□可友國(鄭州市尖崗水庫管理處)

□王 茹(河南省水利科學研究院)

□劉術華(固始縣鲇魚山灌區(qū)胡族水利漁業(yè)管理所）

□王利軍 □郭邢燕（鄭州市尖崗水庫管理處）

尖崗水庫大壩為均質土壩，壩體為中性壤土和沙壤性粘土，土質較好；壩基是輕粉質壤土，含有粘土層和砂礫石層，透水性強。壩基截水槽底部滲透比降超過允許值，且下游反濾措施不完善；壩體浸潤線和壩基測壓管水位有逐步抬高的趨勢，存在滲流安全隱患。設計采用塑性混凝土防滲墻進行防滲處理，減少滲流，提高滲流安全。根據尖崗水庫工程地質情況及設計要求，為保證塑性混凝土防滲墻成槽、施工質量，選用低固相膨潤土、水、分散劑等優(yōu)良原材料，制作高質量泥漿，保證泥漿具備良好的物理性能、流變性能、穩(wěn)定性以及抗水泥污染的能力，起到固壁支撐、懸浮巖屑及防止塌孔等重要作用。

一、泥漿制作

（一）制漿材料選配

膨潤土：選用的膨潤土達到石油部部頒標準《鉆井液用膨潤土》（SY5060-93）所規(guī)定的二級膨潤土指標。

水：用新鮮潔凈的淡水，使用前對水質進行化驗，取用尖崗水庫里的天然水。

分散劑：選用工業(yè)用純堿。

速凝劑：選用聚丙烯酰胺。其功能為對膨潤土護膠，同時提高抗剪切稀釋能力。

防漏劑：選用鋸末等。

（二）泥漿拌制

泥漿制備設備包括儲料斗螺旋輸送機、磅稱、定量水箱、高速回轉攪拌機、藥劑貯液桶等。攪拌前先做好藥劑配制，純堿液配制濃度為1:10～1:5，CMC液對高粘度泥漿的配制濃度為1.5%。攪拌時先將水加至1/3，再把CMC粉緩慢撒入，用軟軸攪拌器將大塊CMC攪拌成小顆粒，繼續(xù)加水攪拌。配制好的CMC液靜置6h后方可使用。泥漿攪拌前先將水加至攪拌筒1/3后開動攪拌機，在定量水箱不斷加水同時，加入膨潤土、純堿液，攪拌3min后，加入CMC液繼續(xù)攪拌。攪拌好的泥漿靜置24h后使用。

（三）泥漿質量控制

1.泥漿拌制質量控制措施及要求

（1）泥漿拌制選用高效、低噪音的高速回轉攪拌機（ZL400型制漿機）2臺，制漿能力250m3/臺班，滿足工程的需求；（2）每盤膨潤土上漿的攪拌時間為3min；（3）應按照規(guī)定的配合比配置泥漿，各種材料的加量誤差≯5%；（4）新制膨潤土漿需存放24h，經充分水溶脹后方能使用；（5）貯漿池內泥漿經常攪動，并用壓縮空氣助拌，保持指標均一，避免沉淀或離析；（6）在施工過程中，槽孔內的泥漿由于巖屑、離子混入和其他處理劑的消耗，泥漿性能將逐漸惡化，必須進行處理再利用。

2.泥漿檢測和控制指標

在攪拌機中取樣，經水化溶脹24h后測定比重、漏斗粘度；在新漿貯漿池內取樣進行檢測的指標有比重、漏斗粘度；在抓斗正常抓進時，對循環(huán)漿進行的檢測指標有比重、漏斗粘度和含沙量。

二、泥漿的性能

泥漿在防滲墻施工中有著重要作用，是保證防滲墻順利施工的關鍵材料，要求泥漿具有良好的物理性能、流變性能、穩(wěn)定性以及抗水泥污染的能力。其中泥漿的物理性能主要有比重、失水量、含沙量、穩(wěn)定性和觸變性等。

（一）比重

泥漿的比重是指單位體積泥漿的質量。泥漿比重的大小決定著槽孔中的靜漿柱壓力，適當的比重，才能起到支承孔壁、穩(wěn)定地層的作用，因此，它對于防止槽壁坍塌是十分重要的，可根據地層不同及地下水位的情況適當調節(jié)漿液比重。根據尖崗水庫大壩土質的實際情況，新制膨潤土泥漿的比重控制在1.1g/cm3以內；但在施工過程中，根據工程的需要，適時調整泥漿比重，有時候達到1.2g/cm3。

