Что такое бентонит
Бентонит — природная глина, основу которой составляет минерал монтмориллонит. Его частицы очень мелкие и имеют пластинчатую форму. В воде они разбухают, отталкиваются друг от друга и образуют пространственную структуру — поэтому раствор в покое густеет, а при перемешивании снова становится текучим. Это свойство называют тиксотропией, и именно оно делает бентонит незаменимым в бурении.
Для ГНБ бентонит поставляют в виде порошка в мешках или биг-бэгах. Чаще всего это модифицированный порошок: природную глину обрабатывают, чтобы улучшить набухание и стабильность раствора в пресной воде.
Зачем нужен бентонит при ГНБ: шесть задач раствора
- Держит стенки скважины. Давление раствора и тонкая глинистая корка на стенках не дают рыхлому грунту осыпаться.
- Выносит шлам. Разбуренный грунт находится во взвешенном состоянии и выходит с раствором в приямок, а не оседает на дне.
- Охлаждает и смазывает буровую головку и расширитель.
- Снижает трение при протяжке. Труба скользит в заполненной раствором скважине, и тяговое усилие заметно ниже, чем было бы в «сухой» скважине.
- Помогает разрушать грунт. Струи раствора из сопел головки размывают мягкие породы перед инструментом.
- Уплотняет пространство вокруг трубы. После протяжки раствор остаётся в затрубье и со временем стабилизируется, заполняя зазор.
Если раствора мало или он неправильный, первыми страдают стенки скважины. Дальше цепочка предсказуема: осыпание, рост усилия, прихват трубы. Поэтому вопрос о том, зачем нужен бентонит для ГНБ, на практике звучит иначе: какой раствор нужен в этом грунте.
Как подбирают рецептуру под грунт
Универсального раствора нет. Инженер подбирает концентрацию бентонита и добавки по данным геологии, а на объекте корректирует их по результатам замеров вязкости и плотности.
| Грунт | Главная проблема | Что делают с раствором |
|---|---|---|
| Пески, супеси | Осыпание стенок, потеря раствора в порах | Повышают концентрацию бентонита, добавляют полимеры для прочной корки |
| Гравий, галечник | Крупный шлам плохо выносится, раствор уходит в пустоты | Высокая вязкость и кольматирующие добавки |
| Глины и суглинки | Грунт набухает, налипает на инструмент, скважина сужается | Меньше бентонита, ингибирующие полимеры против набухания |
| Плывуны | Скважина заплывает | Раствор высокой вязкости, особый режим бурения по проекту |
Значение имеет и вода. Жёсткая или загрязнённая вода мешает бентониту набухнуть, поэтому её проверяют и при необходимости умягчают добавками. Для крупных переходов параметры раствора закладывают в проект, как и сам процесс расширения скважины, где раствор работает с наибольшей нагрузкой.
Марки бентонита: что значит ПБМВ
В спецификациях и прайсах часто встречаются обозначения вроде ПБМА, ПБМБ, ПБМВ. Расшифровываются они как «порошок бентонитовый модифицированный», а буква в конце — сорт. Сорт связан с выходом раствора: сколько кубометров раствора нужной вязкости получается из тонны порошка. Точные показатели для каждого сорта указаны в технических условиях производителя.
Отсюда практический вывод: сравнивать бентонит пбмв для ГНБ по цене мешка бессмысленно. Порошок с высоким выходом раствора даёт больше раствора из той же массы, и итоговый расход может оказаться ниже. Кроме того, под сложные грунты часто берут готовые смеси с полимерами, у которых своя маркировка.
Сколько раствора нужно и почему его не экономят
Объём раствора, как правило, в несколько раз больше геометрического объёма скважины. Часть уходит в грунт, часть — вместе со шламом в приямок, часть остаётся в затрубье после протяжки. Точный расход зависит от грунта, диаметра и числа проходов расширения.
Экономия на растворе — классическая ошибка при демпинге. Скважина с недостаточной подачей может осыпаться в самый неудобный момент, во время протяжки. Вытащить застрявшую трубу или перебурить переход обойдётся в разы дороже, чем сэкономленный порошок.
Выход раствора на поверхность и утилизация
Если давление раствора в скважине выше, чем может выдержать грунт над ней, раствор прорывается на поверхность. Это называется выпором. Чаще всего он случается на малой глубине, в рыхлых грунтах и по старым траншеям. Выпор на газоне — неприятность, на проезжей части или в водоёме — серьёзная проблема.
- профиль скважины закладывают с достаточным заглублением под дорогами и водоёмами;
- давление раствора постоянно контролируют с пульта;
- в чувствительных местах заранее готовят средства сбора раствора.
Отработанный раствор со шламом — отход. Сливать его в ливнёвку, канаву или на рельеф нельзя. Его собирают в ёмкости и вывозят на утилизацию, а на крупных переходах очищают на установке регенерации и используют повторно. Это особенно важно в плотной застройке, где нет места для больших амбаров, — об этом подробнее в статье о ГНБ в плотной городской застройке.
Цена бентонита для ГНБ в смете перехода
Заказчику обычно не нужно покупать бентонит самостоятельно: раствор входит в смету на бурение. На его стоимость влияют сорт порошка и добавки, объём скважины, сложность грунта, необходимость регенерации и расстояние до места утилизации шлама.
Мы подбираем раствор по данным изысканий, контролируем его параметры на объекте и вывозим отработанный раствор, не оставляя его на площадке. Всё это расписываем в смете отдельными строками, чтобы было видно, за что вы платите. Инженер выезжает бесплатно по Москве и области, смета — за 24 часа. Подробнее о работах — на странице ГНБ и микротоннелирование.
