船山礦廢渣摻灰填筑工藝及質(zhì)量控制的研究

巫同軍

摘 要：建設(shè)生態(tài)文明是關(guān)系人民福祉、民族未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)，我國(guó)不少地方在發(fā)展過(guò)程中消耗了大量的資源、能源和土地空間，在今后的發(fā)展中，要堅(jiān)決將生態(tài)文明建設(shè)擺在突出位置，必須堅(jiān)決實(shí)行綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展和低碳發(fā)展的方針戰(zhàn)略。項(xiàng)目結(jié)合沿線(xiàn)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(guò)程中的工藝與質(zhì)量控制進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：綠色循環(huán)；礦渣；摻灰；工藝；質(zhì)量控制；研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、工程簡(jiǎn)介

1 項(xiàng)目概況

312國(guó)道B段，樁號(hào)范圍K11+500- K23+053.078，路線(xiàn)長(zhǎng)11.553km，本段K11+500-K16+226為城鎮(zhèn)段，路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬58m，人行道部分填素土，植草皮，暫不實(shí)施鋪裝層；K16+226-K23+053.078為公路段，路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬33.5m。本段共完成粉噴樁35萬(wàn)延米；土方（填/）挖91.39/76.24萬(wàn)方；挖除非適用材料41183.43m3；清表面積379268m2。

2 沿線(xiàn)工程地質(zhì)情況

擬建工程路線(xiàn)通過(guò)區(qū)在地貌上屬于寧鎮(zhèn)低山丘陵區(qū)、長(zhǎng)江三角洲沖積平原，其受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的制約與地質(zhì)環(huán)境的影響，顯示了不同的微地貌形態(tài)。根據(jù)地形、地貌、地層及水文、工程地質(zhì)特征，沿線(xiàn)主要有以下幾個(gè)工程地質(zhì)分區(qū)；剝蝕殘丘硬巖區(qū)，堆積階地松散巖區(qū)，沖積平原松散巖區(qū)。

3 水文氣象

項(xiàng)目沿線(xiàn)分布的主要河流有團(tuán)結(jié)河、勝利河、高資渠、船山河及三仙溝等灌溉渠，無(wú)通航河流。鎮(zhèn)江市屬北亞熱帶季風(fēng)氣候。根據(jù)1971年-2000年氣候資料統(tǒng)計(jì)，市區(qū)年平均氣溫15.6℃，降水量1088.2mm，其中梅雨量263.3mm，日照時(shí)數(shù)2000.9小時(shí)，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(xiàn)連陰雨天氣過(guò)程，為溫潤(rùn)年；氣溫和日照均正常。

二、選題理由

根據(jù)交通部提出的“在公路建設(shè)中對(duì)生態(tài)環(huán)境最小程度的破壞、最大程度的保護(hù)、最強(qiáng)力度的恢復(fù)”的建設(shè)新理念和“安全、舒適、環(huán)保、示范”的公路建設(shè)方針，必須在公路的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中實(shí)行節(jié)能減排措施，落實(shí)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)以低碳為特征的交通運(yùn)輸體系。對(duì)于新技術(shù)、新材料的逐步普及及應(yīng)用，提高施工機(jī)械化水平，加大材料的循環(huán)利用率，從科技創(chuàng)新、資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行路線(xiàn)設(shè)計(jì)和施工，樹(shù)立綠色發(fā)展的理念。對(duì)于本項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，采用船山礦廢渣摻石灰填筑，充分循環(huán)的利用了沿線(xiàn)資源，變廢為寶，減少了新土地資源的開(kāi)發(fā)，保護(hù)了生態(tài)，實(shí)現(xiàn)改線(xiàn)工程建設(shè)的綠色循環(huán)低碳目標(biāo)。

三、組織實(shí)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(zhǔn)備

1 料源準(zhǔn)備

（a）料源選擇船山礦廢渣棄土場(chǎng)，先進(jìn)行棄土場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)排水溝的開(kāi)挖，做好水系暢通不積水，然后在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)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(chǎng)中含有大粒徑的石塊，在裝運(yùn)過(guò)程中將不符合粒徑的石塊剔除出去，取土?xí)r采取一次性條式法取土。

（b）對(duì)取土場(chǎng)的土石進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試：顆粒分析、含水量、石料壓碎值檢測(cè)等試驗(yàn)。（石頭含量43%，密度： 2.72t/m3；土的含量57%，密度：1.9t/m3）

