煤矸石鉆進與灌漿工藝

程雷江

【摘要】煤矸石是伴隨煤礦開采的一種廢棄物，這種廢物構成的煤矸石山極容易發生自燃，對當地的環境、經濟發展造成了極大的威脅，也對當前居民的健康造成了影響。因此，從煤矸石的特性出發，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，建立在煤矸石基礎上的鉆進與灌漿工藝，能夠更好的解決煤礦在開采過程中造成的廢棄物質，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，注漿技術比較復雜，影響注漿施工質量的因素很多。 本文主要從我國灌漿技術的發展現狀、我國水利水電工程的發展、水利水電工程灌漿技術使用價值、水利水電工程灌漿施工技術以及水利水電工程灌漿施工的應用策略等幾方面進行了詳細闡述。

【關鍵詞】煤矸石;鉆進與灌漿工藝

灌漿技術，是加固軟弱地層、治理地下工程水害的一種方式。就當前的灌漿技術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濟效益的迫切需求。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合起來，成為了當前開發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，具有極為重要的社會效益與經濟效益。當然了，如何將煤矸石作為灌漿原材料，減少對環境的污染，還需要在實踐過程中能夠不斷研究。在水利水電工程建設中，抗排水工程貫穿整個建設過程，對水利水電工程具有十分重要的意義。如何利用當前的原有的材料，開展灌漿技術探究，是當前灌漿技術發展所要思考的。

一、我國灌漿技術的發展現狀

（一）我國灌漿技術的發展進程

我國從20實際五十年開始在工程中開始運動灌漿技術，便對此展開研究，主要氛圍水泥漿材和化學漿材等十余種，在三峽大版建設中的到運用。隨著國民經濟的快速發展，對我國的基礎設施的要求也是在逐漸提升，以確保國民經濟健康平穩運行，這便包括了一些水利工程設施的修建。這其中便需要一定的技術支撐，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，所承擔的技術壓力。特別是灌漿技術，影響著整個大壩的承重以及最后的運行周期。雖然說，我國灌漿技術起步比較晚，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在很多工程中都獲得了較為明顯的經濟效益和社會效益。我國各大水利工程開始運用灌漿技術減少壩基滲透量，達到加固大壩的作用。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用。在60年代，開始關注化學灌注技術對生態環境的傷害，開始探索一些健康的、無污染的灌注材料，為水利大壩的防護保駕護航。雖然說，我國的灌漿技術取得了相應的發展，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在使用中作用的發揮以及對環境的破壞，這些都是我們無法承擔的損失。因此，針對當前的灌漿技術發展中的問題，我們還需要不斷研究、探索。

（二）我國灌漿技術的存在問題

灌漿技術的發展是建立在一定的理論基礎之上的，但是當前的灌漿技術都是建立在牛頓流體穩定滲透的基礎之上的。在整個灌漿過程中，具備明顯的非穩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，在灌漿加固體強度理論研究中，未能將我們實踐中所獲得研究上升到理論層面，未能真正發揮理論對實踐的指導作用。另外，便是灌漿材料的研發。在灌漿材料中，主要包含物理材料和化學材料。隨著人們環境意識地提升，我們越來越關注在當前經濟建設對環境所造成的傷害，特別是大壩的修建直接和水源息息相關，影響著當前的水文生態。研究健康、環保的材料，為灌漿技術提供強有力的支撐，是當前灌漿基礎發展的所需要考量的。畢竟，時代不同，對材料的要求也是不一樣的。其次，便是灌漿設備。受材料和環境的影響以及工程質量的要求，需要當前的灌漿設備也是不一樣的，提升灌漿設備的技術，能夠提升整個灌漿技術的含金量，切實提升當前水利水電工程質量。

二、我國水利水電工程的發展

隨著國民經濟的快速發展，水利工程的重要性逐漸突出，這是解決民生問題的基礎性工程，有效的解決資源分布不平衡的問題。在20世紀初，收到綜合國力和技術的而影響，我國的水利工程的建筑水平不高，規模也比較小，功能也會相對較少，無法真正發揮水利工程的價值。但是，隨著經濟的發展，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。新的發展時期，傳統的水利工程的類型和當前的發展要求已經不適應，這就要求在水利工程的建設發展上能采用新技術，提高水利工程的整體施工質量，為國民經濟的發展保駕護航。從當前的水利工程建設中，除了必要的建設還有之前水利工程的維護，針對一些運行質量不高的水利工程開展維修、加強管理，其中便會涉及到灌漿技術，以此提升大壩的穩定性，確保大壩能夠承受更大的壓力。水利水電工程的發展，需要對當前的技術進行優化升級，并且對原本的水利水電工程進行技術升級改造。總之，從我國當前的水利水電工作的發展來說，也迫切要求水利水電工程相關技術的升級，為整個工程建設奠定堅實的基礎支撐。

三、水利水電工程灌漿技術使用價值

對于水利水電工程出現的滲漏等現象，通過灌漿技術，可以有效的防止這些現象，延長使用期限。灌漿施工技術是目前應用最廣也是最有效的水利水電工程地基加固技術和防滲技術之一，對于保障水利水電工程的正常運轉有著重要的意義。而煤矸石是煤炭開采過程中產生的大量廢棄物，將經過處理后的煤矸石作為灌漿技術的原材料，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在使用過程中的注意點比較多，根據實際施工情況選擇合適的灌漿技術。

四、水利水電工程灌漿施工技術

灌漿技術，是一件較為復雜的技術工程，需要對當前的影響材料進行適當的分析，才能夠針對當前的環境采用適當的施工方案。另外，不同的施工方案所涉及到的材料以及施工順序也是不一樣的。從當前的灌漿技術出發，對當地的水文環境提出針對性的需求才能夠真正的保證灌漿技術作用的發揮。接下來將從鉆孔技術、灌漿施工、灌漿順序進行說明。

