曹珊珊，張 雷，馬 勇

(1.龍建路橋股份有限公司國際公司,黑龍江 哈爾濱 150090;2.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070；3.龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

1 尾礦石的應(yīng)用現(xiàn)狀

在礦區(qū)，由于采煤生產(chǎn)得到的尾礦石數(shù)量較大，卻不能作為建筑材料使用，造成極大浪費(fèi)。國道集賢至當(dāng)壁公路雙鴨山(尖山區(qū))至寶山段改擴(kuò)建工程位于黑龍江省雙鴨山市境內(nèi)，作為礦區(qū)在道路工程中主要應(yīng)用各種尾礦來代替碎石做路面基層，對當(dāng)?shù)氐奈驳V資源加以利用。

國外近年來對尾礦石處理及對在道路路基及路面基層中的應(yīng)用總結(jié)，形成了較為系統(tǒng)的研究理論，并充分運(yùn)用到施工實(shí)踐中。在國外主要采用化學(xué)中和法、物理隔離法、表面固化法等手段對道路工程的尾礦石進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。國內(nèi)在尾礦石作為道路基層材料使用時(shí)，通過摻加外加劑和水泥用以提高水泥穩(wěn)定尾礦材料的早期強(qiáng)度。尾礦石在道路基層中的應(yīng)用可以降低道路施工成本，減輕了尾礦石在自然放置時(shí)所造成的生態(tài)環(huán)境污染和對生物體的傷害。

2 摻加尾礦石的水泥穩(wěn)定碎石基層技術(shù)應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

(1)施工現(xiàn)場準(zhǔn)備：下承層驗(yàn)收，在開工前重新進(jìn)行清理。

(2)材料準(zhǔn)備：包括碎石、尾礦石、水泥等。

(3)設(shè)備準(zhǔn)備：對拌和站設(shè)備進(jìn)行檢修、調(diào)試；運(yùn)輸車輛保證完好、不漏漿；壓實(shí)機(jī)具、攤鋪機(jī)等設(shè)備及時(shí)進(jìn)行檢查、調(diào)試。

(4)技術(shù)準(zhǔn)備：對水泥、粗集料、細(xì)集料等原材料進(jìn)行試驗(yàn)；做好摻加尾礦石混合料的配合比組成設(shè)計(jì)；進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度試驗(yàn)，測定最佳含水量，做好試驗(yàn)段施工方案及試驗(yàn)段技術(shù)交底工作。在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，通過采取控制水泥用量，調(diào)整粗集料、細(xì)集料用量等措施以減少水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層裂縫的產(chǎn)生。

2.2 混合料拌和

(1)混合料水泥、集料的摻配比例根據(jù)配合比組成設(shè)計(jì)確定，明確各材料倉上料速度。尾礦石通過二次加工篩分集料，重點(diǎn)做好混合料組成設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度及最佳含水量等。

(2)拌和機(jī)采用800型穩(wěn)定土拌合機(jī)進(jìn)行拌合，并采用二次振動(dòng)拌和。拌合站根據(jù)基層材料設(shè)置冷拌料倉。經(jīng)過調(diào)試，計(jì)量準(zhǔn)確，能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)試驗(yàn)員在拌和站對水泥劑量進(jìn)行滴定，按施工配合比及時(shí)調(diào)整，達(dá)到要求。對拌合站含水量進(jìn)行控制，根據(jù)材料運(yùn)距、施工現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整，使其超過最佳含水量1～2%。拌合機(jī)出料前根據(jù)摻加尾礦石的混合料級配對拌合場的材料進(jìn)行篩分并進(jìn)行微調(diào)整。

2.3 施工過程

(1)施工放樣

根據(jù)基層、底基層厚度及施工經(jīng)驗(yàn)測放兩側(cè)鋼絲線高度，通過試驗(yàn)路段確定水泥穩(wěn)定碎石的松鋪厚度。對攤鋪機(jī)攤鋪偏差進(jìn)行控制，攤鋪3 m后，在鋼絲線兩側(cè)掛線進(jìn)行檢查厚度檢查，發(fā)現(xiàn)偏差后調(diào)整攤鋪機(jī)感應(yīng)器手柄，加強(qiáng)攤鋪厚度控制。

(2)混合料運(yùn)輸

根據(jù)混合料運(yùn)距合理配備運(yùn)輸車量，以確保攤鋪機(jī)連續(xù)攤鋪，保證基層的平整度和減少裂縫。

(3)混合料攤鋪

在混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)面前下承層采用灑水車將表面灑水濕潤，防止因下承層吸收混合料中的水分導(dǎo)致與基層結(jié)合不良好。采用一臺攤鋪機(jī)進(jìn)行混合料攤鋪，防止混合料離析。配備2名測量人員，在攤鋪機(jī)前負(fù)責(zé)高程放樣，攤鋪后及時(shí)進(jìn)行標(biāo)高復(fù)核，控制鋪筑材料厚度。

(4)碾壓

通過試驗(yàn)路段確定對摻加尾礦石的基層混合料施工碾壓程序及碾壓遍數(shù)。碾壓應(yīng)根據(jù)古方要求的程序控制壓路機(jī)壓實(shí)遍數(shù)。碾壓后試驗(yàn)員根據(jù)確定的最大干密度和現(xiàn)場含水量及時(shí)測定壓實(shí)度。壓路機(jī)振壓時(shí)，壓路機(jī)應(yīng)先啟動(dòng)靜壓后再進(jìn)行振壓；停振后靜壓一定距離后壓路機(jī)才可以停機(jī)，防止起振過振、停振擁包的現(xiàn)象。

