煤矸石鉆進(jìn)與灌漿工藝

程雷江

【摘要】煤矸石是伴隨煤礦開采的一種廢棄物，這種廢物構(gòu)成的煤矸石山極容易發(fā)生自燃，對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了極大的威脅，也對當(dāng)前居民的健康造成了影響。因此，從煤矸石的特性出發(fā)，防止其自燃便是將其作為灌漿工藝的原材料，一方面隔絕空氣防止自燃，另一方面灌漿材料中的堿性物質(zhì)能夠很好的吸收自燃釋放的二氧化硫氣體。因此，建立在煤矸石基礎(chǔ)上的鉆進(jìn)與灌漿工藝，能夠更好的解決煤礦在開采過程中造成的廢棄物質(zhì)，同時也可以為其他建筑工程贏得廉價原材料。在水利水電工程注漿施工中，注漿技術(shù)比較復(fù)雜，影響注漿施工質(zhì)量的因素很多。 本文主要從我國灌漿技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、我國水利水電工程的發(fā)展、水利水電工程灌漿技術(shù)使用價值、水利水電工程灌漿施工技術(shù)以及水利水電工程灌漿施工的應(yīng)用策略等幾方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

【關(guān)鍵詞】煤矸石;鉆進(jìn)與灌漿工藝

灌漿技術(shù)，是加固軟弱地層、治理地下工程水害的一種方式。就當(dāng)前的灌漿技術(shù)所有使用的材料來說，主要是以水泥材料為主，所需要的成本比較高，獲取一種性價比更好的灌注材料成為提升經(jīng)濟(jì)效益的迫切需求。煤矸石作為煤炭開采中的廢棄物，占用土地、污染環(huán)境，極大程度上增加了整個管理成本。如何將煤矸石和灌漿材料有效結(jié)合起來，成為了當(dāng)前開發(fā)利用中所要考慮的重要問題之一。將煤矸石作為一種新的灌漿材料，提升的煤矸石的綜合利用價值，為煤矸石的使用提供了新的途經(jīng)，具有極為重要的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然了，如何將煤矸石作為灌漿原材料，減少對環(huán)境的污染，還需要在實(shí)踐過程中能夠不斷研究。在水利水電工程建設(shè)中，抗排水工程貫穿整個建設(shè)過程，對水利水電工程具有十分重要的意義。如何利用當(dāng)前的原有的材料，開展灌漿技術(shù)探究，是當(dāng)前灌漿技術(shù)發(fā)展所要思考的。

一、我國灌漿技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）我國灌漿技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

我國從20實(shí)際五十年開始在工程中開始運(yùn)動灌漿技術(shù)，便對此展開研究，主要氛圍水泥漿材和化學(xué)漿材等十余種，在三峽大版建設(shè)中的到運(yùn)用。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對我國的基礎(chǔ)設(shè)施的要求也是在逐漸提升，以確保國民經(jīng)濟(jì)健康平穩(wěn)運(yùn)行，這便包括了一些水利工程設(shè)施的修建。這其中便需要一定的技術(shù)支撐，我國三峽大壩的修建，是世界上最大的水利樞紐工程，由此可見，所承擔(dān)的技術(shù)壓力。特別是灌漿技術(shù)，影響著整個大壩的承重以及最后的運(yùn)行周期。雖然說，我國灌漿技術(shù)起步比較晚，但是先后投入了大量的人力、物力去研究、去探索，在后期我國的灌漿技術(shù)在很多工程中都獲得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。我國各大水利工程開始運(yùn)用灌漿技術(shù)減少壩基滲透量，達(dá)到加固大壩的作用。在50年代后期，在大壩的防滲透和加固工程中得到了大量的運(yùn)用。在60年代，開始關(guān)注化學(xué)灌注技術(shù)對生態(tài)環(huán)境的傷害，開始探索一些健康的、無污染的灌注材料，為水利大壩的防護(hù)保駕護(hù)航。雖然說，我國的灌漿技術(shù)取得了相應(yīng)的發(fā)展，但是其中的問題仍舊是不容小覷的。畢竟，這些問題影響著灌注技術(shù)在使用中作用的發(fā)揮以及對環(huán)境的破壞，這些都是我們無法承擔(dān)的損失。因此，針對當(dāng)前的灌漿技術(shù)發(fā)展中的問題，我們還需要不斷研究、探索。

