無水砂層中矩形頂管施工用觸變泥漿配比優(yōu)化及減阻性能試驗*

張 雪 萬中正 王傳銀 劉 楊 劉 碩 王漢勛 張 彬

(①中國地質(zhì)大學(北京)工程技術(shù)學院， 北京 100083， 中國)

(②中鐵四局集團第三建設有限公司， 天津 300163， 中國)

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和城市化建設進程的加快，地上空間供需矛盾日益尖銳，開發(fā)城市地下空間可有效緩解土地壓力和治愈“城市病”(張彬等， 2019)。頂管施工作為地下工程中的一種與盾構(gòu)法相似的非開挖管道鋪設技術(shù)，由于不開挖路面、施工擾動小、保護城市景觀等優(yōu)點，近年來被廣泛地應用于城市地鐵出入口、綜合管廊、地下商業(yè)街等工程中。然而，頂管施工過程中出現(xiàn)的管土摩阻力過大使得頂管機上方土體隨頂進方向發(fā)生移動或壓縮變形而造成的“背土效應”問題是施工中存在的一大難題，如何有效地減小頂管施工中的摩阻力是一項重要的研究課題。

觸變泥漿是一種具備特殊礦物結(jié)構(gòu)和觸變性能的減阻材料，在頂管施工過程中，其猶如人體的血液，充滿于管道和土體之間的2～5cm環(huán)形空間，一方面可以將頂進管道與土體之間的干摩擦轉(zhuǎn)換為液體摩擦，從而減小頂進的摩阻力； 另一方面可以填補管道與土體之間產(chǎn)生的空隙，從而起到減小土體變形和支撐地層的作用。觸變泥漿主要由膨潤土、純堿、CMC和其他外加劑組成。將以上材料按一定配比溶于水中使其成為泥漿溶液，靜止時泥漿呈膠凝狀態(tài)，一經(jīng)外界擾動就變成流體狀態(tài)，而外界因素停止作用后，水溶液又變?yōu)槟z凝狀態(tài)，該性能即為觸變泥漿特有的觸變性(袁為嶺等， 2016)，該性能使得其較好地發(fā)揮減阻作用，大大提高頂管施工的效率。

多年來國內(nèi)外學者對觸變泥漿開展了較多的研究，取得了一定的成果。袁為嶺等(2016)通過開展類比試驗，分析了觸變泥漿中各種原材料含量對其性能的影響，最終根據(jù)鄭州市頂管隧道工程地質(zhì)條件得出了適合本工程的泥漿配合比。沈磊磊(2019)根據(jù)5種配比材料(膨潤土、CMC、純堿、PAM等)含量的改變，測定了減阻泥漿漏斗黏度、失水量和析水率3個指標的變化規(guī)律，研究了各原材料含量對泥漿性能的影響。諸葛恒源(2018)通過試驗研究，對膨潤土泥漿的比重、漏斗黏度、絕對黏度、析水率、濾失量等進行測定，界定了泥漿的性能要求，給出的泥漿性能參數(shù)為類似地質(zhì)條件的工程提供了參考。王李昌等(2018)對泥漿材料的特性開展了研究，并探討了泥漿護壁減阻機理，總結(jié)了泥漿、土體、管道間作用相關(guān)性及泥漿減阻機理，確定了膨潤土-PAM漿液的配比并將其應用于水下復雜地層長距離超大直徑頂管工程。王明勝等(2016)結(jié)合具體工程，對觸變泥漿制備、注漿設備選型、注漿參數(shù)設計以及管節(jié)表面涂蠟等減阻技術(shù)開展了研究。喻軍等(2015)研究了頂管泥漿套的物理性質(zhì)，提出了保證泥漿套完整性的關(guān)鍵是掌握土層的分布情況和配制性能最佳的泥漿?？芾诘?2016)采用新型設備探地雷達對頂管施工中的觸變泥漿進行了探測，通過雷達探測最終獲取到了觸變泥漿套的分布情況。劉招偉等(2016)研究了觸變泥漿在不同地層條件下的擴散半徑和減阻效果，還通過室內(nèi)試驗探究了泥漿的微觀結(jié)構(gòu)組成與頂管頂力的關(guān)系，優(yōu)化了泥漿的配比和施工工藝。童聰?shù)?2020)結(jié)合昆明市某排水工程案例，對頂管工程觸變泥漿作用機理進行了研究，對比分析了在優(yōu)化工藝條件下觸變泥漿對頂力的影響，得出了觸變泥漿能顯著減小頂管的推力的結(jié)論。張鵬等(2017)采用協(xié)調(diào)表面Persson接觸模型分析了管土接觸特性，得出了考慮接觸壓力分布影響的管土摩阻力，并結(jié)合泥漿觸變性和流體力學平行平板模型計算了管漿摩阻力。劉月等(2018)分析了福山路調(diào)蓄池管道工程的注漿數(shù)據(jù)，得到了地質(zhì)條件為粉砂質(zhì)泥巖時混凝土管道外壁與周圍土體產(chǎn)生的平均摩阻力的經(jīng)驗值。以上研究多以觸變泥漿的性能、泥漿套、注漿工藝及管土摩阻力計算公式為研究對象，對觸變泥漿的配比研究主要采用試驗量較大的類比試驗法，因此針對觸變泥漿最優(yōu)配比及減阻性能仍需進一步開展研究。