（一）原材料的處理

煤矸石是煤礦開采過程中的一種廢棄物，運用到水利工程的灌漿中，需要對其進行一定的處理，同時還要保持其相應特性。首先，將煤矸石經過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，使其達到相應的規格。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進行適當的配比。一般來說，煤矸石：石灰：石膏=17.5：5：1，并在詞基礎上增加外加劑等一些輔助性材料。此時的漿液在流動性、穩定性等方面達到最優值，能夠滿足水壩灌漿的要求。

（二）灌漿施工過程

鉆孔，是開始灌漿技術的前期準備工作，在鉆孔過程中，要確保孔壁均勻性和正直性，嚴格控制孔斜。另外在灌漿的過程中，應該按照嚴格的施工順序，一般情況下，應當先從一序孔灌漿，繼而從二序孔、三序孔進行灌漿，并開展相應的水壓測試，嚴格控制吸水率。

灌漿設備。在灌漿過程中，需要實現材料和設備的統一，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，一種是循環式灌漿，一種是純壓式灌漿。循環式灌漿主要分為孔口循環以及孔內循環兩種，在灌漿中采用循環式灌漿法，能夠有效降低顆粒沉淀，保持漿液的流動性，是當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現灌漿。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量。但需要施工人員對鉆機以及灌漿機械進行多次移動。在灌漿過程中，收到灌漿環境以及專業人員的素質問題，采用的方式也是不一樣的。無論采用什么樣的灌漿方式，都應該和當前的環境項匹配，才能夠讓灌漿發揮最大的價值。

五、水利水電工程灌漿施工的應用策略

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能力基礎上的日常用水工程。但是在當前水利水電工程中，質量出現了一定的問題，影響著當前水利工程作用的發揮，需要對其進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揮。由于，檔期水文環境不同，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，必須要結合水利水電工程的當前情況，控制好灌漿施工的材料質量和施工方式，對灌漿施工工作做好養護驗收工作，確保灌漿施工工作的完成質量，提升水利水電工程的使用期限。

（一）提升專業人員素質

在施工過程中，應該不斷提升從業人員的專業素質，確保整個灌漿過程中的質量。在灌漿工程中，無論是材料的選擇，還是灌漿方式的選擇，都是建立在從業人員專業素質的基礎上的。首先，提升從業人員的專業素質，能夠更好的幫助施工人員加強對當地環境的了解，在灌漿前采用合適的施工方案。其次，便是施工技術。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素質去解決的。提升從業人員的專業素質，需要在思想上高度重視，需要從施工過程中的點點滴滴去落實。不僅需要從業人員自身重視，還需要管理人員能夠為當前的水平提升創設良好的環境，鼓勵員工不斷提升自身素質。

（二）科學應用基本灌漿方法

不同的環境，適用不同的灌漿方式，在水利工程施工過程中，應該科學運用灌漿方式。煤矸石作為原材料的漿液具備易沉淀、穩定性差等特點，因此將其運用到水利工程中需要對其進行一定的處理。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量的提升。在煤矸石作為原材料的漿液中，可以適當參入水玻璃，使其達到相對穩定的狀態。不同地域的水文，有著自己的特點，在加入水玻璃的時候應該從自身的特點出發，進行前期的研究探討，確保漿液的性質處于最佳。一般來說，隨著水玻璃的增減，漿液達到穩定性的時間逐漸縮短。如果將漿液的結石率控制在百分之十以下，水玻璃的摻量應該為百分之四以上。在灌漿技術的應用中，一定要根據當地實際情況 ，科學選擇灌漿技術和灌漿方式，保證基礎灌漿技術的應用質量，達到相應的灌漿效果。在灌漿技術的使用過程中，需要對當前的施工效果進行準確的考量，通過相應的壓力對縫隙進行補充，以達到相應的效果。在工程施工過程中，注漿施工技術需要對當前的材料等方面進行綜合考量。

六、總結

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

參考文獻：

[1]劉康.淺析重力式拱壩壩基固結灌漿施工工藝[J].門窗，2019（19）：85+88.

[2]獨敏.水利工程的灌漿施工技術[J].河北水利，2019（07）：42-43.

[3]李國香.水利水電施工中的灌漿施工工藝探析[J].門窗，2019（14）：112.

[4]曲澤鵬.探討水利水電工程的灌漿施工技術[J].山東工業技術，2019（12）：97.

[5]劉旭東.水利水電工程灌漿施工探析[J].科技創新與應用，2019（02）：164-165.

[6]劉發奎.關于水利水電混凝土施工技術的研究[J].低碳世界，2018（11）：143-144.

[7]常帥.水利水電施工中的灌漿施工工藝[J].云南水力發電，2018，34（S2）：89-91.

[8]王建博，李寒，楊海鑫，趙金雙.探討水利水電工程鉆探與灌漿技術[J].建材與裝飾，2018（38）：292.

[9]張豪杰，高柯，田露丹，李遠.在注漿材料中煤矸石的活性應用研究[J].低溫建筑技術，2015，37（01）：28-30.

[10]曹文華. 某高速公路煤矸石路基處治技術研究[D].重慶交通大學，2013.

[11]王凱，馬保國，李立玲，王信剛，李相國.復合外加劑對活性煤矸石粉注漿材料耐久性能的影響[J].新型建筑材料，2006（10）：6-8.

[12]王凱.活性煤矸石粉在注漿材料中的應用[J].礦產綜合利用，2005（02）：42-46.