（二）我國灌漿技術(shù)的存在問題

灌漿技術(shù)的發(fā)展是建立在一定的理論基礎(chǔ)之上的，但是當(dāng)前的灌漿技術(shù)都是建立在牛頓流體穩(wěn)定滲透的基礎(chǔ)之上的。在整個灌漿過程中，具備明顯的非穩(wěn)定性和非牛頓流體特性，在理論的支持方面仍舊有待完善。另外，在灌漿加固體強(qiáng)度理論研究中，未能將我們實(shí)踐中所獲得研究上升到理論層面，未能真正發(fā)揮理論對實(shí)踐的指導(dǎo)作用。另外，便是灌漿材料的研發(fā)。在灌漿材料中，主要包含物理材料和化學(xué)材料。隨著人們環(huán)境意識地提升，我們越來越關(guān)注在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)對環(huán)境所造成的傷害，特別是大壩的修建直接和水源息息相關(guān)，影響著當(dāng)前的水文生態(tài)。研究健康、環(huán)保的材料，為灌漿技術(shù)提供強(qiáng)有力的支撐，是當(dāng)前灌漿基礎(chǔ)發(fā)展的所需要考量的。畢竟，時代不同，對材料的要求也是不一樣的。其次，便是灌漿設(shè)備。受材料和環(huán)境的影響以及工程質(zhì)量的要求，需要當(dāng)前的灌漿設(shè)備也是不一樣的，提升灌漿設(shè)備的技術(shù)，能夠提升整個灌漿技術(shù)的含金量，切實(shí)提升當(dāng)前水利水電工程質(zhì)量。

二、我國水利水電工程的發(fā)展

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程的重要性逐漸突出，這是解決民生問題的基礎(chǔ)性工程，有效的解決資源分布不平衡的問題。在20世紀(jì)初，收到綜合國力和技術(shù)的而影響，我國的水利工程的建筑水平不高，規(guī)模也比較小，功能也會相對較少，無法真正發(fā)揮水利工程的價值。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對水利工程的需求將在逐漸提升，所要求的功能也在逐漸升高。新的發(fā)展時期，傳統(tǒng)的水利工程的類型和當(dāng)前的發(fā)展要求已經(jīng)不適應(yīng)，這就要求在水利工程的建設(shè)發(fā)展上能采用新技術(shù)，提高水利工程的整體施工質(zhì)量，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展保駕護(hù)航。從當(dāng)前的水利工程建設(shè)中，除了必要的建設(shè)還有之前水利工程的維護(hù)，針對一些運(yùn)行質(zhì)量不高的水利工程開展維修、加強(qiáng)管理，其中便會涉及到灌漿技術(shù)，以此提升大壩的穩(wěn)定性，確保大壩能夠承受更大的壓力。水利水電工程的發(fā)展，需要對當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級，并且對原本的水利水電工程進(jìn)行技術(shù)升級改造?？傊?，從我國當(dāng)前的水利水電工作的發(fā)展來說，也迫切要求水利水電工程相關(guān)技術(shù)的升級，為整個工程建設(shè)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)支撐。

三、水利水電工程灌漿技術(shù)使用價值

對于水利水電工程出現(xiàn)的滲漏等現(xiàn)象，通過灌漿技術(shù)，可以有效的防止這些現(xiàn)象，延長使用期限。灌漿施工技術(shù)是目前應(yīng)用最廣也是最有效的水利水電工程地基加固技術(shù)和防滲技術(shù)之一，對于保障水利水電工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要的意義。而煤矸石是煤炭開采過程中產(chǎn)生的大量廢棄物，將經(jīng)過處理后的煤矸石作為灌漿技術(shù)的原材料，不僅能夠解決煤矸石的問題，也能夠降低大壩的維修成本。但是利用煤矸石灌漿技術(shù)在使用過程中的注意點(diǎn)比較多，根據(jù)實(shí)際施工情況選擇合適的灌漿技術(shù)。

四、水利水電工程灌漿施工技術(shù)

