防渗墙施工中泥浆的作用和调制修改

闫志勇（1979-，男，广西全州，本科学历，工程师，研究方向水利水电工程建筑）

（广西海河水利建设有限责任公司二分公司，广西）

【摘要】：在水库除险加固工程的防渗心墙塑性混凝土施工过程中，不管是在防渗心墙塑性砼的配合比设计和浇注，还是在防渗心墙槽孔的造孔中，泥浆都起着举足轻重的作用；泥浆作不同的用途，有着不同的调制方法和技术要求。

近年来，随着改革开放我国的水利事业也飞速发展，作为国民经济命脉的水利基础设施也全面进行建设，各个新建大中型水库和旧大中型水库除险加固的工程施工成为水利基础设施建设的主要内容，防渗心墙作为一种优良的施工工艺在病险水库和大型水利工程施工围堰中取得了广泛的应用，并取得了很大的除险防渗效果，而贯穿防渗心墙施工全过程很重要的一项施工工艺就是泥浆的调制，泥浆性能的良好与否不仅影响防渗心墙的造孔过程，也影响防渗心墙塑性砼的质量。

1 泥浆在防渗心墙造孔过程的作用和调配

1.1 泥浆在防渗心墙造孔过程的作用

具有良好性能的泥浆在防渗心墙造孔过程的作用主要有以下几点：⑴造孔泥浆适当的比重和塑性能形成稳定致密的泥皮，从而起到很好的保护孔壁、稳定地层的作用；⑵造孔泥浆适当的动塑比（动切力和塑性粘度之比）有利于悬浮和携裹钻渣，从而大大地提高造孔钻进效率；⑶造孔泥浆可以减少造孔钻进时槽孔内的浆液的压力波动，防止孔内浆液漏失和坍孔； ⑷造孔泥浆可以冷却造孔钻头

1.2 泥浆在防渗心墙造孔过程的调配

造孔泥浆要起到以上在防渗心墙造孔过程的作用，就必须要具备良好的性能指标，首先要对配制造孔泥浆用的粘土或膨润土等原材料应进行物理、化学分析及矿物鉴定。采用粘土配制造孔泥浆粘土的选择指标是：粘粒含量大于50％、塑性指数大于20，含砂量小于5％，二氧化硅与三氧化硅的比值为3~4；而采用膨润土配制造孔泥浆的膨润土指标分三个等级，其指标详见表1。

表1                          钻井液用膨润土分级表

采用膨润土配制的造孔泥浆在循环出渣、回收净化及再重复使用方面的性能优于采用粘土配制的造孔泥浆，其消耗量的减少可使成本大幅下降，因此在防渗心墙造孔施工中可优先考虑选用膨润土泥浆。

造孔泥浆的调制的方法和时间必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途等影响因素，通过试验加以确定。不管采用膨润土或粘土配制造孔泥浆都可以采用高速搅拌机或2 m3普通搅拌机，在经过机械的搅拌、沉淀多个循环后就可制成合格的泥浆。新制膨润土要经24h水化膨胀后才能使用。造孔泥浆的搅拌用水必须是矿物含量不高、清洁无泥沙、不含有机质、油质的淡水，必要时可以进行水质分析，判别标准可参照《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）。新制膨润土和粘土泥浆的浆液性能分别满足表2和表3的要求；

表2                        膨润土泥浆浆液指标

表3                         粘土泥浆浆液指标

2.1泥浆在塑性砼中的作用

在防渗心墙塑性砼中泥浆起的作用主要是：⑴降低成型后防渗心墙砼的抗拉、抗压强度，保持防渗心墙砼的塑性；⑵减少防渗心墙砼的水泥用量；⑶使防渗心墙砼具有良好的和易性。

2.2泥浆在防渗心墙塑性砼中的调配

浇注防渗心墙塑性砼使用的粘土除塑性指数大于30外，其余的指标都与造孔制泥浆要求的指标一样，即粘粒含量大于50％、塑性指数大于20、含砂量小于5％、二氧化硅与三氧化硅的比值为3~4，使用膨润土泥浆浇注塑性砼时，膨润土的要求与造孔膨润土制泥浆的要求指标一样（见表1）。

防渗心墙塑性砼使用粘土泥浆的配制方法同造孔用的配制方法基本一致。在防渗心墙浇注塑性砼时，先把粘土与水制成一定浓度的粘土泥浆——标准浆（通过计算得来），而膨润土则可采用干掺法直接加入到防渗心墙砼中，但实际在防渗心墙塑性砼施工时，不管采用粘土或膨润土，均以浇注塑性砼所需泥浆的指标来要求造孔泥浆的各项指标，以便造孔泥浆和浇注塑性砼所需泥浆采用统一的制作流程，从而节约工程施工成本。

防渗心墙塑性砼原材料包括水泥、砂、石、水及外加剂等材料，粘土泥浆、水、砂石现场的含水率相互影响，所以应根据施工配合比报告先确定泥浆标准浆的比重（其值应该相对较大，以便可以加水调整，从而进行提前制浆）；然后根据砂石的含水量在保持水灰比、外加剂及用料用量不变的情况下进行调整。例如：

已知某工程防渗心墙塑性砼的配合比如下：

1标准浆比重：>（260+80）÷（260/1+80/2.73）＝1.1752.73 g/cm3，取1.21 g/cm3，可以求出此比重下的实际用水为212.11kg

②砂的用量：763*（1+4％-1％）＝785.kg

③石的用量：827*（1+3.4％-1.4％）＝843.54kg

④石的实际用量：843.54÷（1-8％）＝916.kg

⑤砂的实际用量：785.-916.*8％）＝712.54kg

⑥砂石的含水：916.*（3.4％-1.4％）+712.54*（4％-1％）＝39.72kg

⑦剩余水量：260-39.72＝220.28 kg

⑧泥浆比重：（80+220.28）÷（80/2.73+220.28/1）＝1.203 g/cm3

⑨泥浆用量：80/2.73+220.28/1＝249.58 kg

⑩须加入调整的水量：220.28-212.11＝8.17 kg

由以上计算方法可知，施工现场浇注防渗心墙塑性砼泥浆比重和用量是如何进行控制，也只有在控制好防渗心墙塑性砼泥浆的比重等各种指标后，才能很好地保证塑性砼的各项指标符合设计的要求。

3结语

在新建大中型水库和旧大中型水库除险加固的工程施工中，防渗心墙的施工效果非常明显，因此被广泛地应用，但塑性混凝土是一种强度低、弹性模量小、水泥用量少的新型柔性防渗墙体材料，其施工质量控制难度大，强度保证率低；因此防渗心墙塑性混凝土的施工质量是一个关键，而其中防渗心墙砼和造孔所用泥浆的调制是其中很重要的控制因素和关键工序，施工操作时应严格按照设计的要求和规程规范的规定进行控制，掌握好在采用粘土或膨润土等各种材料配制泥浆的方法和要领，另外在施工现场还必须配备一定的检测试验设备，随时对防渗心墙砼和造孔所用泥浆进行有效的技术监控，以便配制出性能优良的泥浆，从而保证防渗心墙造孔的顺利施工和塑性砼满足设计和规范的要求。

参考文献：

熊慕慕，2008，《我国膨润土矿资源及发展方向》。

王鸿禧、《膨润土》【M】，北京，地质出版社

王德库 ， 金正浩，《土石坝沥青混凝土防渗心墙施工技术》 

覃振朝;《水利工程防渗处理施工技术》[J];中国新技术新产品;2010年02期

韩旭光;《水利工程防渗处理施工技术应用探析》[J];中国新技术新产品;2010年03期