泥浆范文10篇

摘要:结合工程实例介绍泥浆应用技术在煤矿勘探中的应用。通过抑制性泥浆在贵州省桐梓煤矿风水矿段ZK2802钻孔的试验应用，表明所采用的泥浆性能优良，对水敏性地层的抑制性良好，满足煤矿勘探钻进工艺要求，从而减少了孔内事故的发生，提高了钻进效率。

关键词:煤矿勘探；水敏性地层；抑制性泥浆

1桐梓煤矿风水矿段地层特点桐梓煤矿风水矿段地处桐梓、仁怀、习水三县交界，交通便利。地质构造发育，发育程度为中等-复杂。整个矿段共有4层可采煤和2层铝土矿层。钻孔主要穿越夜郎组的玉龙山段和沙堡湾段、长兴组、龙潭组、茅口组。

地层上部主要是灰岩、泥灰岩、泥质灰岩、泥岩、燧石灰岩、泥质粉砂岩。中部和下部地层以泥质粉砂岩、灰岩、粉砂岩、铝土质泥岩为主。整个地层普遍存在漏失、破碎、易坍塌、遇水膨胀等情况。

煤矿钻探的目的层是煤层。由于该矿段的煤层均为粉煤，胶结疏松，水敏性很强，容易吸附水。还有煤系地层中的粘土、泥岩等遇水后极容易产生水化膨胀、坍塌等现象。常常造成钻孔垮塌、埋钻等事故。所以煤矿钻探中的防塌、堵漏、抑制水化膨胀就成为煤矿钻探中泥浆技术的重点。

2钻井液技术措施

［摘要］以天津某钻井作业场地泥浆废水为研究对象，研究了不同混凝剂（FeSO4、PAC、PFS）、混凝剂投加量、初始pH，助凝剂PAM的投加对混凝处理后上清液浊度、TOC和泥浆沉降比的影响，优化确定了混凝处理的最佳工艺参数。结果表明，PAC对泥浆废水混凝处理的效果优于FeSO4和PFS，当PAC投加量为200mg/L，废水初始pH为10.0时，混凝处理静置30min后，上清液浊度可降至38.3NTU，TOC去除率可达91.5%，处理药剂成本约为0.52元/t，具有较好的应用可行性。此外，虽然PAM的投加能够降低泥浆沉降比，但会造成上清液浊度升高。

［关键词］钻井废水；混凝处理；聚合氯化铝；浊度；总有机碳

钻井工程中所产生的大量泥浆废水具有污染负荷高、成分复杂等特点，主要包括悬浮物、黏土、无机盐、以及钻井过程中所使用的添加剂等。泥浆废水组成的复杂程度随着钻井深度的增加而增加，相应的泥浆水处理难度也越来越大〔1-3〕。泥浆废水含水率约为30%~90%，pH偏碱性，若不经处理直接排放会对周围生态环境造成严重污染〔4〕。在工程现场，钻井泥浆废水通常被排入贮水池中，经较长时间的重力沉降固液分离后，上清液进行外排，这一处理方法存在占地面积大、泥水分离效果差、处理时间长等缺点。因此，如何快速有效地将泥浆废水进行固液分离是其处理的关键，分离所得上清液可回用于钻井工程中，减少水资源消耗，而沉淀泥浆在固结处理后可用于烧砖等行业〔5〕。本研究以天津某钻井作业场地泥浆废水作为研究对象，探讨了不同混凝剂、初始pH和助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）对其固液分离的影响，并采用上清液浊度、总有机碳（TOC）、以及泥浆沉降比对比分析固液分离效果，以期为泥浆废水的混凝处理工程实践提供数据支持。

