浅析土壤固化剂在油田道路中的应用

浅析土壤固化剂在油田道路中的应用

秦耕  加红艳

长庆工程设计有限公司 陕西省西安市 710018

摘要：土壤固化剂不仅可以提高土壤强度和承载能力、降低土壤含水量，还可以节约资源和降低环境污染。在分析土壤固化剂的种类和固化机理的基础上，剖析土壤固化剂在油田道路上的施工工艺，检验使用效果，表明土壤固化剂在油田道路上有良好的应用前景。

关键词：土壤固化剂；油田道路；固化机理

0引言

油田道路是连接油田各个设施的交通网络，是油田开发和生产过程中必不可少的基础设施，直接影响到油田的生产效率和运输安全[1,2]。油田道路通常需要承受重型车辆的行驶，如钻井设备、采油设备和输送设备等，因此对道路的承载能力和稳定性要求较高。同时，由于油田地区土壤质地差、地基承载能力低、环境恶劣等问题，使得油田道路的建设和维护面临很大的挑战。

为了提高油田道路的工程质量，减少维护费用，我国采用了一系列的技术和措施，其中采用土壤固化剂改善土壤工程性质受到道路研究者的广泛关注，因此，土壤固化剂的使用不仅可以改善土壤工程性质和降低建设成本，还可以减少环境影响和提高道路使用寿命，因此，进一步研究和推广土壤固化剂在油田道路中的应用具有重要的实际意义。

1土壤固化剂分类及固化机理

土壤固化剂是指用于改善土壤工程性质的一类物质，通过与土壤中的粘土矿物发生作用，使土壤的物理、力学性质得到提高。土壤固化剂的分类见图1，主要有三种不同的三类方式，按照是否与无机结合料共同作用、作用机理和形态进行分类[3,4]。

图1  土壤固化剂分类

    （1）无机土壤固化剂

无机土壤固化剂是一种通过物理或化学反应改善土壤性能的材料，通常由无机物质组成，常见的有石灰、水泥、石膏等。石灰主要用于改善酸性土壤的 pH 值，同时具有一定的固化效果；水泥可以显著提高土壤的强度和稳定性；石膏则适用于处理含水量较高的土壤。根据具体需求选择合适的无机土壤固化剂，可以提高土壤的性能，为道路、场地等工程提供稳定的基础。它们可以与土壤中的粘土矿物发生化学反应，形成具有较高强度和稳定性的新物质。

无机土壤固化剂具有以下特点：

1）材料来源广泛：无机土壤固化剂通常由自然界中存在的物质制成，如石灰、石膏等，因此材料来源广泛，价格相对较低。

2）环保性能好：无机土壤固化剂不含有机物质，因此不含有挥发性有机化合物（VOC），对环境和人体健康的影响较小。

3）适用范围广：无机土壤固化剂可以适用于各种类型的土壤，无论是砂质土壤、粘土土壤还是高含水量的土壤，都能发挥一定的固化效果。

4）强度发展较慢：与有机土壤固化剂相比，无机土壤固化剂的强度发展速度通常较慢，需要较长的时间达到预定强度。

5）施工要求较高：无机土壤固化剂在使用过程中，需要严格控制拌合比例、施工方法和养护条件等，以保证固化效果。

（2）有机土壤固化剂

有机土壤固化剂是一类通过物理或化学反应改善土壤性能的材料，主要由有机物质组成，常见的有机土壤固化剂有树脂、沥青等。树脂固化剂可以提高土壤的强度和韧性，适用于加固柔性土壤；沥青固化剂则适用于提高土壤的抗渗性和抗冻性能。根据具体需求选择合适的有机土壤固化剂，可以提高土壤的性能，为道路、场地等工程提供稳定的基础。它们可以与土壤中的粘土矿物发生化学反应，形成具有较高强度和稳定性的新物质。有机土壤固化剂具有以下特点：

1）材料来源广泛：有机土壤固化剂通常由自然界中存在的物质制成，如树脂、沥青等，因此材料来源广泛，价格相对较低。

2）环保性能好：有机土壤固化剂不含有害物质，因此对环境和人体健康的影响较小。

3）适用范围广：有机土壤固化剂可以适用于各种类型的土壤，无论是砂质土壤、粘土土壤还是高含水量的土壤，都能发挥一定的固化效果。

4）强度发展较快：与无机土壤固化剂相比，有机土壤固化剂的强度发展速度通常较快，能够在较短时间内达到预定强度。

5）施工要求较高：有机土壤固化剂在使用过程中，需要严格控制拌合比例、施工方法和养护条件等，以保证固化效果。

    （3）生物酶土壤固化剂

生物酶土壤固化剂是一种通过生物酶作用改善土壤性能的材料。生物酶土壤固化剂常用于土壤改良、固沙工程、河道整治等领域。通过使用生物酶土壤固化剂，可以提高土壤的性能，为道路、场地等工程提供稳定的基础。同时，由于生物酶土壤固化剂具有环保性能，其在生态修复和环境保护领域也具有广泛的应用前景。生物酶是一种具有催化作用的蛋白质，可以促进生物体内的化学反应。在土壤固化过程中，生物酶土壤固化剂通过催化土壤中的有机物质分解，形成新的固化物质，从而提高土壤的强度和稳定性。

