船山礦廢渣摻灰填筑工藝及質量控制的研究

巫同軍

摘 要：建設生態文明是關系人民福祉、民族未來的長遠大計，我國不少地方在發展過程中消耗了大量的資源、能源和土地空間，在今后的發展中，要堅決將生態文明建設擺在突出位置，必須堅決實行綠色發展、循環發展和低碳發展的方針戰略。項目結合沿線的各種資源分布，就近取材，合理利用，采用船山礦廢棄渣摻石灰填筑路基，變廢為寶，本文就施工過程中的工藝與質量控制進行了研究。

關鍵詞：綠色循環；礦渣；摻灰；工藝；質量控制；研究

中圖分類號：TQ172 文獻標識碼：A

一、工程簡介

1 項目概況

312國道B段，樁號范圍K11+500- K23+053.078，路線長11.553km，本段K11+500-K16+226為城鎮段，路基標準橫斷面寬58m，人行道部分填素土，植草皮，暫不實施鋪裝層；K16+226-K23+053.078為公路段，路基標準橫斷面寬33.5m。本段共完成粉噴樁35萬延米；土方（填/）挖91.39/76.24萬方；挖除非適用材料41183.43m3；清表面積379268m2。

2 沿線工程地質情況

擬建工程路線通過區在地貌上屬于寧鎮低山丘陵區、長江三角洲沖積平原，其受區域地質構造運動的制約與地質環境的影響，顯示了不同的微地貌形態。根據地形、地貌、地層及水文、工程地質特征，沿線主要有以下幾個工程地質分區；剝蝕殘丘硬巖區，堆積階地松散巖區，沖積平原松散巖區。

3 水文氣象

項目沿線分布的主要河流有團結河、勝利河、高資渠、船山河及三仙溝等灌溉渠，無通航河流。鎮江市屬北亞熱帶季風氣候。根據1971年-2000年氣候資料統計，市區年平均氣溫15.6℃，降水量1088.2mm，其中梅雨量263.3mm，日照時數2000.9小時，極端最高氣溫40.2℃，極端最低氣溫-10.1℃。2003年降水冬季特多，夏季偏少，多次出現連陰雨天氣過程，為溫潤年；氣溫和日照均正常。

二、選題理由

根據交通部提出的“在公路建設中對生態環境最小程度的破壞、最大程度的保護、最強力度的恢復”的建設新理念和“安全、舒適、環保、示范”的公路建設方針，必須在公路的設計施工過程中實行節能減排措施，落實國家的經濟發展戰略，建設以低碳為特征的交通運輸體系。對于新技術、新材料的逐步普及及應用，提高施工機械化水平，加大材料的循環利用率，從科技創新、資源節約以及環境保護等方面進行路線設計和施工，樹立綠色發展的理念。對于本項目來說，采用船山礦廢渣摻石灰填筑，充分循環的利用了沿線資源，變廢為寶，減少了新土地資源的開發，保護了生態，實現改線工程建設的綠色循環低碳目標。

三、組織實施

船山礦廢渣摻石灰填筑施工工藝流程圖如圖1所示。

（一）施工準備

1 料源準備

（a）料源選擇船山礦廢渣棄土場，先進行棄土場內臨時排水溝的開挖，做好水系暢通不積水，然后在場地內進行廢渣土石的挖裝及石灰慘拌，降低混合料中的含水量。由于土場中含有大粒徑的石塊，在裝運過程中將不符合粒徑的石塊剔除出去，取土時采取一次性條式法取土。

（b）對取土場的土石進行試驗測試：顆粒分析、含水量、石料壓碎值檢測等試驗。（石頭含量43%，密度： 2.72t/m3；土的含量57%，密度：1.9t/m3）

2 機械設備

（a）試驗段施工前進行設備的保養，調試。

（b）設備配置情況：平地機1臺、推土機1臺、三輪壓路機1臺、光輪壓路機1臺、羊角碾1臺、挖掘機3臺、灑水車1輛、運輸車15輛。

（c）人員配置情況

人員：技術人員2人，現場指揮1人，測量人員2人，試驗人員1人，機駕人員26人，普通工人10人。

3 其它準備工作

（a）試驗段落的準備，根據現場情況將選擇K18+900-K19+000（100m）段作為試驗段。先進行中線的恢復，每20m斷面設一中樁、兩邊樁，后進行高程測量。

（b）施工前根據路基施工指導意見，我部已經完成該段落中部填土施工到93區NO.5，碾壓完成并報檢合格。

（c）計算材料用量。根據試驗段填筑層的寬度、長度、厚度，計算需要的混合料數量（壓實厚度初定為30㎝，松鋪系數初定為1.26，松鋪厚度為37.8㎝）。結合料場的含水量和運輸車輛噸位，計算每車礦渣的堆放距離。

（二）施工方法

嚴格遵照《公路路基施工技術規范》及下發的技術文件執行，規范現場施工，加強對施工現場技術質量控制。

（1）對該段落填筑前初步碾壓，恢復中樁，測量現有高程。

（2）根據現有高程放出坡腳線（含路基填筑超寬碾壓的30cm），采用料場同種料源首先掛線培出路槽，同時根據計算的每車礦渣量在路基上用石灰打出網格。

（3）根據計算堆放距離進行試驗段調土，運輸車將料源運至現場，在現場用裝載機，挖掘機二次摻灰翻拌打堆。

（4）粗平用推土機將土石混合料進行攤鋪，用挖掘機配合推土機將不符合粒徑的石塊敲碎或剔除路基外，并力求保證厚度均勻、表面平整，進行高程測量，檢驗填筑層的松鋪厚度，看是否符合預計要求。

