浅谈水泥灌浆工程中的节能减排|节能减排大赛作品

　　摘要：水泥灌浆施工在当前水电站建设中有着不可替代的作用，也是最基本的基础处理手段，而在水电站建设中节能减排也是当今行业中普遍研究的问题。本文从施工技术、机械设备、灌浆材料、设计方案和工程投入等多个方面进行分析，针对如何在水泥灌浆工程中做到节能减排工作提出建议。
　　关键词：节能减排 施工机械 灌浆工艺 灌浆材料
　　1、前言
　　当前我国正在全面建设绿色清洁能源的开发工作，水电是世界清洁能源之一。我国国民经济发展十二五规划纲要中明确指出：“在做好生态保护和移民安置的前提下积极发展水电，重点推进西南地区大型水电站建设，因地制宜开发中小河流水能资源，科学规划建设抽水蓄能电站。”我国现有水资源储量位居世界第一，总量大约相当于每年30亿t原煤，技术可开发和经济可开发量也分别达到了13亿t和9亿t，截止到2009年底，我国的水能开发利用程度还不到25%，远低于发达国家70%到80%的水平，尤其在某国核电站灾害的阴影下，世界各国对核能利用出现了普遍担心，因此在“十二五”期间，水电建设将又来又一高峰期。在当前我国单位GDP能耗偏高的条件下，在水电工程建设中重视并推广节能减排工作，具有突出的意义。
　　2、水泥灌浆节能减排基础工作
　　水泥灌浆是水电站建设中一个极为重要的基础处理技术，如何在水电站建设过程中节能减排也是一个值得研究的问题，在施工过程中，参建各方可从如下几个方面着手节能减排策划与实施：
　　（1）加强力度进行节能减排宣传，提倡绿色低碳生活，开展和培养民众能源节约意识，并积极从生活用品、居住环境、工业产品、交通工具等方面加大推广力度，使节能减排推广效果更加明显。
　　（2）努力推广机械设备更新换代工作。当前我国各类工程和工业工厂中机械化使用量巨大，但不少机械设备早已超期使用或早已过了规定的使用寿命。如果将这些老旧机械设备更换成效率更高、污染气体排放量更低、能源消耗更少的新型设备，便能相应提高设备运行效能、节约运行成本并获得更大效益，最终减少能源消耗。
　　（3）改进项目设计方案、减少工程消耗量。通常基础施工属于隐蔽性工程，在工程设计阶段由于无法完全掌握地质条件等情况，因此往往在设计工程项目时设计要求偏高，这就必然造成施工消耗的增大，同时更加说明这样的设计方案通常存在较大的优化空间，如在地质条件相对较好的底端减少帷幕排数、孔序施工，调整孔距等。更新设计理念，更好地利用防渗帷幕堵排相结合的理念，减少帷幕灌浆工程量，如采用悬挂式帷幕进行防渗，减少每排进入不透水层施工工程量等。
　　（4）择优选择恰当的施工技术，实现节能减排目的。恰当的施工技术和施工工艺，既能保证施工质量和施工进度，又能提高施工工效。如在帷幕灌浆及固结灌浆中可采取自上而下以及纯压式灌浆的灌浆方式，这在一些水电站证明是成功的，正在实施的某国水电站固结灌浆检查效果也良好。当采用自下而上的灌浆方式时可以选择多种不同的钻进方式，如冲击钻进、液压钻钻进等，提高了钻孔工效，同时采用纯压式灌浆也可减少灌浆水泥损耗。
　　（5）择优选择合适的施工机械。尽量选择合适的施工机械包括选择与之相匹配的供电量，避免产生大功率带动小机械的现象，造成电能的浪费。限制灌浆，存在着大马拉小车的现象，如不根据灌浆压力进行选择灌浆设备，通通采用能承受高压的灌浆设备进行低压灌浆，消耗巨大的能源。选择高效的钻孔机械也可大大节约能源。同时，机械设备用电应尽量利用网电，减少自发电，从而减少柴油、汽油用量。统计数据表明，利用网电的能耗成本只有利用柴油发电成本的50%左右。
　　（6）选择水泥的替代品作为灌浆材料。水泥行业术语高能耗产业，因此在水泥灌浆中可采用水泥替代品进行灌浆，减少水泥用量。既可改善防渗性能以及耐久性，又大大地节约了水泥，还可大大缓解火电厂的污染处理投资，减少工业废弃物的排放。
　　（7）加强施工项目管理，严格控制施工成本。如节约1kW?h电相当于节约400g标准煤或节约4L淡水，节约1t钢相当于700kg标准煤，节约1t水泥相当于120kg标准煤，因此项目在工程开工前编制成本策划，在施工中加强中间控制，在动态中落实，通过组织措施、技术措施、经济措施、质量管理、合同管理等途径，全方位、全员、全过程进行成本控制，达到节能减排目的。
　　（8）实行集中管理，减少损耗或降低排放标准，如建立集中制浆系统，集中供浆和处理废浆；若大规模地采用冲击钻孔，可建立空压机房，集中供风，提高效能，降低损耗。
　　（9）对于排污路径较长的施工项目，采取建立多级污水过滤处理池对污水进行沉淀处理，使最终排放出去的水达到排放标准。
　　（10）积极推广新技术、新工艺、新设备、新材料的应用，同时积极开展以“小发明、小革新、小改造、小设计、小建议“为主要内容的“五小”创新活动 ，以激发广大职工岗位创新意识，发明创新潜能，提升创新能力。通过自主科技创新，不断降低能耗的减少排放，有利于提高企业专业技术水平和管理水平，促进企业提高竞争能力。
　　3、水泥灌浆节施工中影响节能减排的几个主要因素
　　（1）规范中的相关要求。我国2002年适时修订和发布了《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/台184-2001），相较于SL62-94，部分条款更有利于节能减排。然而，按照规范规定，“帷幕灌浆孔各灌浆段不论透水率大小均应按技术要求进行灌浆。”就存在一定的偏颇。当某孔段灌前透水率小于检查孔合格标准或开灌时流量即为0，就没有继续灌浆的意义。
　　（2）灌浆段长的影响，规范中规定帷幕灌浆段长一般为5～6m，特殊情况下可适当缩短或加长，但不宜大于10m。但在实际操作中，几乎所有工程都是采用段长5m的标准，一缩短很容易，但如果要加长，则困难重重，甚至是没有可能。
　　（3）灌浆压力的影响。灌浆压力越大，浆液扩散范围越大，需要消耗的水泥越多，关注时间也就越长，需要消耗的材料越多，设备损坏也越大。因此，在工程设计中，应考虑工程实际需要，规定科学合理的灌浆压力，不应片面追求高压力。
　　（4）灌浆结束标准的影响。灌浆结束标准越高，馆将持续的时间越长，消耗的能源越多，在目前的灌浆工艺和设备条件下，灌浆持续10min，即消耗10kW·h电，相当于4kg标准煤。因此，一味追求高灌浆标准，对于灌浆而言不见得会有好处，而且对于节能减排是不利的。
　　关于水泥灌浆节能减排的技术展望，目前研究应从施工机械设备的改进、制浆工艺和技术、基础处理施工泥浆或浆液回收利用技术几个方面进行探讨。
　　4、结束语
　　作为水电基础处理工程，无论是建设、设计、施工、建立等各方面，都应把节能减排作为日常工作中一项重要工作来抓，共同面对日趋强化的资源环境约束，增强危机意识，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点，积极开展管理创新、技术创新使灌浆工程的节能减排工作跃上新台阶。