本論文在已有研究成果的基礎上，以北京城市副中心通州區(qū)潞城鎮(zhèn)綜合管廊工程為依托，以膨潤土、CMC和純堿為觸變泥漿材料，開展室內(nèi)泥漿正交配比試驗，優(yōu)選出觸變泥漿的最優(yōu)配比。其次，結(jié)合實際工程中的砂土，開展縮尺的模型試驗，探究觸變泥漿實際的減阻效果，進一步驗證最優(yōu)配比的可靠性。最后，通過掃描電鏡顯微觀察，揭示觸變泥漿微觀結(jié)構(gòu)和減阻機理。本研究成果可為該依托工程和類似工程頂管減阻提供科學依據(jù)。

1 工程概況

該雙線矩形管廊工程位于北京市城市副中心通州區(qū)潞城鎮(zhèn)暢和西路，采用雙線矩形頂管方式施工，管廊頂進外包尺寸為7.7m×4.5m，單節(jié)管片長1.5m，壁厚0.5m。工程建設場地地層巖性為無水粉細砂土，頂進時采用SYB50型液壓注漿泵注入觸變泥漿減阻。

2 觸變泥漿配比試驗及減阻性能研究

2.1 觸變泥漿性能指標

目前不同的工程對觸變泥漿性能的關(guān)注點有所不同，選擇的評價指標也有所差異。本文主要針對無水砂層中矩形管廊頂管施工用觸變泥漿，以下述關(guān)鍵指標構(gòu)建泥漿綜合性能評價體系，為之后優(yōu)化泥漿配比提供參考依據(jù)。

(1)失水量。一定體積的泥漿在0.69MPa的壓力下濾出的溶液體積。失水后泥漿固相顆粒附著在一起形成“濾餅”。頂管施工中要求觸變泥漿的失水量≤25cm3/30min，濾餅致密完整(王明勝等， 2016)。

(2)析水率。觸變泥漿靜置24h后從漿液中離析出來的水的體積與原泥漿體積的比值。施工中要求觸變泥漿析水率為零(王明勝等， 2016)。

(3)密度和pH。泥漿密度過低無法支撐地層，過高則流動性較差。pH值>11，泥漿不穩(wěn)定，會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，而過酸會腐蝕管材。通常要求密度為1.05～1.16g·cm-3，pH為8～10之間(諸葛恒源， 2018)。

(4)表觀黏度和塑性黏度。反映泥漿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)強度的大小，其大小適中時泥漿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)強度較高。

(5)靜切力和動切力。觸變泥漿在靜置狀態(tài)時克服其內(nèi)部摩擦作用而發(fā)生流動所需要的最小剪切力為靜切力(初切力和終切力)，其中使泥漿處于層流流動狀態(tài)時所需要的最小剪切力為動切力。

(6)觸變性。評價泥漿質(zhì)量良好與否的重要性能指標，觸變性較強的泥漿減阻效果較好。

(7)動塑比。衡量泥漿剪切稀釋特性的重要性能指標，反映剪切稀釋作用的強弱。

2.2 試驗材料及方法

正交試驗可以實現(xiàn)多因素、多水平的研究，能夠較好地反映全面試驗的結(jié)果，是一種高效率、快速且經(jīng)濟的試驗設計方法(李云雁等， 2010)。本文采用正交試驗，通過測定不同原材料配比的泥漿性能參數(shù)，探究原材料含量的變化對泥漿性能的影響規(guī)律，最終得出滿足性能指標的泥漿最優(yōu)配比。