1材料与方法

1.1试剂与仪器。试剂：氢氧化钠、七水合硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）、盐酸均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；PAM（阳离子型、相对分子质量约为900万）、聚合氯化铝（PAC）（Al2O3有效质量分数为28%）、聚合硫酸铁（PFS）（质量分数为10%）均为工业品，由无锡绿达环保工程有限公司提供。仪器：CM-02SS型台式浊度仪，北京双晖京承电子产品有限公司；pH计，梅特勒-托利多仪器有限公司；multiN/C3100TOC型总有机碳/总氮分析仪，德国耶拿分析仪器股份公司。1.2混凝条件优化实验。泥浆废水采集于天津某钻井作业场地，水质偏碱性，pH约为10.0，含泥量较高，自由沉降30min后，上清液浊度为100.1NTU，TOC为48.2mg/L。采用FeSO4、PAC、PFS作为混凝剂，分别考察了混凝剂投加量、初始pH和助凝剂PAM对泥浆废水上清液浊度和TOC的去除效果，以及泥浆沉降比的影响，从而优化确定了混凝工艺的最佳运行参数。1.2.1不同混凝剂及其投加量对混凝效果的影响取150mL泥浆废水于若干烧杯中，分别投加25、50、100、200、400mg/L的FeSO4、PAC、PFS，快速搅拌3min，静置30min，固液分离后测定上清液浊度和TOC，同时记录泥浆沉降比。1.2.2初始pH对混凝效果的影响取150mL泥浆废水于若干烧杯中，使用浓度为1.0mol/L的盐酸溶液和1.0mol/L的氢氧化钠溶液调节泥浆废水pH分别为6.0、8.0、9.0、10.0、11.0，加入200mg/L混凝剂，快速搅拌3min，静置30min，固液分离后测定上清液浊度和TOC，同时记录泥浆沉降比。1.2.3PAM对混凝效果的影响取150mL泥浆废水于若干烧杯中，加入200mg/L混凝剂，再分别投加5、10、15、20、30mg/L的PAM，快速搅拌3min，静置30min，固液分离后测定上清液浊度和TOC，同时记录泥浆沉降比。

2结果与讨论

1、概述

东磁太阳能生产车间由硅腚车间、硅片车间、电池车间、光伏组件车间等系列厂房组成,总建筑面积5.7万平方米,总计1412根钻孔灌注桩。该厂区地理位置位于横店光伏产业园。

1.1钻孔灌注桩设计施工要求

该桩基工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩,根据厂房结构分别设计有三种不同直径大小的桩。桩尖进入持力层为第7层或第8层，粉质粘土要求不少于1.5m以上。设计单桩承载力为:Φ500桩16m长750KN，Φ600桩20m长1000KN，Φ800桩22m长800KN。有关工程量参见表1。1.2工程地质条件业主委托勘查设计部门对该地块土层进行勘查，数据分析拟建场地内土层可分为8层,见表2。1.3拟采取的施工工艺结合项目设计要求与勘查部门对土层描述数据，施工单位拟采用正循环回转钻机对桩基工程进行成孔，通过泥浆护壁，现场制作钢筋笼，钻机将钢筋笼吊入，利用导管进行二次清孔，现场混凝土搅拌灌注成桩的施工工艺。

2、成孔阶段的质量控制

钻孔灌注桩中的成孔工序非常重要，成孔质量的好坏直接关系到整个桩基工程的品质，常见的蹋孔、缩颈、扩径等问题都是由于成孔质量把关不严造成，同时也给后期工序施工增加施工难度，直接影响到整个桩基工程质量与承载力。因此,在成孔施工过程中，一定要抓好质量控制以保障整个桩基工程品质，具体保障措施以下罗列。

1工程概况

某市人民西路于2010年8月4日开工。道路设计是在原有道路上修筑加铺层，加铺层结构为5cm厚AC．16+4cm厚AC．10沥青混凝土面层，施工过程中道路右侧同时进行燃气管道的顶进施工。工程于2010年10月14El竣工，10月16日发现K0+280处面层有隆起现象，经现场开挖后发现沥青面层与原有路面结构层之间及原老路面加铺层下均有泥浆充填现象，充填厚度0cm一4cm，充填面积约10m×65m，部分新铺沥青面层有泥浆侵入现象(见图1～图3)。

