張文俊，冉德欽，陳 朋，劉廣波，王 琳

（山東省交通科學研究院，山東 濟南 250031）

引言

近年來，我國高速公路路網建設發(fā)展已逐步完善，現今又迎來已建高速公路改擴建工程的建設熱潮，路基填筑需要大量的土方資源，建設過程中土源緊張是制約工程建設的一大難題。針對取土問題，將建筑廢渣、礦渣、煤矸石及其他工業(yè)廢渣等用于路基填筑的研究越來越多［1-2］。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的巖石，包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石［3-4］。

1 工程概況

京滬高速公路萊蕪至臨沂（魯蘇界）段改擴建工程施工一標段起點位于濟南市萊蕪區(qū)鳳城街道馬龍崮村東南，京滬高速公路與G22青蘭高速和S29京滬高速交叉的萊蕪樞紐互通立交，向南經萊蕪東樞紐互通立交和鋼城互通立交，路線全長30.018 km。主線按雙向八車道高速公路技術標準改擴建，設計速度為100 km/h，采用兩側拼寬方式擴建路段的路基寬度為42.0 m，采用單側分離加寬方式擴建路段新建一幅路基寬度20.75 m，利用既有公路改造一幅路基寬度20.75 m。

萊蕪地區(qū)傳統填料料源短缺，而項目填筑方量較大，見表1。

表1 路基主要工程量

調研發(fā)現萊蕪地區(qū)煤矸石料源充足，且當地煤矸石山對萊蕪市容影響較大，礦區(qū)煤矸石山堆積嚴重且已充分燃燒。目前項目共計填筑煤矸石305 500 m3。 經檢驗，拼寬煤矸石路基施工質量符合《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30—2015）和《公路路基施工技術規(guī)范》（JTG / T 3610—2019）要求，壓實效果良好，新舊路基銜接效果、整體性好，取得了巨大的經濟效益和社會效益。

2 經濟效益分析

目前，已填筑煤矸石路基體積約為300 000 m3，據此計算使用煤矸石代替素土或3%石灰土每填筑300 000 m3路基經濟效益。為簡化計算，不考慮土的松方系數，煤矸石松鋪厚度稍大于素土，施工成本較素土路基低廉，在此均不計施工成本。

2.1 填筑素土路基成本

根據施工合同，普通素土的單價為26元/m3，運費1.3元/（m3·km），按照10 km運距計算，則路基使用素土填筑所需要的成本為1 170萬元。

2.2 填筑3%石灰土路基成本

根據施工合同，3%石灰土的單價為38元/m3，則路基使用3%石灰土填筑所需要的成本為1 530萬元。

2.3 填筑煤矸石路基成本

因萊蕪地區(qū)煤矸石大量堆積，填筑路基所用煤矸石購置費為19元/m3，煤矸石就近取材，運輸距離為5 km，運價為1.3元/（m3·km），則路基使用煤矸石填筑所需要成本為1 170萬元。

2.4 節(jié)約土地增加的收益

項目沿線處在農田保護區(qū)內，征地取土困難，采用煤矸石填筑路基將節(jié)約大量土地，節(jié)約的土地按每畝每年獲得收益1 000元計算，按照借土填方挖深4.5 m計算，則采用煤矸石填筑路基每年可增加土地收益10萬元。

2.5 節(jié)約矸石山的維護費用

為減輕對環(huán)境的影響，管理單位需要對矸石山采取注水、滅火、封漿等措施進行處理，據統計，每年用于矸石山的維護費用約0.1元/m3，項目消耗的煤矸石每年可節(jié)約矸石山維護費用3萬元。

2.6 減少污染增加的農業(yè)收益

據相關資料，矸石山會對周圍半徑1 km內的土壤造成嚴重污染，如果矸石山按照圓形堆積， 300 000 m3煤矸石約可以堆起一個底面直徑為200 m， 高28 m的圓錐體，按照受污染土地每畝減產10%計算，消耗500 000 m3煤矸石每年可挽回農作物減產損失56.5萬元。

3 社會效益分析

煤矸石路基具有良好的使用性能，大量推廣可以提高煤矸石的使用率，減少煤矸石的堆存；將煤矸石封閉于路基中，可減少有害氣體排放，減少煤矸石對周邊環(huán)境污染，達到綠色施工的效果；國內煤矸石料源豐富，可大量用于路基填筑，減少耕地破壞、土地占用，減少征地矛盾，有利于社會和諧。

4 結語

項目采用煤矸石代替素土填筑300 000 m3路基，工程建設費用可節(jié)省405萬元，如采用煤矸石代替3%石灰土填筑300 000 m3路基，工程建設費用可節(jié)省765元，今后每年也將產生69.5萬元的間接經濟效益，而且也具有較高的社會效益。