一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液及方法
【專利摘要】本發明公開了一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液及方法，由如下重量份的組分組成：水100份、骨料1-4.5份、稀釋劑0.8-6份、穩定劑1.5-4份、保水劑1-5份、乳化劑1.5-4.5份和pH值調節劑5-15份；其方法包括如下步驟：(a1)通過空心鉆桿向凍結孔底部注入工作液甲；(b1)再通過空心鉆桿向凍結孔底部注入工作液乙；(c1)最后通過空心鉆桿向凍結孔底部注入緩凝水泥漿。本發明對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率大于80％，工作液甲和工作液乙在緩凝水泥漿置換泥漿工序中配合使用，可實現稀釋泥漿、沖洗凍結孔壁上致密泥皮、隔離緩凝水泥漿與造孔泥漿，避免緩凝水泥漿被泥漿污染、改善凍結孔壁和凍結管界面性能、增強緩凝水泥漿與凍結孔壁和凍結管膠結質量的作用。
【專利說明】一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及凍結施工【技術領域】，特別涉及一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿 的工作液。
【背景技術】
[0002] 在現有技術中的凍結施工中，為了避免凍結管與圍巖之間的環狀空間出現導 水問題，通常采用緩凝水泥漿置換環形空間中的泥漿。中國專利文獻CN101225740A和 CN102536248A均公開了利用緩凝水泥漿置換環形空間中泥漿的方法，雖然現有技術中置換 方法能夠很好地將環形空間中的泥漿順利置換出來，但是對于凍結孔壁上附著的一層致密 泥皮卻無能為力。凍結孔壁上附著的泥皮（厚度約為1-2毫米）的存在導致緩凝水泥漿與 凍結孔壁膠結質量變差，破壞緩凝水泥漿對凍結管環形空間的封堵。另外，泥皮對緩凝水泥 漿性能具有破壞作用，緩凝水泥漿與致密泥皮的直接接觸造成緩凝水泥漿絮凝、沉淀，導致 緩凝水泥漿封堵作用變差。
【發明內容】
[0003] 有鑒于此，本發明在于提供一種能夠將凍結孔壁上附著的致密泥皮清洗掉并隔離 緩凝水泥漿與泥漿的凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿用工作液。
[0004] 為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換 泥漿的工作液，由如下重量份的組分組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、穩定 齊[J 1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份。
[0005] 上述一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，由工作液甲和工作液乙組 成，工作液甲由如下重量份的組分組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、穩定 齊[J 1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份；工作液乙由水、骨 料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100重 量份水中加入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入 相應組分重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、 1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘劑5-12重量份，增粘劑為黃原膠和羥丙基瓜 爾膠中的一種或兩種。
[0006] 上述一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，骨料為硅灰、粉煤灰、石灰 石粉和重晶石粉中的一種或多種。
[0007] 上述一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，稀釋劑為鐵鉻木質素磺酸 鹽、磺化單寧、磺化栲膠和偏磷酸鈉中的一種或多種。
[0008] 上述一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，穩定劑為羧甲基淀粉和羥 丙基淀粉中的一種或兩種。
[0009] 上述一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，保水劑為羧甲基纖維素、 聚陰離子纖維素和羥乙基纖維素中的一種或多種。
[0010] 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，乳化劑為蓖麻油聚氧乙烯醚、 油醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯脂中的一種或多種。
[0011] 上述一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，pH值調節劑為純堿和燒堿 中的一種或兩種。
[0012] 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，包括如下步驟：
[0013] (al)通過空心鉆桿向凍結孔底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的組分 組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、穩定劑1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑 1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份；