2工程现场勘查过程

发生相关问题后，对于泥浆来源及泥浆充填原因一直较难认定。为此，主管部门组织相关专家及现场施工人员进行分析。11月13日，14日，在听取现场施工人员施工过程的介绍后，现场参与人员认为工作分两步走：第一步查明泥浆来源，以明确泥浆形成原因。第二步结合现场施工人员了解的路面变化情况，采用钻芯等方法确定全线路面结构层是否存在泥浆充填。两部分工作同时进行。第一步工作：首先需明确K0+280附近是否存在地下管道或燃气管道等穿越路面的情况，为此采用地质雷达进行扫描(见图4)；其次从泥浆来源人手，沿泥浆来源方向进一步开挖(见图5)，同时结合钻芯确定泥浆充填范围，共钻芯8个。第二步工作：在现场施工人员掌握的可能异常情况的路段进行钻芯取样，同时适当随机钻芯，以确定路面其他部位结构层是否存在泥浆充填情况。钻芯位置分别为K0+370处路面中心线位置，K0+595右边靠近路缘石位置及第一车道路面标线处位置，K0+624处路面中心线位置(见图6)。

3现场勘查结果

1)地质雷达扫描结果表明：K0+280前后20m范围内无地下管线穿越；

1钻孔灌注桩的施工与质量控制

1.1测定桩位。测量定位是钻孔灌注桩施工的前提和基础，施工前按照设计桩位，利用全站仪放样桩的中心坐标，在桩的外围钉好十字保护桩，并对其交点坐标进行复核。1.2护筒埋设。护筒是保护孔口，防止孔口塌陷的必要措施，钢护筒一般是由壁厚在12mm左右的钢板卷制而成，护筒内径应适当大于设计桩径，具体数值应根据钻机类型确定，根据不同土质确定相应的埋设深度，同时应保证护筒顶面高出地面0.5m，以防杂物坠入造成质量隐患。护筒埋设过程中，护筒四周应采用粘土分层对称回填、夯实，防止渗漏或是孔内水头过高。护筒安装完成后，要对护筒位置、顶标高进行检查，确保其中心与桩位中心的偏差不大于20mm，并应保持护筒垂直。1.3泥浆制。备在地质条件不允许干挖成孔时，需设置泥浆池制备护壁泥浆。在开钻前，先进行人工造浆，泥浆原料优先采用膨润土调制，制浆完成后对泥浆比重、黏度、含砂率、PH值等性能指标进行试验检测。1.4钻孔。工程桩施工前须做试成孔，以便选择合适的桩基种类、型号。钻机定位要准确、水平、稳固。正常钻进时，应合理控制钻进参数及泥浆指标，及时排碴并防止塌孔。掌握好起重滑轮组钢丝绳和水龙带的松紧度，减少晃动。成孔一般按两种方法控制：一种为控制桩长、多以抗拔桩为主；另一种为控制入岩深度，多以抗压桩为主。成孔至设计要求深度后，应对孔深等进行检查，确认符合要求后，方可进行下道工序施工。1.5清孔。常用的清孔方法有正循环清孔、反循环清孔。清孔方法应根据桩孔规格、设计要求、地质条件及成孔工艺等因素合理选用。清孔应分二次进行。第一次清孔应在成孔完毕后进行，要求空钻30分钟至1小时并适当调整泥浆比重。第二次应在钢筋笼和导管安装完毕后进行。第一次清孔的冲力（吸力）大，清孔能力、效率强，可以把绝大部分沉渣都清出孔外。施工过程中要认识到第一次清孔的重要性。第二次清孔需导管不停的升降，结束后测定泥浆指标和孔底沉碴需符合要求。在清孔过程中必须注意保持孔内水头，防止坍孔。并应在清孔完成后的30分钟内浇注混凝土。超过30分钟的，浇注前应重新测定孔底沉碴厚度。1.6钢筋笼加工、安放。钢筋的材质、规格应符合设计规定，必须有质量证明书出厂试验报告等资料。进场后送有资质的第三方检测机构，复试合格后才允许使用。精确计算钢筋笼长度，锚固长度、焊接长度都需考虑。钢筋笼宜分段制作，每段钢筋笼拼接处要按设计要求螺旋箍加密。同一截面内的接头数量不应大于主筋总数的50％，相邻接头应上下错开，错开距离不应小于35倍主筋直径且不小于500mm。接头采用电焊焊接的，需对焊接部位仔细检查。针对焊接长度、饱满度不满足要求的则要进行补焊。钢筋笼应经验收合格后方可安装，同时要注意能否顺利下放，避免碰撞孔壁，防止塌孔；当吊放受阻时，不能强行下放，以免钢筋笼变形、散架。应立即停止吊放，查找原因：如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放。必要时提笼重新扫孔，并按成孔后质量控制要求，重新验收后方允许吊放钢筋笼。安装完成后固定好吊筋，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。

