王国新

河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院（473000）

1 坝基工程地质条件

内乡县太山庙水库位于内乡县师岗乡付湾村靳湾组西太山庙处，属长江流域白河水系,是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖等综合利用的中型水库。该工程主要是在坝基桩号0+020～0+140与0+294～0+609段实施接地式混凝土防渗墙。

桩号0+020～0+140为副坝,桩号 0+294～0+609属于主坝。坝基地层分布为:上部粘土，层厚4～10.0m，属微透水；中部粉质粘土，厚4～6 m，可塑状态，属微透水；下部为泥质砾石层厚1.1～4.0m，属强透水层；泥质砾石以下为页岩，属弱透水层。

2 制浆材料

根据本工程地质条件及设计特点,为保证混凝土防渗墙施工正常进行，必须选用低固相膨润土泥浆护壁。采用材料如下:

1）膨润土:选用的膨润土应达到石油部颁部标准《钻井液用膨润土》(SY5060—85)所规定的二级膨润土指标。

2）水:用新鲜的淡水，使用前应对水质进行化验。

3）分散剂:选用工业用纯碱。

4）絮凝剂:选用聚丙烯酰胺。其功能为对膨润土护胶，同时提高抗剪切稀释能力。

5）防漏剂:选用锯末等。

对于一般砂砾卵石层，选用表内两种配合比制浆，其他地层，可参考此配合比，并根据实际情况加以调整。

表1 泥浆配合比

3 泥浆拌制方法和质量控制

1）泥浆拌制选用高效、低噪音的高速回转搅拌机（ZL400型制浆机）2台,其中l台备用,制浆能力250立方米／台班，可满足现场使用。

2）每盘膨润土上浆的搅拌时间为3分钟。

3）应按照规定的配合比配置泥浆，各种材料的加量误差不得大于5%。

4）泥浆处理剂如纯碱、CMC和聚丙烯酰胺，使用前宜配成一定浓度的水溶液,以提高其效果。纯碱水溶液浓度为20%，CMC和聚丙烯酰胺水溶液为1.5%。

5）新制膨润土浆需存放24小时，经充分水溶胀后方能使用。

6）贮浆池内泥浆应经常搅动，并用压缩空气助拌，保持指标均一，避免沉淀或离析。

7）在钻进过程中，槽孔内的泥浆由于岩屑、离子混入和其他处理剂的消耗，泥浆性能将逐渐恶化，必须进行处理再利用。对于漏失地层使用的泥浆详见泥浆配合比。在钻进过程中，应在循环浆沟中取样，检测有关指标，如超表1限值，必须进行处理。

8）泥浆检测和控制要求:在搅拌机中取样，经水化溶胀24小时后测定比重、漏斗粘度；在新浆贮浆池内取样进行检测的项目有比重、漏斗粘度；在主孔正常抓进时，对循环浆进行的检测项目有比重、漏斗粘度和含砂量。

4 泥浆的再生处理

泥浆在实际使用中，由于一次循环时间较短，旋流筛分能力有限（只能除去泥浆中携渣的60%～70%），如果再经过自然重力沉渣过程，则泥浆再生处理的效果更显著，故泥浆再生处理拟采用自然重力沉渣与机械处理相结合的方式。

经过处理的泥浆经检验后，还要补充相应的材料，进行泥浆再生调制，泥浆技术性能指标符合要求后，送入储浆池待新掺入材料与泥浆完全融合后使用,新掺加物的效用见表2。

5 泥浆输送及排放

施工中泥浆输送设备选用20 kW离心泥浆泵配5寸胶管，由泥浆池将新鲜泥浆（在泥浆池中存放24小时以上的泥浆）输送到开槽现场。施工中不合格的泥浆可输送至废泥浆池，或送至监理指定的弃渣场。

表2 掺加物效用

图1 泥浆再生处理流程图

6 护壁泥浆的主要功能和护壁原理

1）泥浆的主要功能

①支持孔壁，防止坍塌或孔壁掉块。

②将槽段和地层分开，防止两者之间水的流动。

③悬浮、携带造孔过程中产生的钻渣和泥沙。

④利用形成的泥皮，较长时间保持孔壁稳定。

⑤冷却钻头，润滑钻具。

2）泥浆护壁的主要原理

①由于槽孔内浆面高于地下水位高程,浆液的密度大于水的密度，在浆液的自重压力下，泥浆渗入较松散的孔壁土体孔隙中，成为静止的凝胶，固定了土颗粒的位置，形成了不大规则的垂直方向稳定的土层。

②形成不透水的“泥皮”。槽壁上的凝胶层由逐渐固结在一起的膨润土或粘土颗粒形成泥皮,并牢固紧密地贴在孔壁土体上，形成“泥皮”，达到防止浆液漏失，阻隔地下水渗入到槽孔内的作用。

③浆液散液压力平衡着地层的土压力和孔隙水压力，并通过泥皮对孔壁起支护作用。

④泥浆具有一定的粘度、比重、触变性，利用泥浆的粘性和凝胶性质，可以使钻渣、泥沙、悬浮于泥浆中不产生沉淀。在清孔换浆时，可随泥浆携带走钻渣，泥砂。

7 结语

内乡县太山庙水库混凝土防渗墙护壁泥浆工程从2007年1月28日开工，至2007年3月30日全部完工，共使用水18 200吨，膨润土145吨，纯碱7吨，CMC 2吨，聚丙烯酰胺1吨，总计制造泥浆约5000立方米，保证了混凝土防渗墙的顺利施工。