[0014] (bl)再通過空心鉆桿向凍結孔底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀釋劑、 穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100重量份水中加入 骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入相應組分重量 份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍， 并且每100重量份水中加入增粘劑5-12重量份，增粘劑為黃原膠和羥丙基瓜爾膠中的一種 或兩種；
[0015] (cl)最后通過空心鉆桿向凍結孔底部注入緩凝水泥漿。
[0016] 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，包括如下步驟：
[0017] (a2)通過清洗套管與空心鉆桿之間的環形間隙注入工作液甲，同時向上拉清洗 套管；清洗套管套裝在空心鉆桿上并且清洗套管可沿空心鉆桿軸向滑動，清洗套管底端與 空心鉆桿外壁之間密封，在清洗套管底端的外側壁上且環繞清洗套管的軸線等間距安裝有 六個或六個以上的工作液流通管，工作液流通管的第一端與清洗套管和空心鉆桿之間的環 形間隙流體導通，工作液流通管的第二端與環形橡膠管流體導通，環形橡膠管的外徑等于 凍結孔的內徑，環形橡膠管的外圓周壁上開設有溢流豁口，環形橡膠管的內圓周壁一體成 型有橡膠支管，橡膠支管遠離環形橡膠管的一端套在工作液流通管的第二端上的球形凸 起上，工作液流通管通過橡膠支管與環形橡膠管流體導通；工作液甲由如下重量份的組分 組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、穩定劑1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑 1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份；
[0018] (b2)通過空心鉆桿的軸向中孔向凍結孔底部注入工作液乙，在注入工作液乙的 時候，工作液乙在凍結孔中的液面上升速度等于向上拉清洗套管的速度；工作液乙由水、骨 料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100重 量份水中加入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入 相應組分重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、 1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘劑5-12重量份，增粘劑為黃原膠和羥丙基瓜 爾膠中的一種或兩種；
[0019] (c2)工作液乙注入完畢，再通過空心鉆桿的軸向中孔向凍結孔底部注入緩凝水泥 漿，在注入緩凝水泥漿的時候，緩凝水泥漿在凍結孔中的液面上升速度等于向上拉清洗套 管的速度。
[0020] 本發明的有益效果是：對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率大于80%，工作 液甲和工作液乙在緩凝水泥漿置換泥漿工序中配合使用，可實現稀釋泥漿、沖洗凍結孔壁 上的致密泥皮、清潔凍結管、隔離緩凝水泥漿與泥漿，避免緩凝水泥漿被泥漿污染、改善凍 結孔壁和凍結管界面性能、增強緩凝水泥漿與凍結孔壁和凍結管膠結質量的作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1為實施例1至實施例3中凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法的施工原 理示意圖；
[0022] 圖2為實施例4至實施例6中凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法的施工原 理示意圖；
[0023] 圖3為實施例4至實施例6中清洗套管與空心鉆桿的安裝在一起的結構示意圖；
[0024] 圖4為環形橡膠管的橫截面圖。
[0025] 圖中，1-空心鉆桿，2-工作液流通管，3-清洗套管，4-環形橡膠管，5-凍結孔， 6_溢流豁口，7-橡膠支管，8-球形凸起，9-泥漿，10-工作液甲，11-工作液乙，12-緩凝水泥 漿。
【具體實施方式】
[0026] 實施例1
[0027] 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，包括如下步驟：
[0028] (al)通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的組 分組成：水100千克、骨料4. 5千克、稀釋劑6千克、穩定劑4千克、保水劑5千克、乳化劑 4. 5千克和pH值調節劑15千克；骨料為硅灰，稀釋劑為鐵鉻木質素磺酸鹽，穩定劑為羧甲 基淀粉，保水劑為羧甲基纖維素，乳化劑為蓖麻油聚氧乙烯醚，pH值調節劑為純堿。
[0029] (bl)再通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀釋 齊U、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100千克水中加 入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入相應組分重 量份的1. 1倍、1. 01倍、1. 01倍、1. 01倍、1. 01倍、1. 01倍【即工作液乙中加入骨料的質量 為工作液甲中加入骨料質量的1. 1倍，即工作液乙中加入稀釋劑的質量為工作液甲中加入 稀釋劑質量的1. 01倍，即工作液乙中加入穩定劑的質量為工作液甲中加入穩定劑質量的 1. 01倍，即工作液乙中加入保水劑的質量為工作液甲中加入保水劑質量的1. 01倍，即工作 液乙中加入乳化劑的質量為工作液甲中加入乳化劑質量的1.01倍，即工作液乙中加入pH 值調節劑的質量為工作液甲中加入pH值調節劑質量的1. 01倍；本發明專利申請中其它地 方關于工作液乙中加入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑的量的含義與 此相同，不再一一贅述】，并且每1〇〇千克水中還加入增粘劑5千克，增粘劑為黃原膠，骨料 為硅灰，稀釋劑為鐵鉻木質素磺酸鹽，穩定劑為羧甲基淀粉，保水劑為羧甲基纖維素，乳化 劑為蓖麻油聚氧乙烯醚，pH值調節劑為純堿。