（二）失水量

失水量是反映泥漿中的自由水在壓力作用下滲入地層能力的特征。泥漿中的自由水濾失后固體顆粒逐漸沉積在孔壁上，堵塞空隙形成泥皮。堵塞滲漏空隙的顆粒越細，泥皮越密致，濾失阻力越大，失水量越小，固壁效果越好。尖崗水庫施工過程中，新制膨潤土泥漿的失水量控制在30ml/30min以內。

（三）含沙量

泥漿中的含沙量是指泥漿中＞74μm的砂礫（200目篩余）占泥漿總體積的百分比含量。含沙量的大小主要取決于黏土的類型和質量。含沙量過高，不僅會造成泥漿泵的嚴重磨損，還會使泥皮厚度大、疏松、滲透性大、失水量大，甚至會導致泥皮坍塌，造成卡斗、埋斗等事故。因此，在抓進過程中，要做好泥漿的除沙凈化工作。新制泥漿的含沙量控制在5%以內。

（四）流變性

泥漿的流變性即泥漿的流動和變形性質。衡量泥漿流變特性的重要參數有塑性黏度、漏斗黏度、表觀黏度、動切力、靜切力、觸變性等。觸變性即泥漿攪拌后變稀，靜置后變稠的特性。泥漿的流變性對防滲墻造孔和混凝土澆筑質量有重要影響。泥漿良好的流變性能主要有三方面的作用：一是有利于穩(wěn)定底層；二是適當的動切力和塑性黏度之比（動塑比），有利于懸浮和攜帶鉆渣，提高鉆進效率；三是可減少鉆進時槽內泥漿的壓力波動，以防止泥漿的漏失和塌孔。一般流變參數太大，漿液的黏滯力對鉆具的摩擦阻力大，泥漿循環(huán)困難，就會降低挖槽效率，同時還會增大泥皮厚度，影響混凝土澆筑質量。因此，施工時要適當控制泥漿的流變性。

（五）穩(wěn)定性

泥漿的穩(wěn)定性是指在正常鉆進時，泥漿中的分散粗顆粒不易下沉和不易聚結變大而沉降的性質。以泥漿在量筒中靜置一晝夜，泥漿柱的上半部和下半部的密度之差來衡量其穩(wěn)定性，差值越小穩(wěn)定性越好。穩(wěn)定性不好的泥漿若長時間處于靜止狀態(tài)，將會發(fā)生離析、沉淀，嚴重者將喪失其固壁功能。新制黏土泥漿的穩(wěn)定性合格標準為≯0.03g/cm3。

（六）抗水泥污染

所謂“水泥污染”，是由于鉆鑿法鉆接頭孔處理漏失地層向槽內投放水泥，澆注時水泥和混凝土表面接觸以及散落混凝土所致。水泥污染即是鈣污染。當鈣離子含量達到0.1%時就足以使泥漿失去膠體性質，水泥污染后泥漿失水量增大，泥皮增厚且松散，黏度、動切力增加，pH值升高，形成“絮凝”。應盡量避免向槽內加水泥和散落混凝土，為了提高泥漿的抗水泥污染能力，加入純堿等分散劑。

三、泥漿的作用

（一）槽孔固壁作用

在槽孔施工過程中保持孔壁穩(wěn)定不坍塌，其固壁機理是槽孔內的泥漿壓力高于所在地層的地下水壓力，使泥漿滲入槽壁土體中，其中較細的顆粒進入空隙中，較粗的顆粒附著在孔壁上形成“泥皮”，隨著泥皮厚度的增加，對水的流動阻力也會增加，最終達到平衡，水不再進入地層，泥漿與土層被泥皮隔開，泥漿所產生的側壓力通過泥皮作用在孔壁上，泥漿的側壓力大于槽孔土體的坍塌力，從而保證了槽壁的穩(wěn)定。

（二）懸浮和攜帶鉆渣作用

泥漿具有一定的黏度、屈服值和凝膠強度，可以懸浮一定大小的鉆渣而不會沉淀，使鉆進得以不斷進行，同時一部分鉆渣被循環(huán)的泥漿攜帶排出孔外。

（三）冷卻鉆頭作用

在鉆進過程中，鉆頭對土層或基巖的沖擊、摩擦中，大部分能量轉化成熱能，鉆頭的溫度不斷升高需要冷卻，鉆頭在泥漿中上下運動，泥漿對其起到了冷卻作用。

[1]王清友，孫萬功，熊歡.塑性混凝土防滲墻[M].北京.中國水利水電出版社，2008.