尾礦砂在高速公路路基填料中的應用實踐

李貴文

摘 要：在高速公路建設過程中，由于路基用土量較大，增加工程成本。而尾礦砂作為高速公路路基，不僅可以減少對土地資源的利用，且一定程度上可以增加路基的穩定性，減少土地資源的破壞，促進環境保護，若可以利用尾礦作為路基填料，不僅可以將尾礦變廢為寶，且可以減少高速公路路基占用耕地資源。

關鍵詞：尾礦砂 高速公路 路基填料 環境保護

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0035-02

在礦石選礦過程中，需要在礦石中添加一定的藥劑，而這些藥劑會留在尾礦顆粒中。若不采取一定措施進行處理，尾礦中所含有的重金屬離子，會隨著河水的沖刷進入下游或滲入到地下，從而對河流資源和地下環境造成一定程度的污染。研究發現，尾礦主要成分為二氧化硅、三氧化二鋁、碳酸鈣等，如果可以合理地利用尾礦，不僅可以很大程度上提高資源利用效率，減少環境污染，且可以減少尾礦堆積占地。

由于高速公路路面超出地平線高度約3～6 m，需要填筑較多的土方，從而需要挖周圍的土地資源，若可以利用尾礦作為路基填料，不僅可以將尾礦變廢為寶，且可以減少高速公路路基占用耕地資源。

1 現代高速公路路基的現狀

研究發現，現代高速公路路基較高，需要土方量大，需從附近耕地中挖土運至現場填筑路基。從而一方面增加占用耕地面積；另一方面填筑路基，若碾壓壓實度不滿足要求，易導致路基出現不均勻沉降現象。

1.1 路基沉降對公路質量的嚴重影響

路基是公路的承重層，路基沉降對公路質量存在嚴重影響。從技術層面來講，路基沉降造成大面積地基承重不均勻，連鎖反應導致更大面積沉降。表象看來，路基沉降致使路面斷層、開裂、鼓起等病害，嚴重影響路面平整度。

1.2 路基沉降對公路服役壽命的危害

正常情況下公路的主要受力為垂直方向的強度要求。而路基沉降導致路面產生較大的彎拉應變，且所受應力沿沉降范圍分布，路面整體受力不均勻。長期受較大應力的部位容易被破壞，輕者裂縫，重者塌陷鼓包，導致公路使用壽命嚴重縮短。

1.3 路基沉降對公路安全的危害

對于一些路面平整度要求很高的公路，例如，高速公路、城市快速路，公路路基沉降引發的路面裂縫、錯臺等病害對車輛的安全行駛影響巨大。高速行駛的車輛在遇到上述路面病害時極易出現顛簸甚至側翻等危險。

1.4 路面沉降對公路施工的危害

路基沉降不僅發生在竣工后公路使用時期，在公路施工過程中同樣可能發生。施工期間路基沉降必須及時進行路基維護，更換路基材料、加大夯實力度等。這些都可能會導致面層施工延誤。并且由于路基沉降往往過程緩慢，若不能及時發現，則對后期施工有較大影響。

2 采用尾礦填筑高速公路路基

為了減少占用耕地面積，并合理利用尾礦資源，可以采取利用尾礦作為路基調料。下面為某高速公路工程路基施工中尾礦的應用案例。

2.1 選取試驗段

在某高速公路工程中，選取K37+680～K37+830作為尾礦填筑路基的試驗段，尾礦路基試驗段總長度為150 m。

2.2 設置試驗段的目的

在尾礦砂在高速公路路基填料施工全面展開之前，選取一定長度的試驗段，對試驗段進行實況模擬小規模施工，依據施工場地施工作業條件及尾礦砂性質，試運行路基填筑、夯實及壓實度檢測，以確定最佳施工工藝方案，指導后續施工。例如，通過試驗段確定尾礦砂在該地域的最佳分層填料厚度、最佳壓實遍數和壓實方法。

根據試驗所得到的結果為：當尾礦中灰含量為5%左右時，碾壓強度最佳，因此在該工程尾礦調料路基施工中采用5%的石灰。

3 尾礦調料路基施工技術

在尾礦調料路基碾壓施工中需要用到以下大型機械：1臺振動壓路機、2臺三輪壓路機、1臺推土機、1臺平地機。

3.1 施工順序和流程

施工順序如下：路基邊界測量→壓實下層路基→挖土→卸土→包邊培土→鋪筑尾礦→攤鋪、輾壓→摻加石灰→拌合→粗平→檢查鋪筑質量→輾壓至滿足要求。

（1）尾礦砂填料過程。路基邊緣處應包2 m寬的素土作為包邊土。需注意，包邊土不允許含尾礦砂。路基中間攤鋪尾礦砂。尾礦砂的攤鋪首先根據試驗段得到的松鋪厚度進行核算，算出每車混合料的理論攤鋪面積，從而確定物料堆放密度。松鋪后全面打格攤鋪石灰，并采用旋耕機現場拌合兩遍，確認拌合均勻。

（2）尾礦砂路基填料壓實過程。壓實過程應遵循先輕后重、先靜后震、先低后高、先慢后快的16字方針。根據以往施工經驗，尾礦砂路基填料含水量較高，加上石灰料的粘結性較強導致一些壓實方法和壓式設備的不適用，例如，三輪壓路機。此類路基壓實采用振動壓路機輕壓一遍，路基基本平整后強震兩遍，再采用輪式壓路機壓實2～4遍。基本成型后再使用振動壓路機靜壓收光。最后進行壓實度試驗，壓實度>94%后，達到要求。

3.2 試驗段檢測

（1）在試驗段碾壓施工結束后，需要對碾壓質量進行標高測定，并計算出松鋪系數，根據規范要求，需要測量8個斷面的高程，其松鋪系數分別為：1.062、1.128、1.164、1.086、1.142、1.224、1.118、1.224，松浦系數平均值為1.144。

（2）壓實度檢測為振動壓實2遍后，檢測兩個測點，其壓實度分別為92%、94%；然后又針對尾礦路基進行三輪壓路機靜壓施工，并在2遍靜壓施工結束后，檢測4個點，其壓實度檢測結果為94%、98%、96%、98%，則符合規范對路基壓實度要求。

3.3 尾礦砂路基施工環境保護

尾礦砂在高速公路路基填料施工中的環境保護及污染防護措施。

（1）施工過程會產生噪聲污染，應盡量避免晚間施工，降低噪聲影響，同時可采用噪聲量小的施工設備。

（2）由于施工材料限定，施工過程難免產生粉塵顆粒等污染，應在裝卸石灰等粉末材質物料時進行遮蓋或灑水浸潤方法減少揚塵。

（3）施工過程產生的廢水需進入污水處理廠處理，嚴禁直接排放，污染水源。

（4）遵守國家環境法、土地法規定，節約用地，合理用地。

（5）路基施工結束后應覆土封閉尾礦砂路基，預防對環境可能造成的污染。

4 結語

綜上所述，尾礦應用到高速公路路基調料中，不僅可以很大程度上提高資源利用效率，減少環境污染，且可以減少尾礦堆積占地，實現尾礦變廢為寶。

參考文獻

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