生物酶土壤固化剂具有以下特点：

1）环保性能好：生物酶土壤固化剂是一种生物催化剂，其成分主要来源于生物体，因此对环境和人体健康的影响较小。

2）适用范围广：生物酶土壤固化剂可以适用于各种类型的土壤，无论是砂质土壤、粘土土壤还是高含水量的土壤，都能发挥一定的固化效果。

3）强度发展较慢：与无机土壤固化剂相比，生物酶土壤固化剂的强度发展速度通常较慢，需要较长的时间达到预定强度。

4）施工要求较高：生物酶土壤固化剂在使用过程中，需要严格控制拌合比例、施工方法和养护条件等，以保证固化效果。

2土壤固化剂在油田道路中的应用

土壤固化剂在油田道路中使用的工艺流程从设计、施工到检测主要包括六个阶段[5]。

（1）设计阶段

在油田道路土壤加固的设计阶段，工程师需要根据土壤类型、油田道路荷载、气候条件等因素，选择合适的土壤固化剂类型和剂量。此外，还需要考虑固化剂的混合方式、施工工艺等因素，以确保道路的稳定性和耐久性。

（2）准备阶段

施工前需要准备好所需的材料，包括土壤固化剂、水等。同时，需要对土壤进行充分的挖掘和晾晒，以确保土壤的湿度和均匀性。

（3）混合阶段

将土壤固化剂与土壤进行混合，通常需要使用专门的混合设备，如搅拌机、洒水车等。混合的比例需要根据设计要求进行精确控制，以确保混合物的质量和性能。

（4）铺筑阶段

首先网格布线，其次将土壤定点运输到位，并用整平机翻松整平。将混合好的土壤固化剂铺设到路基上，并使用压路机进行压实。在铺设过程中，需要注意保持混合物的均匀性和厚度的一致性，以确保油田道路的平整度和稳定性。

（5）养护阶段

施工完成后，需要对油田道路进行养护，通常需要进行洒水、覆盖等处理，以确保混合物充分固化和硬化。养护的时间和方法需要根据土壤固化剂的类型和性能进行调整。

（6）检测阶段

在油田道路使用过程中，需要定期进行检测和维护，以确保油田道路的稳定性和性能。检测的方法包括实地观察、实验室测试等，根据检测结果进行及时的维护和修复。

总之，土壤固化剂在油田道路中的使用需要严格按照设计要求和施工规范进行，以确保道路的稳定性、耐久性和环保性。

3土壤固化剂在油田道路中的使用效果

土壤固化剂在油田道路中的使用效果主要体现在以下几个方面：

（1）提高路基稳定性

土壤固化剂能改善土壤的物理和力学性能，提高土壤的承载能力和抗侵蚀性能。在油田道路中，使用土壤固化剂可以有效提高路基的稳定性，减少因土壤松散和侵蚀导致的道路损坏和维护成本。

（2）提高道路耐久性

土壤固化剂能增强土壤的硬度和抗压强度，从而提高道路的耐久性。在油田道路中，使用土壤固化剂可以延长道路的使用寿命，减少道路的维修次数和费用。

（3）降低成本

土壤固化剂具有提高土壤性能的作用，可以减少油田道路对高级别路面材料的依赖，降低道路的建设和维护成本。

（4）环保效益

土壤固化剂在使用过程中，可以减少土壤侵蚀、降低扬尘污染，改善油田道路的周边环境质量。同时，部分土壤固化剂还可以实现土壤资源的再利用，有利于节约资源和保护环境。

（5）适应性强

土壤固化剂适用于各种类型的土壤，特别是在油田道路中，可以处理含油、含水量高、地质条件复杂的土壤，使道路具有良好的使用性能。

总之，土壤固化剂在油田道路中的使用效果显著，可以提高道路的稳定性、耐久性，降低成本，保护环境，具有很好的应用前景。

4结语

土壤固化剂在油田道路中的应用具有重要意义，因为油田地区通常具有土壤质地差、地基承载力低、土壤含水量高等特点，给道路工程带来了诸多挑战。土壤固化剂在油田道路中的应用可以提高工程质量、降低维修费用、实现绿色施工等目的。随着土壤固化技术的不断发展，其在油田道路工程中的应用将更加广泛。

参考文献

[1]金柯宇,徐奋强,李庆辉等.土壤固化剂及其工程性能研究进展[J].城市道桥与防洪,2023(05):218-222+27.

[2]季节,梁犇,韩秉烨等.中国道路工程中土壤固化技术综述[J].交通运输工程学报,2023,23(02):47-66.

[3]强军.土壤固化剂-水泥复合改良金尾矿的路用性能研究[J].浙江交通职业技术学院学报,2023,24(01):36-40.

[4]周阳,邱思明,梁天锡等.路基工程用环保型土壤固化剂的制备及性能评价[J].当代化工,2022,51(09):2114-2117+2165.

[5]曾路,任员良,董元浩等.基于工业废渣的土壤固化剂配合比设计[J].四川建材,2022,48(05):57-59.