試驗選用的原材料為鈉基膨潤土、CMC及純堿(圖1)。

圖1 膨潤土(左)、CMC(中間)和純堿(右)

取3個影響因素5個水平進行正交試驗，按正交表選取L25(56)的前三列來構(gòu)造正交試驗方案，一共開展了25種組合的試驗(趙選民， 2006)，選取的3個影響因素具體如下：

A. 膨潤土質(zhì)量占泥漿總質(zhì)量的百分比；

B.CMC質(zhì)量占泥漿總質(zhì)量的百分比；

C. 純堿質(zhì)量占泥漿總質(zhì)量的百分比。

3種因素的5個具體水平值如表1所示。

表1 配比參數(shù)取值

按照正交試驗設計表2中的配比組合測定觸變泥漿的性能參數(shù)。圖2為觸變泥漿性能參數(shù)的測定過程及所用到的試驗儀器。

表2 正交試驗設計表及試驗結(jié)果

具體的步驟如下：首先，按照原材料配比使用低速攪拌機(圖2a)和高速攪拌機(圖2b)配制觸變泥漿(圖2c)； 其次，使用ZNN-D6型六速旋轉(zhuǎn)黏度計測定觸變泥漿的失水量、黏度等流變性能參數(shù)(圖2d)； 之后，取100mL泥漿裝入量筒中，并用保鮮膜進行密封，靜置24h后觀察析水情況(圖2e)； 最后，用數(shù)顯液體密度計(圖2f)和pH試紙分別測定觸變泥漿的密度和酸堿度(圖2g)，并使用API濾失儀測定失水量(圖2h)和濾餅厚度(圖2i)。

圖2 試驗儀器及性能參數(shù)測定

每種組合進行3組平行試驗，在試驗結(jié)果分析中每種組合取3組平行試驗結(jié)果的平均值作為該組合的最終試驗結(jié)果，具體試驗結(jié)果如表2所示。

2.3 正交配比試驗結(jié)果分析

根據(jù)正交試驗結(jié)果計算出均值和極差大小，對各個影響因素的重要性進行排序，并通過泥漿性能評價指標確定各個影響因素的最優(yōu)水平，最終將各個影響因素的最優(yōu)水平進行組合作為正交試驗的最佳組合方案(王其寬等， 2020)。

2.3.1 各影響因素對泥漿性能參數(shù)貢獻效果分析

圖3是各影響因素對失水量的貢獻效果圖，橫坐標分別表示各影響因素對應的5個水平值，縱坐標表示失水量的值。從圖3中可以看出，對泥漿失水量影響最大的為因素A，因素B次之，因素C影響最小。表3求出了各影響因素的極差R，得出各影響因素的重要性排序為：A、B、C。失水量越小，泥漿性能越好。從圖3中可以看出，失水量隨著膨潤土、純堿含量的增加整體呈減小趨勢，當膨潤土含量為10%時，泥漿的失水量較小，已足以滿足性能指標要求，此時泥漿的性能也較好，此后再增加膨潤土含量，失水量進一步減小，但結(jié)合經(jīng)濟成本考慮，膨潤土含量取10%最佳； 純堿含量為0.5%時，失水量達到最小值； 失水量隨著CMC含量的增加先減小后增大，當CMC含量達到0.2%時，失水量最小，之后再增加CMC的含量，泥漿的增稠效果降低，失水量略微增加。因此，確定最佳組合為A4B4C5或A5B4C5。

