煤矸石钻进与灌浆工艺
时间：2020-07-08 03:33:26 来源：达达文档网 本文已影响 人 
程雷江
【摘要】煤矸石是伴随煤矿开采的一种废弃物，这种废物构成的煤矸石山极容易发生自燃，对当地的环境、经济发展造成了极大的威胁，也对当前居民的健康造成了影响。因此，从煤矸石的特性出发，防止其自燃便是将其作为灌浆工艺的原材料，一方面隔绝空气防止自燃，另一方面灌浆材料中的碱性物质能够很好的吸收自燃释放的二氧化硫气体。因此，建立在煤矸石基础上的钻进与灌浆工艺，能够更好的解决煤矿在开采过程中造成的废弃物质，同时也可以为其他建筑工程赢得廉价原材料。在水利水电工程注浆施工中，注浆技术比较复杂，影响注浆施工质量的因素很多。
本文主要从我国灌浆技术的发展现状、我国水利水电工程的发展、水利水电工程灌浆技术使用价值、水利水电工程灌浆施工技术以及水利水电工程灌浆施工的应用策略等几方面进行了详细阐述。
【关键词】煤矸石;钻进与灌浆工艺
灌浆技术，是加固软弱地层、治理地下工程水害的一种方式。就当前的灌浆技术所有使用的材料来说，主要是以水泥材料为主，所需要的成本比较高，获取一种性价比更好的灌注材料成为提升经济效益的迫切需求。煤矸石作为煤炭开采中的废弃物，占用土地、污染环境，极大程度上增加了整个管理成本。如何将煤矸石和灌浆材料有效结合起来，成为了当前开发利用中所要考虑的重要问题之一。将煤矸石作为一种新的灌浆材料，提升的煤矸石的综合利用价值，为煤矸石的使用提供了新的途经，具有极为重要的社会效益与经济效益。当然了，如何将煤矸石作为灌浆原材料，减少对环境的污染，还需要在实践过程中能够不断研究。在水利水电工程建设中，抗排水工程贯穿整个建设过程，对水利水电工程具有十分重要的意义。如何利用当前的原有的材料，开展灌浆技术探究，是当前灌浆技术发展所要思考的。
一、我国灌浆技术的发展现状
（一）我国灌浆技术的发展进程
我国从20实际五十年开始在工程中开始运动灌浆技术，便对此展开研究，主要氛围水泥浆材和化学浆材等十余种，在三峡大版建设中的到运用。随着国民经济的快速发展，对我国的基础设施的要求也是在逐渐提升，以确保国民经济健康平稳运行，这便包括了一些水利工程设施的修建。这其中便需要一定的技术支撑，我国三峡大坝的修建，是世界上最大的水利枢纽工程，由此可见，所承担的技术压力。特别是灌浆技术，影响着整个大坝的承重以及最后的运行周期。虽然说，我国灌浆技术起步比较晚，但是先后投入了大量的人力、物力去研究、去探索，在后期我国的灌浆技术在很多工程中都获得了较为明显的经济效益和社会效益。我国各大水利工程开始运用灌浆技术减少坝基渗透量，达到加固大坝的作用。在50年代后期，在大坝的防渗透和加固工程中得到了大量的运用。在60年代，开始关注化学灌注技术对生态环境的伤害，开始探索一些健康的、无污染的灌注材料，为水利大坝的防护保驾护航。虽然说，我国的灌浆技术取得了相应的发展，但是其中的问题仍旧是不容小觑的。毕竟，这些问题影响着灌注技术在使用中作用的发挥以及对环境的破坏，这些都是我们无法承担的损失。因此，针对当前的灌浆技术发展中的问题，我们还需要不断研究、探索。
（二）我国灌浆技术的存在问题
灌浆技术的发展是建立在一定的理论基础之上的，但是当前的灌浆技术都是建立在牛顿流体稳定渗透的基础之上的。在整个灌浆过程中，具备明显的非稳定性和非牛顿流体特性，在理论的支持方面仍旧有待完善。另外，在灌浆加固体强度理论研究中，未能將我们实践中所获得研究上升到理论层面，未能真正发挥理论对实践的指导作用。另外，便是灌浆材料的研发。在灌浆材料中，主要包含物理材料和化学材料。随着人们环境意识地提升，我们越来越关注在当前经济建设对环境所造成的伤害，特别是大坝的修建直接和水源息息相关，影响着当前的水文生态。研究健康、环保的材料，为灌浆技术提供强有力的支撑，是当前灌浆基础发展的所需要考量的。毕竟，时代不同，对材料的要求也是不一样的。其次，便是灌浆设备。受材料和环境的影响以及工程质量的要求，需要当前的灌浆设备也是不一样的，提升灌浆设备的技术，能够提升整个灌浆技术的含金量，切实提升当前水利水电工程质量。
