三沉池，清理出来的沉碴运至蒸发池中，等到自然脱水固化后，运至储料场或弃渣场。
对于废弃的泥浆水，在泥浆水中加入絮凝剂，由于泥浆水是一种水中含有一定量的微细泥颗粒的悬浮液体,高分子絮凝剂是一类水溶性的高聚物,将其与泥浆水混合时,由于絮凝剂具有架桥、网捕、吸附和电性中和等功能,可以破坏泥浆水的稳定性,使泥颗粒从水中迅速凝聚、沉降,从而达到泥水分离效果。
泥浆碴混合物的处理：①在沉淀池中清理出来的沉碴，运至蒸发池中，让其自然脱水固化。②脱水后的钻碴或运到储料场，或回填取土坑。③自然脱水固化后所形成干泥就地回填废弃的泥浆池。沉淀泥浆碴运至蒸发池中，清水循环利用。

❾ 什么是 泥浆护壁

泥浆护壁就是在充满水和膨润土以及
CMC
等其他外加剂的混合液的情况下，对于地下连续墙成槽、钻孔灌注桩钻孔等工程，泥浆对槽壁的静压力和泥浆在槽壁上形成的泥皮可以有效地防止槽、孔壁坍塌。
作用：
泥浆还具有携渣和冷却、润滑机具作用，具有一定粘度的泥浆可以携同泥渣一起排出。泥浆可以作机具的润滑和冷却剂，在冲洗机具的同时,也可以冷却机具。防止槽壁坍塌或剥落，并维持挖成的形状不变。

❿ 钻孔灌注桩中的泥浆护壁里泥浆是怎么护壁的

1、需要进行泥浆护壁的原因：钻孔灌注桩进行钻孔施工的时候，由于需要打孔的土层比较松散（或者打孔时扰动了钻孔周围的土体，又或者土体的自稳能力比较弱），所以钻孔周围的土体在水平土压力的作用下，有一种要向孔内塌孔的趋势，假如不进行泥浆护壁，那么钻孔周围的土体就会塌孔掉入钻孔内，从而堵塞钻孔，造成成不了钻孔的后果；
2、泥皮：钻孔内介于钻孔周围土体与钻孔内泥浆之间的那一部分松软、可流动（流塑状态）的黏土；
3、泥浆：泥土和水混合而成的半流体；
4、泥浆护壁的原理：对泥皮进行受力分析可知，在水平的方向上，泥皮受两个力，①钻孔周围的土体对泥皮施加一个向钻孔内部的土压力，②钻孔内的泥浆对泥皮施加一个向钻孔外部的力，根据初中物理的知识，只有当①=②的时候，泥皮才会稳定，泥浆护壁才能成功；
5、由于向钻孔内部的力①在固定的深度，当土层一定的时候，大小是确定的，所以泥浆护壁的重点，就是调制泥浆的密度，从而使泥浆产生的向钻孔外部的力②等于①。