隧道洞渣是指隧道掘進(jìn)過程中開挖出來的石料廢渣。我地域廣闊，隧道開采巖石種類繁多、成分多變、品質(zhì)差異較大。砂巖洞渣是一種常見的隧道棄渣，在我四川、湖南、廣東、江西等地均有分布。隨著我高速公路的發(fā)展和對環(huán)境保護(hù)的重視，隧道在山區(qū)高速公路中的比重越來越大，部分新建的山區(qū)高速公路隧道占路線總長的比例已40％。這些高速公路隧道開挖過程中，不可避免地產(chǎn)生大量洞渣，由于受施工工藝、施工組織等因素的影響，大量隧道洞渣得不到合理利用，常常需要建設(shè)專門的棄土場來廢棄。洞渣廢棄既占用了土地資源，又影響了環(huán)境，有時因處置不當(dāng)還會形成安隱患。2016年，交通運輸部印發(fā)了關(guān)于實施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見，要求公路建設(shè)要“零棄方、少借方”，要將傳統(tǒng)做法中的棄土加以保存和利用，變廢為寶。近年來，由于高速公路路網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)和河砂資源分布不均，河砂已滿足不了工程建設(shè)的需要，工程中就地取材加工機(jī)制砂應(yīng)用于高速公路建設(shè)已成為發(fā)展的然趨勢。在高速公路隧道洞渣生產(chǎn)砂石料方面積累了多年經(jīng)驗。

握了隧道洞渣的資源化利用技術(shù)，該技術(shù)可避免隧道洞渣廢棄占用土地和對生態(tài)環(huán)境的影響，同時可節(jié)約工程的投資。

某隧道洞渣加工利用于路面材料技術(shù)應(yīng)用隧道進(jìn)、出口洞渣以花崗巖為主，也含有少許安山巖、玄武巖。通過對洞渣進(jìn)行反復(fù)試驗、驗證，可以作為碎石加工原材，巖石力學(xué)性能見表１。本標(biāo)段在隧道進(jìn)、出口各設(shè)置洞渣加工區(qū)。隧道洞渣通過二次加工后產(chǎn)生的碎石，有0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～37.5mm等4種碎石粒料，主要用于路面基層、底基層等部位, 該隧道開挖產(chǎn)生洞渣約35萬t。

綜合考慮該隧道洞渣利用，在80萬t洞渣70萬 t用于生產(chǎn)砂石料，剩余10萬t用于該隧道進(jìn)出口段路基填筑，從而實現(xiàn)該隧道洞渣“零棄方”。結(jié)合該隧道所在施工合同段混凝土總體需求，計劃加工時間為１年，加工砂石料總量按70萬t計（其中機(jī)制砂40%，碎石60%）。依據(jù)產(chǎn)能需求，選擇的主要破碎機(jī)設(shè)備為：破碎采用1臺PE900*1200顎式破碎機(jī)，二級破碎采用2臺PFC1412液壓反擊式破碎機(jī)，三級破碎采用１臺S-10制砂機(jī)。采用干法生產(chǎn)機(jī)制砂，加裝布袋除塵工藝進(jìn)行加工過程的除塵和石粉含量的控制。

PFC液壓反擊破在維護(hù)方面的設(shè)計更為科學(xué)、合理、自動化程度高，設(shè)計人性化。維護(hù)保養(yǎng)及檢修工作只需要2 名工人變可以輕松完成。相比之下，內(nèi)其他設(shè)備則需要至少4 名工人花費3 個小時左右才能完成同樣的工作量。為了提高破碎效率和產(chǎn)出更多終產(chǎn)品以及實現(xiàn)更低的循環(huán)負(fù)荷，PFC1412液壓反擊破具有大傾角給料特性。這樣，可使物料深入轉(zhuǎn)子中且排料曲線受板錘磨損的影響更小，從而持續(xù)獲得更一致的終產(chǎn)品。PFC1412液壓反擊碎石機(jī)的給料口大可達(dá)500 mm，且可配備一臺單驅(qū)動160kW電機(jī)。板錘的廣泛選擇性了客戶擁有適當(dāng)?shù)钠扑楣ぞ撸�而無論破碎物料的磨蝕性如何。的板錘鎖緊裝置是市場上同類產(chǎn)品中簡單的固定系統(tǒng)，組裝更快捷；而且即使在粗粒給料的情況下，也可使用帶有陶瓷插件的板錘。

加工場地布設(shè)時主要考慮了以下幾點：

（１）盡量保護(hù)土地資源，避免新征臨時用地；

（２）盡量將加工場地布設(shè)于隧道口與混凝土拌和站之間，避免洞渣和砂石料重復(fù)運輸；

（３）與附近居民居住點保持200m以上的距離，避免加工過程噪音及粉塵擾民；

（４）電力供應(yīng)方便，盡量加工成本。綜合考慮后，因地制宜地將洞渣加工砂石料場地布設(shè)于距離隧道進(jìn)口300m處的路基填方段，場地長約80m。為避免加工場地成為本路段的控制性工程，先將路基填筑至路下床底標(biāo)高（剩余96區(qū)尚未施工）再進(jìn)行設(shè)備安裝。