（5）精平粗平后，用羊角碾碾壓四遍，四遍之后用平地機終平一次，使其縱向順適，橫坡符合要求。（由于存在大粒徑石塊較多，平地機施工困難加大）

（6）碾壓整型、精平后，進行碾壓。在進行碾壓時遵循先輕后重、先慢后快、先外后內的原則，碾壓時，保證輪跡重疊1/2輪寬。先用羊角碾振動壓路機進行振動碾壓4遍，速度采用1檔（1.5km/h～ 1.7km/h），碾壓完成之后用平地機精平一次，后用光輪振動壓路機進行振動碾壓2遍，速度采用1檔（1.5km/h～1.7km/h），最后用18t～24t三輪壓路機1/2錯輪碾壓一遍，壓路機行走速度1.5km/h。碾壓過程中必須用小石塊或石屑填縫，碾壓過程中隨時觀測碾壓路基的沉降，當三輪壓路機碾壓完成之后進行壓實后高程測量，終止碾壓，計算實際壓實松浦系數為1.276。

四、施工質量控制要點

1 廢渣中的石料強度不少于15MPa，并將石料含量控制在60%以內；石料最大粒徑不得超過壓實厚度的2/3，且粒徑2cm～15cm控制在20%～40%，超過的應清除，廢渣摻灰混合料應為石料和天然風化巖的混合物，不得摻有其它雜質（如樹根、草皮、腐質土等）。

2 廢渣摻灰混合料填筑寬度每側應在設計寬度值的基礎上寬出填筑層設計寬度30cm～50cm，壓實寬度不小于設計寬度，全范圍內平整碾壓。

3 路基填筑為縱向水平式分層施工，施工時為做好調坡工作要優先填筑以下兩個部位：一為與相鄰部位相對低洼的路段；二為高填方路段。正常施工段落長度最好控制在100m～150m左右。

4 羊角碾與振動光輪進行碾壓時，重疊1/2～1/3輪寬，前后區段應重疊并超過兩段接縫處。

5 碾壓速度的控制：羊角碾行進速度小于2.5km/h，振動光輪壓路機速度為4km/h。

6 碾壓時需注意以下先后原則：先輕后重，先慢后快，先兩邊后中間；曲線段由內側向外側。

7 路基填筑必須保證平整，確保全面壓實。防止凹凸不平，形成集水，影響路基。

8 該項目路線長，路基施工是分段施工，在兩段交接（包括標段連接處），若填筑時間不同，先填筑路段應按1∶1的坡度分層留臺階，若兩個地段同時填筑，應分層相互交疊銜接，其搭接長度不得小于1.2m～1.5m。

9 路基施工中加強對沉降及位移的觀測，本標段軟基路段較長，點位多，施工中加強沉降及位移觀測，以控制填筑速率。便道側為了防止車輛擠壓位移樁，對位移觀測樁要做好保護或警示標志，確保觀測數據準確，以指導施工。沉降觀測采用專門水準點，雙面直尺觀測，沉降桿采用絲口套接，接桿長度控制在25cm～30cm左右。

10 碾壓過程中要注意粗料多的地方及時用細料填隙補充以增加密實性，細料多的地方要及時用粗料填充，以增加強度，防止彈簧。

11 整平時平地機刮平次數不宜太多，且刮刀一次切入不能太深，否則在切入較深部位容易帶起底下的大塊石塊。

12 碾壓時一定要注意碾壓順序、速度、重疊寬度，開始時不宜太快，并且振壓時盡量采取倒退然后前進的方法，禁止在碾壓好的土石混合料上轉彎、掉頭、剎車。

13 填筑路段表面灑水車灑水濕潤，同時保持便道的清潔無灰層，保持良好的施工環境。

五、質量驗收

1 廢渣摻灰混合料填筑工程現場質量按照灰土填筑壓實度要求灌砂檢測數據差值比較大，為了檢測路基的質量是否滿足路堤填筑要求，在施工中采用同點測量沉降差的方法進行控制，如圖2所示。

2 當24t三輪壓路機最后碾壓后基本無明顯沉降，可以從數據分析表中看出路基已達到密實程度。路基填筑至路床底時測其彎沉值，保證路床頂96區彎沉達到設計要求值。

六、實施效果及結論

從試驗段的結果來看，試驗段的料源控制不均勻，石塊粒徑偏大，這是廢渣摻灰填筑過程中最大的難點，處理不好，費時費機械。由于摻灰有效的控制了廢渣混合料的含水量，通過機械合理的搭配，取得了良好的壓實效果。通過試驗段的實施，目前已確立了廢渣摻灰混合料的碾壓遍數、松鋪厚度及壓實系數、碾壓工藝等一系列工藝參數與操作方法，同時施工過程中出現的不足之處在今后施工過程中將逐步改進和有效控制。廢渣摻灰填筑工藝的逐漸成熟，極大的解決了土石方資源的短缺，實現沿線區域的土石方最大平衡，實現土地資源零占用，同時也減少遠距離土石方運輸能耗及排放，認真貫徹了江蘇省率先在全國開展綠色循環低碳交通示范省份建設的偉大目標。

參考文獻

[1]公路工程質量檢驗評定標準，JTG F80/1—2004.

[2]周志軍.土石混填路基壓實質量控制方法研究[D].長安大學，2006.