2 機(jī)械設(shè)備

（a）試驗(yàn)段施工前進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)，調(diào)試。

（b）設(shè)備配置情況：平地機(jī)1臺(tái)、推土機(jī)1臺(tái)、三輪壓路機(jī)1臺(tái)、光輪壓路機(jī)1臺(tái)、羊角碾1臺(tái)、挖掘機(jī)3臺(tái)、灑水車(chē)1輛、運(yùn)輸車(chē)15輛。

（c）人員配置情況

人員：技術(shù)人員2人，現(xiàn)場(chǎng)指揮1人，測(cè)量人員2人，試驗(yàn)人員1人，機(jī)駕人員26人，普通工人10人。

3 其它準(zhǔn)備工作

（a）試驗(yàn)段落的準(zhǔn)備，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況將選擇K18+900-K19+000（100m）段作為試驗(yàn)段。先進(jìn)行中線(xiàn)的恢復(fù)，每20m斷面設(shè)一中樁、兩邊樁，后進(jìn)行高程測(cè)量。

（b）施工前根據(jù)路基施工指導(dǎo)意見(jiàn)，我部已經(jīng)完成該段落中部填土施工到93區(qū)NO.5，碾壓完成并報(bào)檢合格。

（c）計(jì)算材料用量。根據(jù)試驗(yàn)段填筑層的寬度、長(zhǎng)度、厚度，計(jì)算需要的混合料數(shù)量（壓實(shí)厚度初定為30㎝，松鋪系數(shù)初定為1.26，松鋪厚度為37.8㎝）。結(jié)合料場(chǎng)的含水量和運(yùn)輸車(chē)輛噸位，計(jì)算每車(chē)礦渣的堆放距離。

（二）施工方法

嚴(yán)格遵照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》及下發(fā)的技術(shù)文件執(zhí)行，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)施工，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)質(zhì)量控制。

（1）對(duì)該段落填筑前初步碾壓，恢復(fù)中樁，測(cè)量現(xiàn)有高程。

（2）根據(jù)現(xiàn)有高程放出坡腳線(xiàn)（含路基填筑超寬碾壓的30cm），采用料場(chǎng)同種料源首先掛線(xiàn)培出路槽，同時(shí)根據(jù)計(jì)算的每車(chē)礦渣量在路基上用石灰打出網(wǎng)格。

（3）根據(jù)計(jì)算堆放距離進(jìn)行試驗(yàn)段調(diào)土，運(yùn)輸車(chē)將料源運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)用裝載機(jī)，挖掘機(jī)二次摻灰翻拌打堆。

（4）粗平用推土機(jī)將土石混合料進(jìn)行攤鋪，用挖掘機(jī)配合推土機(jī)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(jìn)行高程測(cè)量，檢驗(yàn)填筑層的松鋪厚度，看是否符合預(yù)計(jì)要求。

（5）精平粗平后，用羊角碾碾壓四遍，四遍之后用平地機(jī)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(jī)施工困難加大）

（6）碾壓整型、精平后，進(jìn)行碾壓。在進(jìn)行碾壓時(shí)遵循先輕后重、先慢后快、先外后內(nèi)的原則，碾壓時(shí)，保證輪跡重疊1/2輪寬。先用羊角碾振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)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(jī)精平一次，后用光輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)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(jī)1/2錯(cuò)輪碾壓一遍，壓路機(jī)行走速度1.5km/h。碾壓過(guò)程中必須用小石塊或石屑填縫，碾壓過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)碾壓路基的沉降，當(dāng)三輪壓路機(jī)碾壓完成之后進(jìn)行壓實(shí)后高程測(cè)量，終止碾壓，計(jì)算實(shí)際壓實(shí)松浦系數(shù)為1.276。

四、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1 廢渣中的石料強(qiáng)度不少于15MPa，并將石料含量控制在60%以?xún)?nèi)；石料最大粒徑不得超過(guò)壓實(shí)厚度的2/3，且粒徑2cm～15cm控制在20%～40%，超過(guò)的應(yīng)清除，廢渣摻灰混合料應(yīng)為石料和天然風(fēng)化巖的混合物，不得摻有其它雜質(zhì)（如樹(shù)根、草皮、腐質(zhì)土等）。

2 廢渣摻灰混合料填筑寬度每側(cè)應(yīng)在設(shè)計(jì)寬度值的基礎(chǔ)上寬出填筑層設(shè)計(jì)寬度30cm～50cm，壓實(shí)寬度不小于設(shè)計(jì)寬度，全范圍內(nèi)平整碾壓。

