尾礦砂在高速公路路基填料中的應(yīng)用實(shí)踐

李貴文

摘 要：在高速公路建設(shè)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(wěn)定性，減少土地資源的破壞，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)，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(guān)鍵詞：尾礦砂 高速公路 路基填料 環(huán)境保護(hù)

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(huì)留在尾礦顆粒中。若不采取一定措施進(jìn)行處理，尾礦中所含有的重金屬離子，會(huì)隨著河水的沖刷進(jìn)入下游或滲入到地下，從而對河流資源和地下環(huán)境造成一定程度的污染。研究發(fā)現(xiàn)，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(huán)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(xiàn)代高速公路路基的現(xiàn)狀

研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)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(yùn)至現(xiàn)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(shí)度不滿足要求，易導(dǎo)致路基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。

1.1 路基沉降對公路質(zhì)量的嚴(yán)重影響

路基是公路的承重層，路基沉降對公路質(zhì)量存在嚴(yán)重影響。從技術(shù)層面來講，路基沉降造成大面積地基承重不均勻，連鎖反應(yīng)導(dǎo)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(yán)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(qiáng)度要求。而路基沉降導(dǎo)致路面產(chǎn)生較大的彎拉應(yīng)變，且所受應(yīng)力沿沉降范圍分布，路面整體受力不均勻。長期受較大應(yīng)力的部位容易被破壞，輕者裂縫，重者塌陷鼓包，導(dǎo)致公路使用壽命嚴(yán)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(fā)的路面裂縫、錯(cuò)臺(tái)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(shí)極易出現(xiàn)顛簸甚至側(cè)翻等危險(xiǎn)。

1.4 路面沉降對公路施工的危害

路基沉降不僅發(fā)生在竣工后公路使用時(shí)期，在公路施工過程中同樣可能發(fā)生。施工期間路基沉降必須及時(shí)進(jìn)行路基維護(hù)，更換路基材料、加大夯實(shí)力度等。這些都可能會(huì)導(dǎo)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(shí)發(fā)現(xiàn)，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(diào)料。下面為某高速公路工程路基施工中尾礦的應(yīng)用案例。

2.1 選取試驗(yàn)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(yàn)段，尾礦路基試驗(yàn)段總長度為150 m。

2.2 設(shè)置試驗(yàn)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(yàn)段，對試驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)況模擬小規(guī)模施工，依據(jù)施工場地施工作業(yè)條件及尾礦砂性質(zhì)，試運(yùn)行路基填筑、夯實(shí)及壓實(shí)度檢測，以確定最佳施工工藝方案，指導(dǎo)后續(xù)施工。例如，通過試驗(yàn)段確定尾礦砂在該地域的最佳分層填料厚度、最佳壓實(shí)遍數(shù)和壓實(shí)方法。

根據(jù)試驗(yàn)所得到的結(jié)果為：當(dāng)尾礦中灰含量為5%左右時(shí)，碾壓強(qiáng)度最佳，因此在該工程尾礦調(diào)料路基施工中采用5%的石灰。

3 尾礦調(diào)料路基施工技術(shù)

在尾礦調(diào)料路基碾壓施工中需要用到以下大型機(jī)械：1臺(tái)振動(dòng)壓路機(jī)、2臺(tái)三輪壓路機(jī)、1臺(tái)推土機(jī)、1臺(tái)平地機(jī)。

3.1 施工順序和流程

施工順序如下：路基邊界測量→壓實(shí)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(zhì)量→輾壓至滿足要求。

（1）尾礦砂填料過程。路基邊緣處應(yīng)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(jù)試驗(yàn)段得到的松鋪厚度進(jìn)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(jī)現(xiàn)場拌合兩遍，確認(rèn)拌合均勻。

（2）尾礦砂路基填料壓實(shí)過程。壓實(shí)過程應(yīng)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(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，尾礦砂路基填料含水量較高，加上石灰料的粘結(jié)性較強(qiáng)導(dǎo)致一些壓實(shí)方法和壓式設(shè)備的不適用，例如，三輪壓路機(jī)。此類路基壓實(shí)采用振動(dòng)壓路機(jī)輕壓一遍，路基基本平整后強(qiáng)震兩遍，再采用輪式壓路機(jī)壓實(shí)2～4遍。基本成型后再使用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓收光。最后進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)，壓實(shí)度>94%后，達(dá)到要求。

3.2 試驗(yàn)段檢測

（1）在試驗(yàn)段碾壓施工結(jié)束后，需要對碾壓質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)高測定，并計(jì)算出松鋪系數(shù)，根據(jù)規(guī)范要求，需要測量8個(gè)斷面的高程，其松鋪系數(shù)分別為：1.062、1.128、1.164、1.086、1.142、1.224、1.118、1.224，松浦系數(shù)平均值為1.144。

（2）壓實(shí)度檢測為振動(dòng)壓實(shí)2遍后，檢測兩個(gè)測點(diǎn)，其壓實(shí)度分別為92%、94%；然后又針對尾礦路基進(jìn)行三輪壓路機(jī)靜壓施工，并在2遍靜壓施工結(jié)束后，檢測4個(gè)點(diǎn)，其壓實(shí)度檢測結(jié)果為94%、98%、96%、98%，則符合規(guī)范對路基壓實(shí)度要求。

3.3 尾礦砂路基施工環(huán)境保護(hù)

尾礦砂在高速公路路基填料施工中的環(huán)境保護(hù)及污染防護(hù)措施。

（1）施工過程會(huì)產(chǎn)生噪聲污染，應(yīng)盡量避免晚間施工，降低噪聲影響，同時(shí)可采用噪聲量小的施工設(shè)備。

（2）由于施工材料限定，施工過程難免產(chǎn)生粉塵顆粒等污染，應(yīng)在裝卸石灰等粉末材質(zhì)物料時(shí)進(jìn)行遮蓋或?yàn)⑺櫡椒p少揚(yáng)塵。

（3）施工過程產(chǎn)生的廢水需進(jìn)入污水處理廠處理，嚴(yán)禁直接排放，污染水源。

（4）遵守國家環(huán)境法、土地法規(guī)定，節(jié)約用地，合理用地。

（5）路基施工結(jié)束后應(yīng)覆土封閉尾礦砂路基，預(yù)防對環(huán)境可能造成的污染。

4 結(jié)語

綜上所述，尾礦應(yīng)用到高速公路路基調(diào)料中，不僅可以很大程度上提高資源利用效率，減少環(huán)境污染，且可以減少尾礦堆積占地，實(shí)現(xiàn)尾礦變廢為寶。

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