[0030] (cl)最后通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入緩凝水泥漿。
[0031] 本實施例中凍結孔5的孔徑為210毫米，在凍結孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均為100米，即沿凍結孔5深度方向分別有100米深的工作液甲和100米深的工作 液乙，對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率為80%。工作液甲起到對凍結孔5壁上附 著致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔離 工作液甲與緩凝水泥漿的作用，防止進入到工作液甲中的致密泥皮與緩凝水泥漿接觸而造 成緩凝水泥漿絮凝、沉淀，導致緩凝水泥漿封堵作用變差。
[0032] 實施例2
[0033] -種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，包括如下步驟：
[0034] (al)通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的組 分組成：水100千克、骨料1千克、稀釋劑〇. 8千克、穩定劑1. 5千克、保水劑1千克、乳化 劑1. 5千克和pH值調節劑5千克；骨料為重晶石粉，稀釋劑為磺化單寧，穩定劑為羥丙基淀 粉，保水劑為聚陰離子纖維素，乳化劑為油醇聚氧乙烯醚，pH值調節劑為燒堿。
[0035] (bl)再通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀釋 齊U、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100千克水中加 入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入相應組分重 量份的1. 15倍、1. 1倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍，并且每100千克水中還加入增粘 劑12千克，增粘劑為羥丙基瓜爾膠，骨料為重晶石粉，稀釋劑為磺化單寧，穩定劑為羥丙基 淀粉，保水劑為聚陰離子纖維素，乳化劑為油醇聚氧乙烯醚，pH值調節劑為燒堿。
[0036] (cl)最后通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入緩凝水泥漿。
[0037] 本實施例中凍結孔5的孔徑為210毫米，在凍結孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均為100米，即沿凍結孔5深度方向分別有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率為86%。工作液甲起到對凍結孔5壁上附著 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔離 工作液甲與緩凝水泥漿的作用，防止進入到工作液甲中的致密泥皮與緩凝水泥漿接觸而造 成緩凝水泥漿絮凝、沉淀，導致緩凝水泥漿封堵作用變差。
[0038] 實施例3
[0039] 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，包括如下步驟：
[0040] (al)通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的組 分組成：水100千克、骨料3千克、稀釋劑3. 5千克、穩定劑3千克、保水劑4千克、乳化劑4 千克和pH值調節劑10千克。骨料為1千克粉煤灰、1千克石灰石粉和1千克重晶石粉中的 混合物。稀釋劑為1千克磺化單寧、0. 5千克磺化栲膠和2千克偏磷酸鈉的混合物。穩定 劑為1千克羧甲基淀粉和2千克羥丙基淀粉中的混合物。保水劑為1千克羧甲基纖維素、 1千克聚陰離子纖維素和2千克羥乙基纖維素的混合物。乳化劑為1千克蓖麻油聚氧乙烯 醚、1千克油醇聚氧乙烯醚、1千克脂肪醇聚氧乙烯醚和1千克脂肪酸聚氧乙烯脂的混合物。 pH值調節劑為5千克純堿和5千克燒堿的混合物。
[0041] (bl)再通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀釋 齊U、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100千克水中加 入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入相應組分重 量份的1. 1倍、1. 1倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍，并且每100千克水中加入增粘劑 8千克，增粘劑為4千克黃原膠和4千克羥丙基瓜爾膠的混合物。骨料為1. 1千克粉煤灰、 1. 1千克石灰石粉和1. 1千克重晶石粉中的混合物。稀釋劑為1. 1千克磺化單寧、〇. 55千 克磺化栲膠和2. 2千克偏磷酸鈉的混合物。穩定劑為1. 05千克羧甲基淀粉和2. 1千克羥 丙基淀粉中的混合物。保水劑為1. 05千克羧甲基纖維素、1. 05千克聚陰離子纖維素和2. 1 千克羥乙基纖維素的混合物。乳化劑為1. 05千克蓖麻油聚氧乙烯醚、1. 05千克油醇聚氧乙 烯醚、1. 05千克脂肪醇聚氧乙烯醚和1. 05千克脂肪酸聚氧乙烯脂的混合物。pH值調節劑 為5. 25千克純堿和5. 25千克燒堿的混合物。
[0042] (cl)最后通過空心鉆桿1向凍結孔5底部注入緩凝水泥漿。
[0043] 本實施例中凍結孔5的孔徑為210毫米，在凍結孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均為100米，即沿凍結孔5深度方向分別有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率為89%。工作液甲起到對凍結孔5壁上附著 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔離 工作液甲與緩凝水泥漿的作用，防止進入到工作液甲中的致密泥皮與緩凝水泥漿接觸而造 成緩凝水泥漿絮凝、沉淀，導致緩凝水泥漿封堵作用變差。