灌漿技術(shù)，是一件較為復(fù)雜的技術(shù)工程，需要對當(dāng)前的影響材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治?，才能夠針對?dāng)前的環(huán)境采用適當(dāng)?shù)氖┕し桨?。另外，不同的施工方案所涉及到的材料以及施工順序也是不一樣的。從?dāng)前的灌漿技術(shù)出發(fā)，對當(dāng)?shù)氐乃沫h(huán)境提出針對性的需求才能夠真正的保證灌漿技術(shù)作用的發(fā)揮。接下來將從鉆孔技術(shù)、灌漿施工、灌漿順序進(jìn)行說明。

（一）原材料的處理

煤矸石是煤礦開采過程中的一種廢棄物，運(yùn)用到水利工程的灌漿中，需要對其進(jìn)行一定的處理，同時還要保持其相應(yīng)特性。首先，將煤矸石經(jīng)過800度的低溫煅燒，在恒溫一小時之后在空氣中快速冷卻。然后將煅燒過后的煤矸石磨細(xì)，使其達(dá)到相應(yīng)的規(guī)格。其次便是整個混合比例。利用煤矸石作為灌漿的原材料之一，還是需要針對漿液的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浔?。一般來說，煤矸石：石灰：石膏=17.5：5：1，并在詞基礎(chǔ)上增加外加劑等一些輔助性材料。此時的漿液在流動性、穩(wěn)定性等方面達(dá)到最優(yōu)值，能夠滿足水壩灌漿的要求。

（二）灌漿施工過程

鉆孔，是開始灌漿技術(shù)的前期準(zhǔn)備工作，在鉆孔過程中，要確保孔壁均勻性和正直性，嚴(yán)格控制孔斜。另外在灌漿的過程中，應(yīng)該按照嚴(yán)格的施工順序，一般情況下，應(yīng)當(dāng)先從一序孔灌漿，繼而從二序孔、三序孔進(jìn)行灌漿，并開展相應(yīng)的水壓測試，嚴(yán)格控制吸水率。

灌漿設(shè)備。在灌漿過程中，需要實(shí)現(xiàn)材料和設(shè)備的統(tǒng)一，才能夠確保灌漿效果。最后是灌漿方式。灌漿方式主要分為兩種，一種是循環(huán)式灌漿，一種是純壓式灌漿。循環(huán)式灌漿主要分為孔口循環(huán)以及孔內(nèi)循環(huán)兩種，在灌漿中采用循環(huán)式灌漿法，能夠有效降低顆粒沉淀，保持漿液的流動性，是當(dāng)前施工過程中給使用較為常見的一種方式。純壓式灌漿，不需要漿液的流動性，完全依靠壓力進(jìn)行推動。一般在較大裂縫中使用，但是在施工過程中要控制好孔深。由于這種方式不依賴漿液流動性，便是需要選擇一些濃稠的漿液。但是，這種方式也是存在一定的弊端的，針對于一些縫隙比較小的裂縫，漿液無法填滿縫隙。

在灌漿過程中，灌漿也是有著嚴(yán)格的順序的。首先，采用自下而上分段灌漿方式，需要 一次性將所有的恐鉆號，保持灌漿的連續(xù)性。這種方式主要適用于較為堅硬的巖層中。其次，便是一次灌漿。一次性將孔鉆到最深，利用提升灌漿壓力來實(shí)現(xiàn)灌漿。最后，自上而下分段灌漿。這種方法主要是采用了高灌漿壓力，能夠充分保證灌漿質(zhì)量。但需要施工人員對鉆機(jī)以及灌漿機(jī)械進(jìn)行多次移動。在灌漿過程中，收到灌漿環(huán)境以及專業(yè)人員的素質(zhì)問題，采用的方式也是不一樣的。無論采用什么樣的灌漿方式，都應(yīng)該和當(dāng)前的環(huán)境項匹配，才能夠讓灌漿發(fā)揮最大的價值。