二、我国水利水电工程的发展
随着国民经济的快速发展，水利工程的重要性逐渐突出，这是解决民生问题的基础性工程，有效的解决资源分布不平衡的问题。在20世纪初，收到综合国力和技术的而影响，我国的水利工程的建筑水平不高，规模也比较小，功能也会相对较少，无法真正发挥水利工程的价值。但是，随着经济的发展，对水利工程的需求将在逐渐提升，所要求的功能也在逐渐升高。新的发展时期，传统的水利工程的类型和当前的发展要求已经不适应，这就要求在水利工程的建设发展上能采用新技术，提高水利工程的整体施工质量，为国民经济的发展保驾护航。从当前的水利工程建设中，除了必要的建设还有之前水利工程的维护，针对一些运行质量不高的水利工程开展维修、加强管理，其中便会涉及到灌浆技术，以此提升大坝的稳定性，确保大坝能够承受更大的压力。水利水电工程的发展，需要对当前的技术进行优化升级，并且对原本的水利水电工程进行技术升级改造。总之，从我国当前的水利水电工作的发展来说，也迫切要求水利水电工程相关技术的升级，为整个工程建设奠定坚实的基础支撑。
三、水利水电工程灌浆技术使用价值
对于水利水电工程出现的渗漏等现象，通过灌浆技术，可以有效的防止这些现象，延长使用期限。灌浆施工技术是目前应用最广也是最有效的水利水电工程地基加固技术和防渗技术之一，对于保障水利水电工程的正常运转有着重要的意义。而煤矸石是煤炭开采过程中产生的大量废弃物，将经过处理后的煤矸石作为灌浆技术的原材料，不仅能够解决煤矸石的问题，也能够降低大坝的维修成本。但是利用煤矸石灌浆技术在使用过程中的注意点比较多，根据实际施工情况选择合适的灌浆技术。
四、水利水电工程灌浆施工技术
灌浆技术，是一件较为复杂的技术工程，需要对当前的影响材料进行适当的分析，才能够针对当前的环境采用适当的施工方案。另外，不同的施工方案所涉及到的材料以及施工顺序也是不一样的。从当前的灌浆技术出发，对当地的水文环境提出针对性的需求才能够真正的保证灌浆技术作用的发挥。接下来将从钻孔技术、灌浆施工、灌浆顺序进行说明。
（一）原材料的处理
煤矸石是煤矿开采过程中的一种废弃物，运用到水利工程的灌浆中，需要对其进行一定的处理，同时还要保持其相应特性。首先，将煤矸石经过800度的低温煅烧，在恒温一小时之后在空气中快速冷却。然后将煅烧过后的煤矸石磨细，使其达到相应的规格。其次便是整个混合比例。利用煤矸石作为灌浆的原材料之一，还是需要针对浆液的特点进行适当的配比。一般来说，煤矸石：石灰：石膏=17.5：5：1，并在词基础上增加外加剂等一些辅助性材料。此时的浆液在流动性、稳定性等方面达到最优值，能够满足水坝灌浆的要求。
（二）灌浆施工过程
钻孔，是开始灌浆技术的前期准备工作，在钻孔过程中，要确保孔壁均匀性和正直性，严格控制孔斜。另外在灌浆的过程中，应该按照严格的施工顺序，一般情况下，应当先从一序孔灌浆，继而从二序孔、三序孔进行灌浆，并开展相应的水压测试，严格控制吸水率。
灌浆设备。在灌浆过程中，需要实现材料和设备的统一，才能够确保灌浆效果。最后是灌浆方式。灌浆方式主要分为两种，一种是循环式灌浆，一种是纯压式灌浆。循环式灌浆主要分为孔口循环以及孔内循环两种，在灌浆中采用循环式灌浆法，能够有效降低颗粒沉淀，保持浆液的流动性，是当前施工过程中给使用较为常见的一种方式。纯压式灌浆，不需要浆液的流动性，完全依靠压力进行推动。一般在较大裂缝中使用，但是在施工过程中要控制好孔深。由于这种方式不依赖浆液流动性，便是需要选择一些浓稠的浆液。但是，这种方式也是存在一定的弊端的，针对于一些缝隙比较小的裂缝，浆液无法填满缝隙。