圖3 各影響因素對失水量的貢獻效果圖

表3 觸變泥漿失水量結(jié)果分析

圖4是各影響因素對濾餅厚度的貢獻效果圖，橫坐標分別表示各影響因素對應的5個水平值，縱坐標表示濾餅厚度的值。從圖中可以看出，對觸變泥漿濾餅厚度影響最大的為因素A，因素B次之，因素C影響最小。表4求出了各因素的極差R，得出各影響因素的重要性排序為：A、B、C。從圖中可以看出，在一定配合比下，濾餅厚度隨著膨潤土、CMC含量的增加整體呈增大的趨勢。此外，當膨潤土含量為10%、CMC含量為0.2%時，濾餅厚度較大，之后再增加兩者的含量，濾餅厚度保持穩(wěn)定均不再增大。純堿在泥漿中起到提高泥漿水化分散能力的作用，從圖中可以看出，當純堿含量小于0.2%時，純堿對泥漿的水化較弱，泥漿分散度不高，濾餅較厚； 隨著純堿含量的增大，純堿含量超過0.2%時，純堿水化作用增強，濾餅厚度呈減小趨勢； 而當純堿含量超過0.4%時，泥漿的水化作用將不再增強，濾餅保持一定的厚度，純堿含量達到0.5%時，濾餅致密完整，厚度較大，質(zhì)量較好。綜合以上分析，確定最佳組合為A4B4C5。

圖4 各影響因素對濾餅厚度的貢獻效果圖

表4 觸變泥漿濾餅厚度結(jié)果分析

圖5是各影響因素對泥漿析水率的貢獻效果圖，橫坐標分別表示各影響因素對應的5個水平值，縱坐標表示析水率的值。從圖5中可以看出，因素A對觸變泥漿的析水率影響最大，因素C次之，因素B影響較小。表5求出了各因素的極差R，得出各影響因素的重要性排序為：A、C、B。析水率較小時泥漿性能最好，當膨潤土含量達到10%時，析水率為0。析水率隨CMC含量的增加變化趨勢復雜，當CMC含量小于0.1%時，其增稠效果不明顯，析水率較大，而后再增加CMC的量，增稠效果顯著，CMC含量為0.2%時，析水率最小，此后再增加CMC的含量，增稠效果降低，析水率略微增加。當純堿含量為0.5%時，泥漿的析水率達到最小值。所以確定最佳組合為A4B4C5。

圖5 各影響因素對泥漿析水率的貢獻效果

表5 觸變泥漿析水率結(jié)果分析

2.3.2 觸變泥漿原材料含量對泥漿性能的影響分析

圖6是泥漿性能參數(shù)隨膨潤土含量的變化圖。從圖6中可以看出，觸變泥漿的塑性黏度、觸變性隨著膨潤土含量的增加先增大后減小。當膨潤土含量為10%時，塑性黏度、觸變性達到最大值，此時泥漿內(nèi)部的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)強度最大，觸變性較好。泥漿的失水量隨著膨潤土含量的增大而減小，當膨潤土含量達到10%時，觸變泥漿的失水量已較小，足以滿足泥漿失水量指標的要求，此后再增加膨潤土含量，失水量減小速率較為緩慢。此外，當膨潤土含量大于10%時，膨潤土在水中難以分散均勻而且狀態(tài)極其不穩(wěn)定，有泥漿聚集和沉降的現(xiàn)象出現(xiàn)，形成的濾餅結(jié)構(gòu)致密性也不好。觸變泥漿的動塑比、表觀黏度、動切力、初切力及終切力隨著膨潤土含量的增加而增大。當膨潤土含量為10%時，泥漿的動塑比、表觀黏度、動切力、初切力及終切力大小適中，表明此時泥漿具有較好的剪切稀釋性，泥漿流動性能較好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。

圖6 泥漿性能參數(shù)隨膨潤土含量的變化圖

圖7是泥漿性能參數(shù)隨CMC含量的變化圖。從圖7中可以看出，觸變泥漿的塑性黏度隨著CMC含量的增加而增大，隨著CMC含量的增加，觸變泥漿的內(nèi)部結(jié)構(gòu)增強，當CMC含量大于0.2%時，再增加CMC的含量，觸變泥漿的塑性黏度增加速率緩慢。失水量隨著CMC含量的增加而減小，當CMC含量大于0.2%時，再增加CMC的含量，觸變泥漿的失水量減小速率變緩慢。當CMC含量為0.2%時，觸變泥漿失水量較小且能夠滿足失水量指標要求，此時泥漿結(jié)構(gòu)強度也較好。