五、水利水電工程灌漿施工的應(yīng)用策略

水利水電工程，不是簡簡單單一項工程，而是建立在防洪抗災(zāi)能力基礎(chǔ)上的日常用水工程。但是在當(dāng)前水利水電工程中，質(zhì)量出現(xiàn)了一定的問題，影響著當(dāng)前水利工程作用的發(fā)揮，需要對其進(jìn)行不同程度的地基加固處理以及防滲處理，以便其作用最大程度的發(fā)揮。由于，檔期水文環(huán)境不同，所涉及到施工材料、施工方式也是不一樣的。因此，在灌漿過程中，必須要結(jié)合水利水電工程的當(dāng)前情況，控制好灌漿施工的材料質(zhì)量和施工方式，對灌漿施工工作做好養(yǎng)護(hù)驗收工作，確保灌漿施工工作的完成質(zhì)量，提升水利水電工程的使用期限。

（一）提升專業(yè)人員素質(zhì)

在施工過程中，應(yīng)該不斷提升從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)，確保整個灌漿過程中的質(zhì)量。在灌漿工程中，無論是材料的選擇，還是灌漿方式的選擇，都是建立在從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)的基礎(chǔ)上的。首先，提升從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)，能夠更好的幫助施工人員加強(qiáng)對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的了解，在灌漿前采用合適的施工方案。其次，便是施工技術(shù)。在施工工程中，需要針對灌漿方式選擇材料以及施工順序等等，這些都是需要利用專業(yè)素質(zhì)去解決的。提升從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)，需要在思想上高度重視，需要從施工過程中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴去落實(shí)。不僅需要從業(yè)人員自身重視，還需要管理人員能夠為當(dāng)前的水平提升創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境，鼓勵員工不斷提升自身素質(zhì)。

（二）科學(xué)應(yīng)用基本灌漿方法

不同的環(huán)境，適用不同的灌漿方式，在水利工程施工過程中，應(yīng)該科學(xué)運(yùn)用灌漿方式。煤矸石作為原材料的漿液具備易沉淀、穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，因此將其運(yùn)用到水利工程中需要對其進(jìn)行一定的處理。不然，在水流速度比較大的條件下完成灌漿，水的沖刷和稀釋，將不利于整個工程質(zhì)量的提升。在煤矸石作為原材料的漿液中，可以適當(dāng)參入水玻璃，使其達(dá)到相對穩(wěn)定的狀態(tài)。不同地域的水文，有著自己的特點(diǎn)，在加入水玻璃的時候應(yīng)該從自身的特點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行前期的研究探討，確保漿液的性質(zhì)處于最佳。一般來說，隨著水玻璃的增減，漿液達(dá)到穩(wěn)定性的時間逐漸縮短。如果將漿液的結(jié)石率控制在百分之十以下，水玻璃的摻量應(yīng)該為百分之四以上。在灌漿技術(shù)的應(yīng)用中，一定要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況 ，科學(xué)選擇灌漿技術(shù)和灌漿方式，保證基礎(chǔ)灌漿技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，達(dá)到相應(yīng)的灌漿效果。在灌漿技術(shù)的使用過程中，需要對當(dāng)前的施工效果進(jìn)行準(zhǔn)確的考量，通過相應(yīng)的壓力對縫隙進(jìn)行補(bǔ)充，以達(dá)到相應(yīng)的效果。在工程施工過程中，注漿施工技術(shù)需要對當(dāng)前的材料等方面進(jìn)行綜合考量。

六、總結(jié)

在水利水電過程中，需要針對當(dāng)前的實(shí)際需求進(jìn)行灌漿。因此，灌漿技術(shù)是一種較為重要的工作。在實(shí)際的施工過程中，要確保灌漿的效果，便是需要建立在此基礎(chǔ)上的重視，嚴(yán)格控制灌漿施工過程中的材料，科學(xué)選擇相應(yīng)的灌漿方式，確保當(dāng)前灌漿方式的正確性。另外，在施工過程中也應(yīng)該對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，確保關(guān)鍵技術(shù)能夠落實(shí)到位。利用煤矸石開展的灌漿技術(shù)，需要對當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格要求，對材料的配比、方式等等，進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保能夠達(dá)到相應(yīng)的效果。就當(dāng)前的灌注技術(shù)來說，我國雖然取得了一定的成就，但是從根本上說，仍舊還有進(jìn)步的空間。

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