隧道弃渣用作路基填料应用研究.docxVIP

在路基挖方、隧道洞身开挖过程中通常会产生石渣和废弃物，如能在现场消化利用，经济效益相当可观。随着我国道路工程施工范围的扩大，山区道路施工中的隧道和挖方路基施工所占比重也逐步加大。项目挖方和隧道开挖过程中的石渣无法有效处理，不仅造成资源浪费，同时也对生态环境产生直接影响。同时，砂石资源紧缺的现象逐渐升级，愈发严重，一砂难求已成为普遍现象，对于许多建设工程来说是一场严峻的考验。将工程弃渣用于生产砂石骨料，既可对工程弃渣进行废物利用，减少污染，改善环境，又缓解了工程建设中砂石骨料供应不足的局面，达到了工程建设绿色环保的目的。目前关于弃渣的研究主要集中在弃渣场的防护方面，工程弃渣的回收利用研究较少。

本工程对国道109高速公路隧道开挖爆破过程中产生的弃渣石料利用情况进行研究，结合路基施工工程规范，对首段路基工程进行试验设计，制订落实了路基规范及图纸要求的施工流程及参数，选定满足施工条件的压实机械和设备，通过对填筑路基进行压实度、沉降差和孔隙率进行检测，石方填筑机械碾压压实质量及路基填筑基础稳定，并总结施工经验，以期为今后将隧道弃渣用于路基填筑提供可行性依据。

1?工程概况

1.1?试验段概况

项目为国道109新线高速公路工程十工区，全长10.582?km（清水互通、清水河大桥除外），起点清水1号隧道进口（达摩村）至终点灵山互通（齐家庄村），均在清水镇范围，单位工程有桥梁、隧道、路基、路面、防护、交安、绿化、机电等，其中桥梁8座，包括山洪沟中桥、三里沟大桥、大南沟大桥、齐家庄沟特大桥、碰水沟大桥、鹿鸣苑大桥、张家庄1号大桥、张家庄2号大桥；包含1座互通式立交：灵山互通；涵洞8座；隧道共2座，分别为清水1号隧道和清水2号隧道。桥梁包括PC现浇箱梁、装配式预应力混凝土组合梁、钢混组合梁。隧道单洞建筑限界14.25?m×5?m，为分离式隧道。

为了减少大量远程借土，基于环境保护和节约成本考虑，对该合同段隧道弃渣加以选择，用于路基填筑。选定路基填筑试验段位为AK?67+740–AK?67+940段（试验段设在清水镇杜家庄村地界路基红线内），全长200?m，路段最大填高6.8?m，此段路基作为桥梁梁场场地使用。选取该路段作为路基土石方填筑首段路基，首要原因是该路段所处地方的地质地貌具有代表性，与本标段绝大部分路段地质地貌相同，并且路段接近施工便道，便于施工组织。

1.2?工程地质条件

低山区地形切割强烈，地势起伏变化大。隧道沿线岩体节理裂隙发育，小角度穿越1条小断层，断层附近地表未表现出地层明显错位，大部分地段未见宏观断层踪迹。该段地质地貌为低丘沟谷，地表高程为651.100~658.700?m，高程差7.600?m，该段地层稳定且连续，无断裂构造。地质地表为碎石，碎石下面是1?m厚粉质粘土夹层，以下是约17?m厚碎石层，再向下是强风化泥和中风化灰岩层，岩层存在较发育裂隙。

1.3?试验材料基本性质

填筑材料为合同段隧道建设过程中产生的废弃石料，废渣主要是由强、中和微风化安山岩组成。试验时去除强风化安山岩，使用破碎机对隧道洞渣进行破碎。产生碎石直径主要有4种，分别是0~4.75?mm、4.75~9.5?mm、9.5~19?mm和19~37.5?mm，主要用在路基的路面基层、底基层等部位。填料尽量选择粒径30?cm以下的石料。路基填料路径控制在500?mm以内，应为层厚的2/3以内，设置15~20为不均匀系数控制数据。确定下路床以下400?mm内，选用直径大于150?mm的填料。

2?施工技术流程

通过对试验段进行施工，取得有关试验数据，包括最佳含水量、虚铺厚度、碾压设备选择和碾压遍数等，获得试验段总结及施工方案。

2.1?施工流程

工程施工工艺流程如图1所示。

图1?路基填筑施工工艺流程

2.2?施工方法

2.2.1?测量放样

按照设计图纸对线路中心控制桩点进行放样，并在现场做好复测和实地校核，增加中心控制桩点、水准标点，以满足和方便试验段施工需要，经检查合格后设置标志桩，标明路堤边界，每隔20?m设1桩，检查合格。

2.2.2?原地面清理

测量放线合格后开始进行原地面清理。清理范围为路基范围内30?cm厚的表层草皮和表土，使用机械并配合人工清理杂物，挖除树根、杂草，检查合格。

2.2.3?基底压实处理

原地面清理合格后进行坑洞、软土层处理或换填合格后用26?t压路机碾压合格，从边到中间、从低到高进行压实，碾压路基横坡为设计的3%，以便于排水。碾压时重叠1/3轮迹，压路机先静压1遍，再开启弱振行走2遍，最后4遍强振，收整静压1遍收光。压路机速度先慢后快，确定压路机工作行车速度为4?km/h，且无漏压、不留死角，最终做到表面平整且密实、无明显轮迹的效果，即为合格。

基底处理碾压达到试验要求参数后，采用试验（灌砂法）检测压实度，1?000?m2测2个