(5)平整度控制和接頭處理

壓路機(jī)壓實(shí)后采用6 m鋁合金直尺進(jìn)行平整度測量，對不符合要求的及時(shí)進(jìn)行處理。橫向接頭采用垂直銜接，采用厚木方或模板對接頭進(jìn)行封堵，并用直尺進(jìn)行檢驗(yàn)，對碾壓完成后標(biāo)高不符合部分掛線清除。

(6)檢測

隨時(shí)進(jìn)行行壓實(shí)度的跟蹤檢測，底基層、基層的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測試在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

(7)養(yǎng)生及交通管制

碾壓結(jié)束后，應(yīng)立即采用保水養(yǎng)生膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，條件不符合時(shí)采用土工布或草袋覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生期不少于7 d。覆蓋后灑水車灑水養(yǎng)生。對養(yǎng)生區(qū)及非養(yǎng)生區(qū)設(shè)立標(biāo)識牌，禁止車輛在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)通行。

3 混合料質(zhì)量控制重點(diǎn)

3.1 原材料的檢測

在石場對原材料進(jìn)行檢測，嚴(yán)格控制試驗(yàn)指標(biāo)，杜絕各項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)的材料進(jìn)場使用；在拌和站試驗(yàn)人員對尾礦石材料進(jìn)行綜合指標(biāo)測定。

3.2 配合比驗(yàn)證

委托有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行理論配合比試驗(yàn)，試驗(yàn)人員根據(jù)理論配合比確定合理的施工配合比，并做好試驗(yàn)段數(shù)據(jù)收集。

3.3 拌和站生產(chǎn)要素控制

委托有資質(zhì)的檢定單位進(jìn)行校驗(yàn)、檢定上料口的電子秤，保證電子計(jì)量儀器的準(zhǔn)確性。拌和站安裝后進(jìn)行試生產(chǎn)，并根據(jù)施工配合比確定拌和站設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)，對拌和站配套設(shè)施進(jìn)行調(diào)整，保證拌和過程中設(shè)備、人員的熟練操作和應(yīng)對突發(fā)情況的技能掌握。

3.4 施工過程控制

(1)尾礦石混合料拌合過程控制

混合料的拌合作為基層施工質(zhì)量關(guān)鍵要素，每個(gè)環(huán)節(jié)必須設(shè)置專人控制。每作業(yè)班次生產(chǎn)的混合料必須經(jīng)試驗(yàn)人員檢測合格后，方可出場。對于水泥劑量不準(zhǔn)確、含水量過大過小的混合料禁止離場。開機(jī)前3車料必須對混合料增加檢測頻率，防止剛開機(jī)混合料生產(chǎn)不穩(wěn)定出現(xiàn)不合格材料。

(2)施工現(xiàn)場過程質(zhì)量控制

下承層及時(shí)灑水濕潤；攤鋪機(jī)攤鋪厚度根據(jù)試驗(yàn)段高度進(jìn)行調(diào)整，熨平板仰角值根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行設(shè)定；壓實(shí)機(jī)具組合及壓實(shí)遍數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)段數(shù)據(jù)要求。

4 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 技術(shù)性分析

(1)尾礦石通過二次加工篩分集料，級配可控，壓碎值強(qiáng)度高，含泥量小。

(2)在水穩(wěn)級配碎石基層施工時(shí)，其摻量在20%左右，水泥摻量比設(shè)計(jì)摻量下浮0.6%，所制作的試件具有保水性強(qiáng)、集料級配均勻、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度高等特點(diǎn)，施工現(xiàn)場在齡期內(nèi)均能取出完整芯樣。

(3)經(jīng)摻加尾礦石后，水泥穩(wěn)定級配碎石基層、底基層具有早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度穩(wěn)定，提高了基層、底基層整體強(qiáng)度，可以優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)層整體性能。

(4)對水泥穩(wěn)定尾礦石基層、底基層進(jìn)行質(zhì)量檢測，其結(jié)果彎沉值較小，可有效提高半基層承載能力。

4.2 經(jīng)濟(jì)性分析

(1)能充分利用當(dāng)?shù)赜行зY源、降低了工程成本。

(2)在水穩(wěn)級配尾礦石碎石底基層施工中，采用20%尾礦石作為集料，尾礦石碎石到場單價(jià)為35元/m3，普通碎石到場價(jià)為60元/m3，用量10 000 m3的混合料可節(jié)約10萬元。結(jié)果分析可見通過尾礦石的利用，即有效利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有資源，還可以節(jié)約基層施工成本。

5 結(jié) 語

近年來隨著對綠色施工的深入研究和應(yīng)用的高質(zhì)量發(fā)展，環(huán)境保護(hù)越來越受到人們的重視，發(fā)展尾礦石等非活性摻合料對推動(dòng)綠色基層施工的可持續(xù)發(fā)展能力具有重要作用,因此，在國道集賢至當(dāng)壁公路雙鴨山(尖山區(qū))至寶山段改擴(kuò)建工程建設(shè)中，因工程建設(shè)需要，針對尾礦石的組成情況和分布特點(diǎn)，對尾礦資源及其應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)分析，通過對尾礦石作為基層、底基層原材料的研究，把尾礦石做為基層材料應(yīng)用的新資源，為尾礦石基層、底基層生產(chǎn)和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)要點(diǎn)，同時(shí)為生態(tài)恢復(fù)和資源綜合利用作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。