圖7 泥漿性能參數(shù)隨CMC含量的變化圖

圖8是泥漿性能參數(shù)隨純堿含量的變化圖。從圖8中可以看出，觸變泥漿的初切力和終切力隨純堿含量的增加先減小后增大，表觀黏度隨純堿含量的增加而減小。當純堿含量為0.4%時，泥漿的初切力和終切力達到最小值，而當純堿含量為0.5%時，初切力和終切力達到最大值，此時的初切力、終切力和表觀黏度均滿足性能指標的要求，說明此時泥漿內(nèi)部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)強度較好，減阻性能較好。

圖8 泥漿性能參數(shù)隨純堿含量的變化圖

綜合各影響因素對泥漿各項性能參數(shù)的貢獻效果以及各組分含量對泥漿性能參數(shù)的影響分析，最終確定觸變泥漿的最優(yōu)配比為10%膨潤土、0.2% CMC、0.5%純堿和89.3%水，該配比的泥漿流動性和分散性較好，失水量較小，“濾餅”致密均勻，析水率為零，觸變性較好，同時在經(jīng)濟效益方面也較好，綜合性能最優(yōu)，其性能參數(shù)見表6。

表6 觸變泥漿性能參數(shù)

2.4 觸變泥漿減阻效果研究

在確定泥漿最優(yōu)配比的基礎上，結(jié)合實際工程中砂土的力學性質(zhì)，開展縮尺模型試驗，更為直觀地探究無水砂層中矩形管廊頂管施工觸變泥漿的減阻效果。設計了兩個小模型(圖9)，選取了不同配比的觸變泥漿和與施工現(xiàn)場管片材質(zhì)相同的C35混凝土試塊開展試驗(圖10)，測定在未注漿和注入不同配比的觸變泥漿條件下，試塊與砂土之間的摩阻系數(shù)，以此分析觸變泥漿的減阻效果。試驗材料如圖11所示，具體參數(shù)見表7。

圖9 摩阻系數(shù)測定模型

圖10 摩阻系數(shù)測定

圖11 試驗材料

表7 試驗材料參數(shù)

試驗結(jié)果如表8所示，可以發(fā)現(xiàn)，在相同的試驗條件下，未注漿時試塊與砂土間的摩阻系數(shù)較大，而鋪設泥漿后兩者之間的摩阻系數(shù)均有減小。鋪設不同配比的泥漿減阻效果有所區(qū)別：配比1的觸變泥漿膨潤土含量較高，使得觸變泥漿的黏度過大，在拉動試塊的過程中，過大的黏度在一定程度上阻礙了試塊的滑動，導致摩阻力相對較大，相比于不鋪設觸變泥漿的情況，摩阻系數(shù)雖有減小，但減阻效果不理想。配比2的觸變泥漿使得試塊與砂土之間的摩阻系數(shù)降低為未鋪設泥漿時的0.6倍，有著較好的減阻效果，進一步說明了該最優(yōu)配比的可靠性和準確性。同時，一定程度上也可以說明，將該配比的觸變泥漿應用于實際工程中，將能大大減小頂進過程中管土間的摩阻力，提高頂管頂進效率。配比3的觸變泥漿膨潤土含量相對較小，其黏度較小。在摩阻系數(shù)試驗過程中，其減阻作用也相對明顯，但在試驗過程中有試塊嚴重下陷的現(xiàn)象發(fā)生，說明該觸變泥漿不能起到很好的支撐地層的作用，故不采用。此外，試驗發(fā)現(xiàn)，在不同垂直荷載作用下試塊與砂土之間的摩阻系數(shù)仍符合以上規(guī)律。

表8 最優(yōu)配比的觸變泥漿性能參數(shù)

3 觸變泥漿微觀結(jié)構(gòu)及減阻機理研究

3.1 SEM微觀結(jié)構(gòu)觀測

觸變泥漿本身具有的特殊的微觀結(jié)構(gòu)與其能夠發(fā)揮減阻作用有著密切的聯(lián)系。按照最優(yōu)配比配制一定體積的泥漿，放在干燥箱中進行干燥，待完全干燥后進行SEM試驗(Zhou et al.，2009)。圖12是掃描電鏡下觸變泥漿的微觀形貌圖，觀察可以發(fā)現(xiàn)，觸變泥漿中的膨潤土單元體與單元體之間以面-面接觸為主； 在低倍數(shù)下可以觀察到觸變泥漿致密的層狀結(jié)構(gòu)，在高倍數(shù)下可以觀察到觸變泥漿薄片堆疊層次感較強； 其中能看到有極薄的蒙脫石花瓣整體形成開花絮團，CMC物理吸附在膨潤土表面。

