废弃矿渣利用施工工艺
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摘要近年随着国民经济的的高速增长以及开采铁矿产业的蓬勃发展，高速公路以服务年限长、行车速度快、通行能力大、安全舒适好等特点获得快速发展。部分高速公路路线途经铁矿开采区域，废弃矿渣的各项技术参数不能满足高速路基的要求,目前国内对开采铁矿产生的废弃矿渣处理无成熟施工先例。若对废弃矿渣采用全部清除再逐层回填，无疑是路基处理中最彻底有效的处理方法，但这样施工成本将大大增加。废弃矿渣段处理不当直接影响高速路堤不均匀沉降和稳定性问题。本文从实际施工出发，论述了废弃矿渣利用施工技术工艺，施工简便，工艺过程清晰，可操作性强，降低了施工成本。
关键词 工艺原理工艺流程施工要点质量控制
1 工程概况
青州至临沭高速公路第九标段全线位于潍坊市临朐县境内，该项目是国家高速公路网长深公路和山东省“五纵连四横、一环绕山东”高速公路网之“纵二”东营港至临沂（鲁苏界）的组成部分，是山东省2010年交通远景规划目标和“十一五”期间重点建设的项目之一。合同工期为2009年4月至2012年2月。该项目地处临朐县沂山镇的原铁矿开采的重灾区，采矿后遗留的废弃矿坑、矿渣堆遍布主线及其附近，地面沟壑纵横、起伏很大。
2 工艺原理
根据矿渣堆埋深度进行部分矿渣清运，通过强夯施工可以有效加固剩余矿渣的承载力、密实度，有效加固深度为7米，然后再将废弃矿渣分层填筑路基，有效减小路基沉降量，具有施工工期短，施工难度小、效果好、速度快、费用低等特点。
3 施工工艺流程
废弃矿渣利用具体工艺流程为：施工准备测量放样矿渣清运布置夯点夯机就位点夯路基整平满夯清理整平强夯后路基检测矿渣分层回填。
4施工要点
4.1、矿渣清运方案
4.1.1矿渣清运或暂存位置的选择
根据设计要求及实际考察的情况，确定矿渣堆需要部分向路基外清运或暂存位置的路段，需要外运或暂存矿渣的位置可以采用临时用地的形式租用原挖出矿料的矿坑回填，或就近线外临时征地，矿渣运输完成后可以很快复耕，不影响当地百姓明年的春耕生产及种植。
4.1.2 矿渣的清运施工方案
对于需要清运部分矿渣的路段，按设计高程将多余矿渣就近清运出场地，并整平场地，划出强夯区域；对于不需要外运矿渣的施工路段，只需整平场地，划出强夯区域即可。
矿渣清运时首先要将运输路线划定，修好施工便道，施工运输车辆要按指定路线行驶。运输车辆在装运矿渣和倾倒矿渣时要有专人指挥，按指定区域倾倒。
4.2强夯施工方案
4.2.1施工准备
4.2.1.1本项工程开工前，将每台夯机作为一个施工小组，并单独编号，设专人负责，并将负责人的姓名和夯机编号写在黑板上挂在夯机明显处，以方便监理人员检查。明确责任分工，保证工程质量始终处于受控状态。
4.2.1.2在起重机臂杆或门架上采用明显标识标明不同的垂直高度；夯锤在使用前过磅称量重量和测量直径，夯锤锤底静压力必须满足设计要求，经监理人员认可后，在锤上做明显标记。满足上述条件后，夯机方可用于施工。
4.2.1.3在强夯前清理整平施工场地，保证机械通行顺畅及夯实效果，并要查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，以便采取措施避免因强夯施工而造成损害或破坏。
4.2.1.4在相应施工段落的前一天绘制施工图，标明夯击点编号后报监理工程师，并在现场采用石灰布点，测量场地高程。监理人员随后检查场地平整情况和复核点位（偏差≤5cm），并检查夯锤落距和吊臂的倾角以及记录表格、水准仪、标尺和计数器是否准备好，人员是否到齐。所有准备工作完成后，方可进行正式施工。
4.2.2 确定试夯参数
在强夯施工前，选择典型矿渣段落进行试夯，根据试夯确定的施工技术参数指导全线强夯施工。
⑴、第一遍主夯点48个，第二遍次夯点45个，根据现场记录统计，第一遍夯击7次的夯点数量最多共14处。第二遍夯击5次的夯点数量最多共21处。经计算夯点平均夯击次数为6.2次，夯点平均夯沉量为0.688m。
由此表明每点夯击9次基本能满足最后两次沉降量不大于5cm的止夯条件。
⑵、点夯完毕后，用1000KN•M低能量满夯，将场地表层松土夯实，推土机推平场地、压路机静压一遍后测量夯后矿渣堆顶面高程，计算原地面平均沉降。
⑶、满夯结束后，对夯后上部0-1.0m深部范围内每20cm一层采用灌砂法检测压实度.