2常见质量事故及处理方法

2.1导管接头与导管漏水。通过严格的事前、事中、事后控制，保证导管的各项指标满足施工要求，严禁漏水：（1）导管应采用5mm厚无缝钢管制作，使用前需试压，严禁使用老化导管。（2）预先试拼，在每节接头的胶热及法兰的对接位置作好标记，正式拼接时严格按试拼时的编号安装。并放入橡胶垫圈，拼接必须对正，拧紧螺栓，严防漏水。（3）内径应一致，一般为300mm，其误差应小于±2毫米，拼接完成后用球塞、检查锤作试验。（4）混凝土浇筑过程中及时清洗、检查拆除的导管，防止混凝土结块，附着内壁。2.2塌孔。根据工程所在的地质条件，选用比重、粘度、胶体率等均合适的优质泥浆。如地下水位过高，应升高护筒，加大水头，或用虹吸管连接等措施。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块彻底清除。发生塌孔时，应探明位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上1-2米处，如坍孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再重新钻孔。2.3混凝土强度不够、桩芯夹泥、未灌注到位或超灌过多首先配置0.5m和1m导管，清孔时保证导管下到底，确保二次清孔质量。控制好泥浆比重。混凝土灌注中控制好初灌量，反复测定孔内混凝土面高度，保证超灌量，使桩头混凝土强度较低的部分凿除后，桩顶标高以下部分混凝土质量符合设计要求。

钻孔灌注桩工程是地下隐蔽工程，具有工序多、工艺复杂等特点，施工中会出现诸多不利因素影响成桩质量。但其施工工艺已非常成熟，相应的规范、标准齐全。施工人员只要认真做好前期的准备工作，学习掌握各施工工序的质量控制要点。过程中加强管理，严格落实各项验收制度。对成桩的每个施工环节充分重视，精心组织。定能克服各种困难，保质保量完成钻孔灌注桩的施工。

参考文献

摘要:河50区块是胜利油田产能建设的重点开发项目。该区块地质情况复杂,且由于施工井是老区调整井,存在地面环境受限、油水关系复杂、是典型的老油田区块。并且经过三十多年开采,已全面进入高含水期,严重制约着油田和采油厂上产大局。地下压力系统遭到破坏,给固井工程提出了严峻的挑战。常规的固井技术不能满足该地区的固井要求。为此,针对该地区大位移、小半径绕障定向井的地质结构特点,开发优化了低密度膨胀水泥浆体系,并结合其他固井工艺技术解决了现场固井技术难题。并且取得了良好的现场应用效果。

关键词:河50断块;固井工程;地质结构;低密度水泥

前言

精细油藏描述结果显示,作为整装断块的河50潜力巨大。该区块新井以大位移、小半径绕障定向井为主,存在地面施工条件差、地下井网密集防碰难度高、上部地层易缩径、下部地层压力不均衡等多项生产技术难点,施工难度非常高。不但给钻井技术面提出的新的难题,而且给固井工程也提出了较高的要求。固井设计要求固井水泥浆体系技术必须满足:水泥浆稳定性好,低失水,零自由水,早期强度发展快;水泥石抗压强度高,韧性好。满足该地区特殊的地层结构特点。

