周艦航
(黑龍江省龍建路橋第六工程有限公司,黑龍江 哈爾濱 150009)
雞西地區(qū)是重要的煤炭生產(chǎn)地,廢棄煤矸石資源豐富,煤矸石是在采煤過程中和洗煤時產(chǎn)生的廢棄產(chǎn)物,目前已成為中國產(chǎn)生和排放最大的固體工業(yè)廢棄之一。煤矸石堆積,造成我國土地資源嚴重浪費,對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成嚴重影響。隨著公路綠色施工理念的不斷提高,筑路材料選擇方面,既要求最大限度地發(fā)揮經(jīng)濟效益,又要求融合綠色建設理念,利用符合技術指標的煤矸石作為公路工程填筑材料,應用前景廣闊。
工程項目所在地區(qū)為嚴寒區(qū)域,施工線路處于山嶺交匯區(qū),屬低山至河谷過渡帶。由于雞西市地貌高低相間,路線起伏較大,多在山谷中伴隨著穆棱河的支流,局部地表上常年或季節(jié)積水,造成該項目在特殊的地基建設中面臨著季節(jié)性凍土,濕地,水田,溝渠淤泥和采空區(qū)。
所謂煤矸石處理特殊地基就是利用過火煤矸石和砂礫的透水性、水穩(wěn)定性和材料強度,采取置換工藝進行特殊地基處理的方法。本技術采取過火煤矸石和砂礫交替回填,通過利用過火煤矸石替代砂礫處理特殊地基,采用砂礫作為隔離層與排水墊層,隔絕空氣與換填煤矸石的接觸,利用其透水性和水穩(wěn)定性的同時,降低其氧化的過程,使處理后的地基成為路基填筑堅實和穩(wěn)定的基礎。
本工藝適用于季節(jié)性凍土、濕地、水田及水溝淤泥質(zhì)粘土的特殊地基施工。
(1)采空區(qū)注漿處理采空位置。路基下方加設土工格柵,加強路基的整體性,然后采用強夯對路段進行夯擊,直至滿足設計要求為止。
(2)試驗室采用水中重法確定不同粒級的煤矸石密度曲線,以確定現(xiàn)場煤矸石孔隙率標準密度。將樣品篩分,分別做粗細集料的凍融循環(huán)試驗以及燒矢量試驗。試驗室對樣品檢測顆粒分析、塑性指數(shù)、強度試驗,檢測原材料指標是否滿足要求。
測量人員按施工圖紙要求放樣基槽寬度和深度。
在路基外側(cè)坡腳及占地界內(nèi),利用機械修建汽車便道及臨時排水溝。
基槽采用挖掘機開挖,待機械挖槽結(jié)束后,由人工進行基槽基底清理,并對基底含水率進行檢測。
填筑預置厚度煤矸石:基底檢測合格后,分層填筑預置厚度的煤矸石,填筑前應進行試驗段施工,得出數(shù)據(jù),正式施工時以試驗段為準,分層填筑的總厚度應不大于60 cm。
分層填筑、壓實每一層,并且嚴格按照“先靜后動,先輕后重、先邊后中、先慢后快、由弱振到強振”原則進行碾壓,避免現(xiàn)場發(fā)生漏壓情況,壓實遍數(shù)按照試驗段數(shù)據(jù)確定。因煤矸石與碎石級配相近,因此適用于以振動壓路機振壓為主要碾壓方式。
當進行填筑作業(yè)時,如多為粗集料,采用檢測沉降法控制每層的壓實質(zhì)量(粗集料過多不宜使用灌砂法)。即為沿路線方向縱向每隔20 m布設沉降觀測點,分別在道路中樁、距道路中樁8 m點、距填筑斷面邊1 m處,每斷面布設5點,從虛鋪記錄開始測量每遍碾壓高程變化,連續(xù)兩次觀測高程無明顯變化視為壓實完畢。如多為細集料,應采取灌砂法檢測,每層檢測8個點。
當特殊路基的換填厚度不到60 cm, 過火的煤矸石填入原地標高,排水沙礫墊層設于上層;當特殊路基的換填厚度超過60 cm時,每一個填筑階段的厚度都不大于60 cm,相鄰的過火煤矸石填土之間設置沙礫隔離層,厚度為20 cm,將煤矸石按照原地標高填筑,分層填筑、壓實砂礫隔離層和排水沙礫墊層,分層厚度為10~20 mm,其中排水沙礫墊層設置在上層。
分層填筑、壓實砂礫隔離層和排水沙礫墊層,砂礫隔離層及排水砂礫墊層,每層都要進行壓實度檢測(灌砂法)。
排水砂礫墊層鋪筑完成后,在其兩側(cè)進行反壓護坡道施工,反壓護坡道施工寬度與厚度需要大于1.5 m,護坡道位置應與路基坡腳緊密結(jié)合。
相較傳統(tǒng)的砂礫換填,在煤礦產(chǎn)區(qū)(及周邊)采用煤矸石作為填筑材料,其具有獲取容易及運輸費用均低于砂礫,因此降低了工程成本。煤矸石每層最大填筑厚度及工作面的穩(wěn)定度均優(yōu)于砂礫填筑相關參數(shù),因此填筑效率提高,因此降低施工成本。
作為一種特殊的地基處理材料,利用煤矸石的透水性替代砂礫進行換填處理,將廢棄物轉(zhuǎn)化為可利用資源,能夠大幅度減少砂礫的用量,減少河道采砂對自然生態(tài)環(huán)境的破壞,并解決了以往其作為廢渣堆放產(chǎn)生的污染,從而減少固體廢棄物堆放污染及揚塵造成的環(huán)境危害。展示了節(jié)材、節(jié)地、節(jié)能及環(huán)保的綠色施工理念。