圖12 觸變泥漿掃描電鏡圖

3.2 微觀減阻機理分析

進一步研究發(fā)現(xiàn)，觸變泥漿的層狀結(jié)構(gòu)由其主要礦物組成成分蒙脫石構(gòu)成，蒙脫石由上下兩個硅氧四面體和中間一個鋁氧八面體組成(圖13)。

圖13 蒙脫石3個晶層結(jié)構(gòu)平面示意圖

該特殊的層狀結(jié)構(gòu)使得其在微觀方面具有明顯的離子置換現(xiàn)象，F(xiàn)e2+、Mg2+可以將晶格內(nèi)部的Al3+取代，Al3+可以將晶格內(nèi)部的Si4+取代，因此觸變泥漿在宏觀上表現(xiàn)出較好的膨脹性和膠體性。在觸變泥漿晶格內(nèi)部的高價態(tài)陽離子被低價態(tài)陽離子取代后，造成了蒙脫石晶格內(nèi)部的電荷不飽和，使得晶格帶多余的負電荷。為維持電中性，晶層與晶層之間便會吸附Na+、Ca2+等若干種金屬陽離子，然而吸附于晶胞表面的陽離子十分不穩(wěn)定，在一定條件下易被其他陽離子交換，該微觀特性使得觸變泥漿表現(xiàn)出較好的觸變性，使得其成為重要的減阻材料。

此外，觸變泥漿的減阻性能離不開CMC和純堿的助功。CMC吸附在膨潤土表面，如同一張大網(wǎng)，將膨潤土之間的孔隙堵住，使膨潤土成為一個致密的結(jié)構(gòu)。而純堿作為鹽類，溶于水時成為電解質(zhì)溶液，離子的靜電力破壞了原來的水結(jié)構(gòu)，在膨潤土周圍形成水分子層，極大地促進了膨潤土的水化，使得膨潤土的分散流動性變好，減阻效果顯著。

3.3 泥漿套潤滑減阻

注漿過程中，在注漿壓力的作用下，泥漿會發(fā)生滲透現(xiàn)象(圖14)。泥漿中的水分首先向土體滲透，隨后泥漿顆粒也開始往土體滲透，滲透到一定距離后泥漿便靜止成為漿土固態(tài)混合物。其后隨著注漿量的不斷增加，越來越多的泥漿充滿于管土之間，并對最先注入的那部分泥漿和土體產(chǎn)生擠壓，泥漿之間互相黏結(jié)，最終形成致密不透水的泥漿套(圖14)，使得土體與管節(jié)充分隔離。濾失試驗中所形成的“濾餅”質(zhì)量的好壞能在一定程度上反映實際工程中泥漿套的形成情況，濾失試驗中最優(yōu)配比的泥漿所形成的濾餅質(zhì)量較好。

圖14 泥漿的滲透(a)及泥漿套(b)

4 結(jié) 論

論文以北京城市副中心通州區(qū)潞城鎮(zhèn)綜合管廊工程為依托，通過開展不同材料配比的正交試驗和縮尺的模型試驗，探究了觸變泥漿的最優(yōu)配比和減阻效果，并通過掃描電鏡顯微觀察，揭示了觸變泥漿的微觀結(jié)構(gòu)和減阻機理，得出如下結(jié)論：

(1)觸變泥漿原材料的含量對泥漿的性能有很大的影響， 10%膨潤土、0.2% CMC、0.5%純堿及89.3%水是泥漿材料的最優(yōu)配比。該配比下的泥漿流動性和觸變性較好，失水量較小，形成的“濾餅”較為致密，綜合性能最優(yōu)。

(2)最優(yōu)配比的觸變泥漿具有較好的減阻效果，能夠使得試塊與砂土之間的摩阻系數(shù)降低40%，大大提高了頂進效率。

(3)觸變泥漿呈薄片層狀結(jié)構(gòu)，其主要礦物成分蒙脫石具備晶格取代、陽離子交換等微觀特性，使得觸變泥漿宏觀上表現(xiàn)出觸變性進而發(fā)揮減阻作用，最終以泥漿套的形式充分隔離管道和周圍的土體，使得頂管施工中的管土摩阻力大大降低。