[0044] 實施例4
[0045] 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，包括如下步驟（本實施例中工作 液甲和工作液乙的配方與實施例1相同）：
[0046] (a2)通過清洗套管3與空心鉆桿1之間的環形間隙注入工作液甲，同時向上拉清 洗套管3 ;清洗套管3套裝在空心鉆桿1上并且清洗套管3可沿空心鉆桿1軸向滑動，清洗 套管3底端與空心鉆桿1外壁之間密封，在清洗套管3底端的外側壁上且環繞清洗套管3的 軸線等間距安裝有六個或六個以上的工作液流通管2,工作液流通管2的第一端與清洗套 管3和空心鉆桿1之間的環形間隙流體導通，工作液流通管2的第二端與環形橡膠管4流 體導通，環形橡膠管4的外徑等于凍結孔5的內徑，環形橡膠管4的外圓周壁上開設有溢流 豁口 6,環形橡膠管4的內圓周壁一體成型有橡膠支管7,橡膠支管7遠離環形橡膠管4的 一端套在工作液流通管2的第二端上的球形凸起8上，工作液流通管2通過橡膠支管7與 環形橡膠管4流體導通。環形橡膠管4和橡膠支管7由于具有彈性，能夠自適應鉆孔直徑 的變化，這樣可以更好地將鉆孔壁上的致密泥皮清洗掉。
[0047] (b2)通過空心鉆桿1的軸向中孔向凍結孔5底部注入工作液乙，在注入工作液乙 的時候，工作液乙在凍結孔5中的液面上升速度等于向上拉清洗套管3的速度。
[0048] (c2)工作液乙注入完畢，再通過空心鉆桿1的軸向中孔向凍結孔5底部注入緩凝 水泥漿，在注入緩凝水泥漿的時候，緩凝水泥漿在凍結孔5中的液面上升速度等于向上拉 清洗套管3的速度。
[0049] 本實施例中凍結孔5的孔徑為210毫米，在凍結孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均為100米，即沿凍結孔5深度方向分別有100米深的工作液甲和100米深的工作 液乙，對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率為84%。工作液甲起到對凍結孔5壁上附 著的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔 離工作液甲與緩凝水泥漿的作用，防止進入到工作液甲中的致密泥皮與緩凝水泥漿接觸而 造成緩凝水泥漿絮凝、沉淀，導致緩凝水泥漿封堵作用變差。
[0050] 實施例5
[0051] 本實施例一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法與實施例4的區別在于： 工作液甲和工作液乙的配方與實施例2相同。
[0052] 本實施例中凍結孔5的孔徑為210毫米，在凍結孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均為1〇〇米，即沿凍結孔5深度方向分別有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率為90%。工作液甲起到對凍結孔5壁上附著 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔離 工作液甲與緩凝水泥漿的作用，防止進入到工作液甲中的致密泥皮與緩凝水泥漿接觸而造 成緩凝水泥漿絮凝、沉淀，導致緩凝水泥漿封堵作用變差。
[0053] 實施例6
[0054] 本實施例一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法與實施例4的區別在于： 工作液甲和工作液乙的配方與實施例3相同。
[0055] 本實施例中凍結孔5的孔徑為210毫米，在凍結孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均為1〇〇米，即沿凍結孔5深度方向分別有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，對凍結孔5內壁上附著的致密泥皮清除率為94%。工作液甲起到對凍結孔5壁上附著 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔離 工作液甲與緩凝水泥漿的作用，防止進入到工作液甲中的致密泥皮與緩凝水泥漿接觸而造 成緩凝水泥漿絮凝、沉淀，導致緩凝水泥漿封堵作用變差。
[0056] 實施例4至實施例6與實施例1至實施例3相比，節約了工作液甲的使用量，并且 對致密泥皮的清洗效果好。
[0057] 上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明創造所作的舉例，而并非對本發明創造具 體實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出 其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的 精神和原則之內所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造權利要求的保 護范圍之中。
【權利要求】
1. 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特征在于，由如下重量份的組 分組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、穩定劑1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑 1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份。
2. -種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特征在于：由工作液甲和工作 液乙組成，工作液甲由如下重量份的組分組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、 穩定劑1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份；工作液乙由水、 骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100重 量份水中加入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入 相應組分重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、 1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘劑5-12重量份，增粘劑為黃原膠和羥丙基瓜 爾膠中的一種或兩種。