一、固井难点分析

综合以上地质特点和固井要求,该区块的主要固井难度集中在以下3个方面:

摘要：对于管外壁摩阻力，在很大程度上可以通过各种手段来施加影响。首先要注意管子表面的光洁平滑，以保持很低的摩擦系数。此外极为重要的是，管子要尽可能避免圆度误差，并保持直径的一致。在这方面，如果管子是用许多管模制造的，问题可能就出现在制管厂中，因为管模本来就有尺寸公差，而且磨损程度也不相同。此外，如果管子浇注之后脱模过早，或者由于蒸养而发生收缩，也会引起这类的偏差。管子尺寸的不准确在推顶时会导致产生夹紧力，这种力有时可能达到很高的数值。

关键词：顶管施工泥浆

若使刃脚比它相应于管子外径应有的尺寸稍大一点，就有可能降低管外壁摩阻力。这样能使上层不直接压在管体上。只要土层足够坚硬，这种方法就会取到预期的效果。而如果向管子和土层之间形成的空隙内压人支承介质，这种方法的效力更可以大大提高，并能维持一定的时间，从而足以顶进一段相当长的管路，再则，支承介质在起支承作用的同时，也可以作为润滑剂起到减少摩阻力的作用。

对支承一润滑介质的要求

对支承一润滑介质的要求，可以根据摩擦定律推算出来。

摩擦定律概要

为进一步提高建设施工扬尘治理、污水排放监管力度，加强项目建设现场文明施工管理，强化主体责任落实，改善场容场貌和环境空气质量，结合我县实际，特制定本方案。

一、工作目标

通过开展专项整治行动，严肃查处相关违法违规行为，解决房屋建筑、市政基础设施建设中施工扬尘和污水排放突出问题，有效控制施工现场扬尘，减少对空气环境造成的污染，提高建筑施工标准化水平，建立施工扬尘治理长效机制。

二、明确职责，合力治理建筑施工扬尘

（一）县住建局负责对本辖区内建筑施工扬尘治理工作的监督管理。

（二）建设单位对施工扬尘治理工作负总责。在项目开工前，成立由建设、监理、施工单位组成的建筑施工扬尘治理工作机构，制定本项目扬尘治理方案，做好在建项目建筑施工扬尘治理工作的组织协调和日常检查。加强对施工过程中扬尘治理工作的督导检查。