為加工的質(zhì)量，從以下幾個方面加強了加工質(zhì)量控制。

（１）從源頭洞渣。在隧道掘進(jìn)過程中，整體性好、性能滿足要求巖石用于加工砂石料。當(dāng)隧道施工進(jìn)入破碎帶、含泥地層、軟弱地層以及富水區(qū)段時，開挖的洞渣直接作為路基填料，不用于砂石料生產(chǎn)。

（２）對洞渣進(jìn)行晾曬。在隧道洞口設(shè)置洞渣場，將開挖出的洞渣先運輸至此進(jìn)行晾曬，待曬干后用挖掘機(jī)挑選片石裝車運輸至加工場用于加工，避免了因過濕洞渣直接用于生產(chǎn)砂石料而導(dǎo)致的質(zhì)量波動。

（３）場地與道路硬化。洞渣運輸?shù)缆泛图庸�場地先采用壓路機(jī)壓實，然后鋪筑20cm厚級配碎石層，避免了加工過程中運輸車輛、裝卸設(shè)備將泥土帶入。

（４）強化排水系統(tǒng)。加工場地場平按中間高、周邊低的原則進(jìn)行平整，并在周邊修建了排水溝，降雨能及時排除，避免降雨積水導(dǎo)致原材料和成品污染。

（５）定期檢查維修設(shè)備。堅持每天定期對加工系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查，對破碎機(jī)易損件、振動篩、除塵器布袋完好性等進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時修復(fù)，這些設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。

（６）及時轉(zhuǎn)運砂石料成品。將加工出來的機(jī)制砂和碎石及時轉(zhuǎn)運至混凝土拌和站或儲料場，砂石料成品堆高不過3m，避免出現(xiàn)顆粒離析。

（７）加工質(zhì)檢系統(tǒng)。建立了隧道洞渣加工機(jī)制砂質(zhì)檢系統(tǒng)，每天開始生產(chǎn)時在皮帶取樣檢驗砂石料級配、石粉含量、細(xì)度模數(shù)，當(dāng)這些指標(biāo)出現(xiàn)大的波動時立即停機(jī)檢查，排除故障后再重新開機(jī)。

 隧道洞渣砂石料工程應(yīng)用

砂石料性能

經(jīng)檢測，采用該隧道洞渣加工的砂石料無堿活性，相關(guān)性能見表2和砂級配圖2，砂石料性能與露天開采巖石加工的無異。對照《建設(shè)用砂》，該砂石料滿足Ⅱ類砂要求（空隙率不大于44%，單級大壓碎指標(biāo)值不大于25%，ＭＢ值小于1.4時石粉含量不大于10%）。

經(jīng)濟(jì)效益

將隧道洞渣用于加工砂石料，其加工成本主要為加工能耗、人工和加工設(shè)備的折舊費用。將隧道洞渣加工砂石料與遠(yuǎn)運砂石料成本對比分析見表3。目前已采用隧道洞渣加工砂石料18.38萬t（其中，機(jī)制砂8.03萬t），由分析可見，應(yīng)用18.38萬ｔ隧道洞渣加工砂石料可直接節(jié)約投資1447萬元。

環(huán)境效益

隧道洞渣加工砂石料實現(xiàn)了隧道洞渣的資源化利用，避免了建設(shè)棄土場來堆放洞渣導(dǎo)致的土地資源占用和對周圍環(huán)境的影響。避免了遠(yuǎn)運河砂或者開山炸石來生產(chǎn)砂石料，了高速公路施工的能源消耗和ＣＯ２的排放。具有顯著的環(huán)境效益。

通過隧道洞渣加工砂石料及其用于高速公路建設(shè)實踐，得出以下結(jié)論。

（１）高速公路隧道洞渣常常作為廢渣丟棄，既占用土地資源又影響環(huán)境。實現(xiàn)隧道洞渣的資源化利用是建設(shè)綠色公路的然要求。

（２）選擇的三級破碎工藝（破碎PE900×1200顎式破碎機(jī)，二級破碎PFC1412液壓反擊式破碎機(jī)，三級破碎S-10制砂機(jī)）可滿足隧道洞渣加工砂石料的需要。

（３）隧道洞渣加工砂石料宜采用干法生產(chǎn)，可采用布袋除塵方式進(jìn)行機(jī)制砂石粉控制。

（４）結(jié)合隧道洞渣的特點，需從源頭控制洞渣、晾曬、場地與道路硬化、場地排水、及時轉(zhuǎn)運成品、定期檢查檢修設(shè)備等方式加強質(zhì)量控制。宜采用級配、石粉含量、細(xì)度模數(shù)等３個指標(biāo)作為隧道洞渣生產(chǎn)機(jī)制砂控制指標(biāo)。

（５）通過加強質(zhì)量控制，隧道洞渣生產(chǎn)的砂石料性能可滿足建設(shè)用Ⅱ類砂要求的砂石料。將其用于高速公路建設(shè)是可行的。

（６）用隧道洞渣加工機(jī)制砂既消耗了隧道洞渣，又解決了高速公路建設(shè)用砂石料的難題，可以實現(xiàn)隧道洞渣資源化利用，節(jié)約了大量工程投資，且環(huán)保效益顯著。