在灌浆过程中，灌浆也是有着严格的顺序的。首先，采用自下而上分段灌浆方式，需要 一次性将所有的恐钻号，保持灌浆的连续性。这种方式主要适用于较为坚硬的岩层中。其次，便是一次灌浆。一次性将孔钻到最深，利用提升灌浆压力来实现灌浆。最后，自上而下分段灌浆。这种方法主要是采用了高灌浆压力，能够充分保证灌浆质量。但需要施工人员对钻机以及灌浆机械进行多次移动。在灌浆过程中，收到灌浆环境以及专业人员的素质问题，采用的方式也是不一样的。无论采用什么样的灌浆方式，都应该和当前的环境项匹配，才能够让灌浆发挥最大的价值。
五、水利水电工程灌浆施工的应用策略
水利水电工程，不是简简单单一项工程，而是建立在防洪抗灾能力基础上的日常用水工程。但是在当前水利水电工程中，质量出现了一定的问题，影响着当前水利工程作用的发挥，需要对其进行不同程度的地基加固处理以及防渗处理，以便其作用最大程度的发挥。由于，档期水文环境不同，所涉及到施工材料、施工方式也是不一样的。因此，在灌浆过程中，必须要结合水利水电工程的当前情况，控制好灌浆施工的材料质量和施工方式，对灌浆施工工作做好养护验收工作，确保灌浆施工工作的完成质量，提升水利水电工程的使用期限。
（一）提升专业人员素质
在施工过程中，应该不断提升从业人员的专业素质，确保整个灌浆过程中的质量。在灌浆工程中，无论是材料的选择，还是灌浆方式的选择，都是建立在从业人员专业素质的基础上的。首先，提升从业人员的专业素质，能够更好的帮助施工人员加强对当地环境的了解，在灌浆前采用合适的施工方案。其次，便是施工技术。在施工工程中，需要针对灌浆方式选择材料以及施工顺序等等，这些都是需要利用专业素质去解决的。提升从业人员的专业素质，需要在思想上高度重视，需要从施工过程中的点点滴滴去落实。不仅需要从业人员自身重视，还需要管理人员能够为当前的水平提升创设良好的环境，鼓励员工不断提升自身素质。
（二）科学应用基本灌浆方法
不同的环境，适用不同的灌浆方式，在水利工程施工过程中，应该科学运用灌浆方式。煤矸石作为原材料的浆液具备易沉淀、稳定性差等特点，因此将其运用到水利工程中需要对其進行一定的处理。不然，在水流速度比较大的条件下完成灌浆，水的冲刷和稀释，将不利于整个工程质量的提升。在煤矸石作为原材料的浆液中，可以适当参入水玻璃，使其达到相对稳定的状态。不同地域的水文，有着自己的特点，在加入水玻璃的时候应该从自身的特点出发，进行前期的研究探讨，确保浆液的性质处于最佳。一般来说，随着水玻璃的增减，浆液达到稳定性的时间逐渐缩短。如果将浆液的结石率控制在百分之十以下，水玻璃的掺量应该为百分之四以上。在灌浆技术的应用中，一定要根据当地实际情况 ，科学选择灌浆技术和灌浆方式，保证基础灌浆技术的应用质量，达到相应的灌浆效果。在灌浆技术的使用过程中，需要对当前的施工效果进行准确的考量，通过相应的压力对缝隙进行补充，以达到相应的效果。在工程施工过程中，注浆施工技术需要对当前的材料等方面进行综合考量。
六、总结
在水利水电过程中，需要针对当前的实际需求进行灌浆。因此，灌浆技术是一种较为重要的工作。在实际的施工过程中，要确保灌浆的效果，便是需要建立在此基础上的重视，严格控制灌浆施工过程中的材料，科学选择相应的灌浆方式，确保当前灌浆方式的正确性。另外，在施工过程中也应该对施工人员进行培训，确保关键技术能够落实到位。利用煤矸石开展的灌浆技术，需要对当前的技术进行严格要求，对材料的配比、方式等等，进行严格控制，确保能够达到相应的效果。就当前的灌注技术来说，我国虽然取得了一定的成就，但是从根本上说，仍旧还有进步的空间。
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