泥浆的质量控制指标

在地下连续墙施工过程中，泥浆应保持物理和化学的稳定性及适当的相对密度，具备合适的流动性和良好的泥皮形成能力。而实际施工中，泥浆要与地下水、砂、土、混凝土等接触，膨润土和外加剂等成分会有一定的损失。同时会混入土碴、电解质离子等一些杂质，使泥浆受到污染而质量恶化。因此，需要对制备的泥浆和循环泥浆进行检验，以确保泥浆质量。1.相对密度。泥浆的相对密度越大，对槽壁的压力也就越大，槽壁也就越稳固。但是如果泥浆相对密度过大，会影响混凝土浇筑质量；而且相对密度大会导致流动性变差，增加泥浆循环设备的功率消耗。一般膨润土泥浆相对密度宜为1.05～1.15。在地下连续墙施工中，可用泥浆比重计测定泥浆相对密度。一般宜每两小时测定一次泥浆相对密度。2.黏度泥浆黏度大，则悬浮土碴、钻屑的能力强，但同时容易糊钻头，造成钻挖阻力增大。而且黏度大的泥浆生成的泥皮也厚。泥浆黏度小，则悬浮土碴、钻屑的能力弱，对防止泥浆漏失及流砂不利。泥浆黏度要根据土层来选择，例如：黏土层一般取18～20s，而砂砾土层则取20～25s。泥浆黏度可用漏斗黏度计测定。将700ml漏斗放在试验架上，用手指堵住下面的出口，将500ml泥浆通过0.25mm的金属滤网装入漏斗，然后拿开手指，打开出口，用秒表测定其全部流出所需时间（s），即为黏度指标。3.失水量和泥皮厚度失水量表示泥浆在地层中失去水分的性能，即泥浆向槽壁土层渗透的多少。在泥浆向土层渗透时，其中不能透过土层的颗粒就会粘附在槽壁上，形成泥皮。而泥皮反过来又可以阻止或减少泥浆中水分的漏失。失水量小的泥浆，形成的泥皮薄而密实，对于槽壁稳固有利。失水量大的泥浆，形成的泥皮厚而疏松，对于槽壁稳固不利。一般合适的失水量为20～30ml/30min，泥皮厚度宜为1～3mm。失水量和泥皮厚度利用过滤试验同时进行测定，测定时，将垫圈、金属滤网（网眼为0.17～0.25mm）、滤纸放入底盘，其上放圆筒，在圆筒内装入不少于290ml的泥浆，将顶盖用紧固螺旋密封后，施加0.30MPa的压力达30min（压力要保持稳定），然后测定从底盘流入量筒（容量不小于20ml）的水量（ml）和滤纸上的泥皮厚度（mm）。4.含砂量含砂量是指泥浆中所含不能分散的颗粒的体积占泥浆总体积的百分比。泥浆含砂量大，则相对密度增大，黏度降低，从而悬浮土碴、钻屑的能力减弱，土碴等容易沉底，进而增加挖槽机械的磨损。泥浆的含砂量一般要求愈小愈好，不宜超过5%。含砂量一般用ZNH型泥浆含砂量测定仪测定。取一定量的泥浆，使其通过200号筛孔，测试留在筛子上的砂子体积，其所占泥浆总体积的百分数即为含沙量。5.胶体率胶体率反映的是泥浆中呈悬浮状态的固体颗粒与水分离的程度。泥浆胶体率高，可使土碴、钻屑呈悬浮状态。一般要求泥浆的胶体率高于96%，否则要掺加碱或火碱进行处理。可用量筒量取100ml泥浆，用玻璃片盖上，静置24h之后，观察量筒下部泥浆部分体积，其与总体积之比即为胶体率。6.静切力静切力指的是对泥浆施加外力，使静止的泥浆开始流动的一瞬间阻止其流动的阻力。静切力大的泥浆，悬浮土碴和钻屑的能力强，但其钻孔阻力也较大；泥浆静切力小则土碴、钻屑易沉淀。静切力指标一般取两个值，静止1min后测定，其值为2～3kPa；静止10min后测定，其值应为5～10kPa。7.pH值pH值表示泥浆的酸碱值。膨润土泥浆呈弱碱性，pH值一般为8～9，pH>11时泥浆会产生分层，使泥浆失去护壁作用。在施工中如水泥或呈碱性的地下水混入泥浆，就增大泥浆的碱性；如在酸性土中挖槽或呈酸性的地下水混入，泥浆就呈酸性。在施工现场，泥浆的pH值多用石蕊试纸测定。pH值发生变化则意味着有阳离子混入泥浆，所以泥浆pH值的变化能反映出泥浆的性质发生了变化。8.稳定性稳定性是指泥浆各成分混合后呈悬浮状态的性能。常用相对密度差试验确定。即将置于量筒中，盖上玻璃片，使其静置24h，经过沉淀后，分别测试上、下层的相对密度，一般要求两者之差不大于0.02。