根据试夯确定施工技术参数为：
1. 夯点布置：夯点布置采用梅花型布置，分两次布点，间距均为6米；
2. 第一遍点夯夯击9次时合格率为97.92%,第二遍点夯夯击9次时合格率为100%。点夯时主要以夯击次数9次作为现场止夯控制标准，同时满足最后两击平均沉降量不大于5cm的条件；
3. 夯击遍数：点夯根据夯点布置分两遍夯击，满夯两遍；
4. 间歇时间：在夯击完成后无渗水等不良现象，采用连续夯击。
4.2.3、强夯施工
4.2.3.1夯点放线定位：放出中桩和边桩，按中桩往两侧布点。以边长6米的正方形布置夯击点位，点位采用红布标出，用钢钉将其固定。
4.2.3.2对夯前上部0-1.0m深部范围内每20cm一层采用灌砂法检测压实度。
4.2.3.3起重机就位,使夯锤对准夯点位置,测量夯前锤顶高程。
4.2.3.4将夯锤起吊至预定高度，待夯锤脱钩，自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程；每一次夯击都要进行测量，记录测量数据计算夯沉量。根据现场测出前后两锤平均夯沉量不大于5cm，可以确定完成一个夯点的夯击。
夯锤对准夯点夯击误差不得大于15cm，夯完后检查夯坑位置，发现偏差和漏夯应及时纠正、补夯，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应用挖掘机或推土机及时将坑底整平，再进行下一次夯击。夯击过程中密切注意异常现象，如夯坑周围出现隆起、夯沉量异常等，应如实记录异常现象并报监理工程师，经查明原因后，进行处理。
4.2.3.5将设备移到下一点位，重复步骤3-4，完成第一遍主夯点夯击。
4.2.3.6用推土机推平后，布置第二遍次夯点。重复步骤3、4完成第二遍次夯点夯击。
4.2.3.7点夯完成后，用推土机推平场地。根据图纸要求，以相邻锤
印重合0.25D长度进行满夯两遍。满夯结束后测量场地高程，填写地面标
高变化值，经监理确认后，对场地进行平整和压实，达到规范要求的原地
面的各项指标要求，最终再次测量高程，以此作为路基填筑的起点计量标
高。
5质量控制
5.1 生产过程中的质量控制
5.1.1开夯前检查夯锤重和落矩，满足夯锤重15t(落距15m）、单击夯能2250KN•m要求；
5.1.2在每遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯锤对准夯点夯击误差不得大于15cm，夯完后检查夯坑位置，发现偏差和漏夯应及时纠正；
5.1.3检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量；
5.1.4在每一遍夯击完成后，每个路段按20%频率自检夯坑深度及夯点间距；强夯处理宽度按照每20m一断面的频率自检。以最后两击的夯沉量不大于5cm作为止夯条件；
5.1.5满夯后，对场地进行平整和压实，应达到规范要求的各项指标，并测量高程，并测量高程，填写地面标高变化；
5.1.6强夯施工完成后，通过标准贯入试验测试测量地基的夯后承载力是否达到设计220kpa要求。
5.1.7为了控制高填方路段路基沉降，保证路基工后稳定性，分别埋设沉降观测板和路基位移观测桩，进行沉降和稳定观测。
6 小结
通过在青临高速第九标段运用,制定了清运部分矿渣+强夯施工的处理施工方案，处理后经检测压实度、地基承载力、沉降值满足要求，达到了预期指标。施工后收到很好的应用效果，有效控制了路基沉降量，降低了工程造价，受到了业主等各方面的好评，同时废弃矿渣的再利用，有效解决了当地废弃矿渣的处理，有利于当地环境保护，增加的社会效益不可估量。