3. 根據權利要求1或2所述的一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特 征在于：骨料為硅灰、粉煤灰、石灰石粉和重晶石粉中的一種或多種。
4. 根據權利要求1或2所述的一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特 征在于：稀釋劑為鐵鉻木質素磺酸鹽、磺化單寧、磺化栲膠和偏磷酸鈉中的一種或多種。
5. 根據權利要求1或2所述的一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特 征在于：穩定劑為羧甲基淀粉和羥丙基淀粉中的一種或兩種。
6. 根據權利要求1或2所述的一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特 征在于：保水劑為羧甲基纖維素、聚陰離子纖維素和羥乙基纖維素中的一種或多種。
7. 根據權利要求1或2所述的一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特 征在于：乳化劑為蓖麻油聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙 烯脂中的一種或多種。
8. 根據權利要求1或2所述的一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的工作液，其特 征在于：pH值調節劑為純堿和燒堿中的一種或兩種。
9. 一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，其特征在于：包括如下步驟： (al)通過空心鉆桿（1)向凍結孔（5)底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的組 分組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、穩定劑1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑 1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份； (bl)再通過空心鉆桿（1)向凍結孔（5)底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀釋 齊U、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙中：每100重量份水中 加入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工作液甲中加入相應組分 重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍，并且每100重量份水中加入增粘劑5-12重量份，增粘劑為黃原膠和羥丙基瓜爾膠中的 一種或兩種； (cl)最后通過空心鉆桿（1)向凍結孔（5)底部注入緩凝水泥漿。
10. -種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿的方法，其特征在于：包括如下步驟： (a2)通過清洗套管（3)與空心鉆桿（1)之間的環形間隙注入工作液甲，同時向上拉清 洗套管（3);清洗套管（3)套裝在空心鉆桿（1)上并且清洗套管（3)可沿空心鉆桿（1)軸 向滑動，清洗套管（3)底端與空心鉆桿（1)外壁之間密封，在清洗套管（3)底端的外側壁上 且環繞清洗套管（3)的軸線等間距安裝有六個或六個以上的工作液流通管（2)，工作液流 通管（2)的第一端與清洗套管（3)和空心鉆桿（1)之間的環形間隙流體導通，工作液流通 管（2)的第二端與環形橡膠管（4)流體導通，環形橡膠管（4)的外徑等于凍結孔（5)的內 徑，環形橡膠管（4)的外圓周壁上開設有溢流豁口 ￠)，環形橡膠管（4)的內圓周壁一體成 型有橡膠支管（7)，橡膠支管（7)遠離環形橡膠管（4)的一端套在工作液流通管（2)的第 二端上的球形凸起（8)上，工作液流通管（2)通過橡膠支管（7)與環形橡膠管（4)流體導 通；工作液甲由如下重量份的組分組成：水100份、骨料1-4. 5份、稀釋劑0. 8-6份、穩定劑 1. 5-4份、保水劑1-5份、乳化劑1. 5-4. 5份和pH值調節劑5-15份； (b2)通過空心鉆桿（1)的軸向中孔向凍結孔（5)底部注入工作液乙，在注入工作液乙 的時候，工作液乙在凍結孔（5)中的液面上升速度等于向上拉清洗套管（3)的速度；工作 液乙由水、骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑、pH值調節劑和增粘劑組成；在工作液乙 中：每100重量份水中加入骨料、稀釋劑、穩定劑、保水劑、乳化劑和pH值調節劑分別為工 作液甲中加入相應組分重量份的1. 1-1. 15倍、1.01-1. 1倍、1.01-1. 05倍、1.01-1. 05倍、 1. 01-1. 05倍、1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘劑5-12重量份，增粘劑為黃 原膠和羥丙基瓜爾膠中的一種或兩種； (c2)工作液乙注入完畢，再通過空心鉆桿（1)的軸向中孔向凍結孔（5)底部注入緩凝 水泥漿，在注入緩凝水泥漿的時候，緩凝水泥漿在凍結孔（5)中的液面上升速度等于向上 拉清洗套管（3)的速度。
【文檔編號】E21D5/04GK104045312SQ201410274150
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月18日 優先權日:2014年6月18日
【發明者】馮旭海, 葉建民, 王建平, 管增倫, 宋雪飛, 田樂, 徐潤, 高曉耕, 劉書杰, 孫光, 吳瑩, 陳慧, 肖煒, 王志曉, 賀文, 賀宏偉, 邵晨霞, 強曉宇 申請人:天地科技股份有限公司