施工中需注意的问题

1.泥浆的配合比的确定和制备现场配置泥浆时，应先根据配合比进行试配，然后按照泥浆的质量控制指标进行试验测定，如符合要求，则可以投入使用。否则需要修改配合比，重新配制，直到符合要求为止。根据确定好的配合比制备泥浆时，其投料顺序一般为水、膨润土、CMC、分散剂、其它外加剂。由于CMC溶液可能会妨碍膨润土溶胀，宜在膨润土之后投入。制备膨润土泥浆时一定要充分搅拌，如果膨润土溶胀的不充分，会直接影响泥浆的失水量和粘度。因此，在地下连续墙施工中，为了充分发挥泥浆的作用，最好是在泥浆充分溶胀之后再使用。一般情况下，膨润土与水混合之后3h就会有很大的溶胀，可供施工使用，经过一天就可以达到完全溶胀，因此泥浆搅拌后宜在泥浆池中贮存3h以上。2.循环泥浆的处理施工中，泥浆是不停的循环使用的，泥浆要与地下水、土、混凝土等接触，膨润土和外加剂等成分会有一定的损失，还会混入一些杂质，使泥浆受到污染而质量恶化。因此，要对泥浆进行处理方可循环使用。在施工现场，可采用物理再生处理和化学再生处理两种方法。如果泥浆污染严重，处理困难或不经济，则需废弃。泥浆经过处理后，对其各项质量控制指标进行检验测定，对不符合指标的，可以再补充所需掺入材料进行再生配制。经过再生配制的泥浆，符合质量要求的，送入贮浆池，待其完全溶合后再重复使用。

综上所述，泥浆是地下连续墙顺利成槽的关键因素，其质量好坏关系到施工过程中槽壁的稳定性，影响地下连续墙的成败与质量。因此，在施工中，一定要根据实际情况，配制符合要求的泥浆，并在使用过程中对其进行不间断的质量控制，使其质量控制指标始终符合施工要求，保证地下连续墙顺利施工。

本文作者：张彬工作单位：盘锦职业技术学院

1问题的提出

水库建成之后，随着泥沙淤积的不断发展，最终将会淤积到坝前。为了排泄坝前淤泥及维持水库长期使用库容，往往需要设置底孔。在底孔关闭期间，门前会有泥沙淤积[1]。淤积在门前的泥沙不仅增加了对闸门的水平压力，而且还增加了对闸门的附着力(粘结力)，导致闸门启门力增大。由于启门力是选择闸门启闭机容量的重要依据，所以泥沙淤积对闸门启门力的影响是设计人员所关注的重要问题之一。

在闸门前有泥沙淤积情况下，如何确定启门力，目前还几乎没有方法可循。工程设计中常常是在确定了清水启门力之后，然后考虑到门前泥沙淤积，再乘以一个大于1的系数，作为有泥沙淤积时的启门力，但该系数确定往往凭经验而定，带有相当的盲目性。文献[2]针对三门峡水库具体情况，曾给出一个有泥沙淤积时启门力经验公式，但在应用中也有一定的局限性。那么，解决该问题的另一途径就是模型试验。但由于模型试验中的一些关键技术问题至今未解决，如门前淤泥相似等，所以这方面的模型试验工作还未见诸报道，可以说还是一个空白。而工程设计又迫切需要模型试验研究人员提供有泥沙淤积时闸门启门力，因而尽早开展这方面的研究工作非常必要。本文对门前淤泥相似准则及模拟试验方法进行了探讨，以便能够更好地开展这方面研究工作，满足工程设计需要。

2门前淤泥相似准则

粘性细颗粒淤泥，随着其固结程度，含水量不同，其所处的物理状态也不同。当淤泥未固结，含水量较多时，属于宾汉体泥浆。随着淤泥固结，含水量变小，其力学性质发生根本变化，不再具有泥浆性质，而属于土力学所研究的范围。淹没在水下的坝前粘性细颗粒新鲜淤积物多数情况下为宾汉体泥浆。文献[3]认为，如果淤泥的干容重在810kg/m3～1080kg/m3左右，那么就属于泥浆。表1统计了国内几座大型水库实测的坝前淤泥干容重[4]。可见，这些水库坝前淤泥大部分为泥浆。

对于处在静止状态下的泥浆，作用的外力同时有重力、粘结力及压力，而粘结力起主导作用。由于影响粘结力的因素十分复杂，目前还难以用理论关系式表达，但粘结力与切力之间存在如下关系[5]