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

4 羊角碾與振動(dòng)光輪進(jìn)行碾壓時(shí)，重疊1/2～1/3輪寬，前后區(qū)段應(yīng)重疊并超過(guò)兩段接縫處。

5 碾壓速度的控制：羊角碾行進(jìn)速度小于2.5km/h，振動(dòng)光輪壓路機(jī)速度為4km/h。

6 碾壓時(shí)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(xiàn)段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)。

7 路基填筑必須保證平整，確保全面壓實(shí)。防止凹凸不平，形成集水，影響路基。

8 該項(xiàng)目路線(xiàn)長(zhǎng)，路基施工是分段施工，在兩段交接（包括標(biāo)段連接處），若填筑時(shí)間不同，先填筑路段應(yīng)按1∶1的坡度分層留臺(tái)階，若兩個(gè)地段同時(shí)填筑，應(yīng)分層相互交疊銜接，其搭接長(zhǎng)度不得小于1.2m～1.5m。

9 路基施工中加強(qiáng)對(duì)沉降及位移的觀測(cè)，本標(biāo)段軟基路段較長(zhǎng)，點(diǎn)位多，施工中加強(qiáng)沉降及位移觀測(cè)，以控制填筑速率。便道側(cè)為了防止車(chē)輛擠壓位移樁，對(duì)位移觀測(cè)樁要做好保護(hù)或警示標(biāo)志，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，以指導(dǎo)施工。沉降觀測(cè)采用專(zhuān)門(mén)水準(zhǔn)點(diǎn)，雙面直尺觀測(cè)，沉降桿采用絲口套接，接桿長(zhǎng)度控制在25cm～30cm左右。

10 碾壓過(guò)程中要注意粗料多的地方及時(shí)用細(xì)料填隙補(bǔ)充以增加密實(shí)性，細(xì)料多的地方要及時(shí)用粗料填充，以增加強(qiáng)度，防止彈簧。

11 整平時(shí)平地機(jī)刮平次數(shù)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(shí)一定要注意碾壓順序、速度、重疊寬度，開(kāi)始時(shí)不宜太快，并且振壓時(shí)盡量采取倒退然后前進(jìn)的方法，禁止在碾壓好的土石混合料上轉(zhuǎn)彎、掉頭、剎車(chē)。

13 填筑路段表面灑水車(chē)灑水濕潤(rùn)，同時(shí)保持便道的清潔無(wú)灰層，保持良好的施工環(huán)境。

五、質(zhì)量驗(yàn)收

1 廢渣摻灰混合料填筑工程現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量按照灰土填筑壓實(shí)度要求灌砂檢測(cè)數(shù)據(jù)差值比較大，為了檢測(cè)路基的質(zhì)量是否滿(mǎn)足路堤填筑要求，在施工中采用同點(diǎn)測(cè)量沉降差的方法進(jìn)行控制，如圖2所示。

2 當(dāng)24t三輪壓路機(jī)最后碾壓后基本無(wú)明顯沉降，可以從數(shù)據(jù)分析表中看出路基已達(dá)到密實(shí)程度。路基填筑至路床底時(shí)測(cè)其彎沉值，保證路床頂96區(qū)彎沉達(dá)到設(shè)計(jì)要求值。

六、實(shí)施效果及結(jié)論

從試驗(yàn)段的結(jié)果來(lái)看，試驗(yàn)段的料源控制不均勻，石塊粒徑偏大，這是廢渣摻灰填筑過(guò)程中最大的難點(diǎn)，處理不好，費(fèi)時(shí)費(fèi)機(jī)械。由于摻灰有效的控制了廢渣混合料的含水量，通過(guò)機(jī)械合理的搭配，取得了良好的壓實(shí)效果。通過(guò)試驗(yàn)段的實(shí)施，目前已確立了廢渣摻灰混合料的碾壓遍數(shù)、松鋪厚度及壓實(shí)系數(shù)、碾壓工藝等一系列工藝參數(shù)與操作方法，同時(shí)施工過(guò)程中出現(xiàn)的不足之處在今后施工過(guò)程中將逐步改進(jìn)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(shí)現(xiàn)沿線(xiàn)區(qū)域的土石方最大平衡，實(shí)現(xiàn)土地資源零占用，同時(shí)也減少遠(yuǎn)距離土石方運(yùn)輸能耗及排放，認(rèn)真貫徹了江蘇省率先在全國(guó)開(kāi)展綠色循環(huán)低碳交通示范省份建設(shè)的偉大目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，JTG F80/1—2004.

[2]周志軍.土石混填路基壓實(shí)質(zhì)量控制方法研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2006.