尾矿砂代替粉煤灰在高速公路底基层施工中的应用实践

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摘要:为了研究尾矿砂代替粉煤灰作为路面底基层填料的可行性，选择了溧马高速公路附近的尾矿库的尾砂作为原料进行路面底基层填筑试验段，通过试验分析，认为尾矿砂在路面底基层上的利用不仅可以变废为宝、降低高速公路造价，对美化环境、防止污染也起到巨大作用。

关键词:尾砂、路面底基层、综合利用、环境保护

Abstract: In order to study tail sand instead of fly ash as pavement subbase packing feasibility, chose Li horse near the highway of CPB tailings as a raw material for pavement subbase filling test section, through the test and analysis, we believe that tail sand in the pavement subbase of use can not only make the highway, reduce the cost, to beautify the environment, prevent pollution also play a great role.

Keywords: tailings, Pavement subbase, comprehensive utilization and environmental protection

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：

1、前言矿石选矿过程中有的需要加入药剂，这些药剂会残留在尾矿中。尾矿所含重金属离子，甚至砷、汞等污染物质，会随尾矿水流入附近河流或渗入地下，严重污染河流及地下水源。自然干涸后的尾砂，遇大风形成扬尘，吹到周边地区，对环境造成危害。尾矿的主要组分是富含SiO2、Al2O3、CaCO3等资源的非金属矿物，尾矿综合利用不仅有利于提高资源综合利用率，减少占用土地，保护环境，也是消除尾矿库安全隐患的治本之策。

2、材料的来源：在溧马高速公路江宁段LM-6标路基附近有一尾矿库，尾矿砂是某选矿厂的废弃物。该厂尾矿砂排放量逐年增加，如不加以治理，将占用土地、污染环境，并耗用大量的处理费用。如何吃掉尾矿砂，使之变废为宝，是本研究的中心课题。

由于粉煤灰价格偏高，而该段现有的尾矿砂类似于细砂土与粉煤灰土之间，如果能充分地利用好该尾矿砂，不仅可以降低成本，对美化环境、防止污染也起到巨大作用，基于以上原因，我们利用该尾矿进行了路面底基层试验段填筑。

该试验段我们按照路面施工技术规范及东南大学《溧马高速公路改良尾矿砂底基层填筑施工作业指导意见》进行施工作业。

一、试验段选址及选择试验段的目的

1、试验段选择：结合本工程目前现场实际情况，拟选取K37+680--K37+830右幅为底基层填筑试验段，试验段总长150米。

2、试验段目的

底基层全面开工前，根据土类性质和尾矿砂性质、压实机械条件，选择一定长度的试验段进行底基层填筑试验，以确定底基层填筑、压实、检测及包边土相关的施工工艺参数 ，用以指导改良尾矿砂底基层试验段的施工。

①确定混合料最佳摊铺层厚及松铺系数；

②确定最佳压实方法及合理的压实遍数；

③验证改良尾矿砂路面底基层填筑施工工艺。

根据东南大学试验所取得数据，该试验段拟采取混合料配合比为石灰：尾矿砂：粘土=8：（16～24）：68～76）。

3、试验段填料料选自K37+000处右侧石布岗尾矿砂，石灰等级不低于III级标准，包边土采用K37+100附近的挖方利用土方，尾矿砂采用自卸车拉运至现场试验场地，并按计算的间距标准堆卸。

二、施工过程总结

机械准备：振动压路机2台、三轮压路机2台、平地机1台、推土机1台。

1、施工条件：底基层施工前，路基层对表面平整、坚实、压实度、平整度、纵断高程、中线偏差、宽度、横坡度、边坡等各项指标进行了验收，另外对其弯沉进行了检测，所有指标达到规范要求。施工前，对下承层进行清扫，并适当洒水湿润。恢复施工段的中线，直线每20米设一桩。

2、材料的选取：（1）粘土：土在混合料中所占的比例较大，它起到混合料骨架作用。考虑混合料改性效果与施工便利，土质塑性指数宜在12~20之间，既容易满足改性混合料的强度要求，又满足施工的和易性。其中，土中15mm以上的土块不得大于混合料用土体积的5%。有机质含量＞10%的土不得使用。（2）石灰是底基层改性混合料的主化剂，因此对石灰的品质有较高的要求。石灰中有效钙镁含量生石灰不小于70%，消石灰不小于55%。石灰在规定的场地进行消解，消解过程中严控消石灰的含水量，严防有“夹生”和“过湿”现象，对于每批使用前的石灰需报试验检测人员验收合格后方可使用。

3、尾矿料：根据化学成分分析，本工程中使用的尾矿料的化学成分中活性成分sio2等含量大于70%，和粉煤灰的化学成分类似。考虑尾矿料的颗粒组成大于粉煤灰，因此将尾矿料经过碾磨，粉碎之后使用较好。

（一）施工顺序和流程：

施工流程：测量放线填前碾压下层表面挖掘机装土（机械开采挖掘机装料）自卸汽车分运到填筑路段按方格卸土推土机摊铺、初平摊铺石灰、尾矿砂路拌机拌合人工整修、粗平检查摊铺厚度并调整、精平碾压。

1、备料与摊铺

根据松铺厚度计算每车混合料的摊铺面积，确定堆放密度。在填筑场地按照每车土方的数量及摊铺厚度，计算每车混合料的摊铺面积，首先路基宽度边缘处2m宽的素土，作为包边土，包边土上不允许摊铺尾矿砂，在中间土体上全幅打格摊铺尾矿砂、石灰。

2、拌合：三种料摊铺好后，先进行干拌，然后洒水至最佳含水量进行湿拌，利用铧犁进行翻拌1~2遍，拌合深度一定要达到稳定层，严禁有夹层，然后用路拌机进行拌合在拌合过程中应及时检查拌合深度，保证拌合的均匀性。

3、整平

混合料拌合均匀后，用平地机进行整平和整形，在平整过程中应避免薄层补贴，尽可能采用刮削平整，并检查控制标高和横坡。

初步整形后，检查混合料松铺厚度，必要时进行补料或减料，松铺系数经过试验段确定。然后用平地机、快速碾压一遍，以暴露潜在不平整区域，再重复上面的步骤。

4、碾压

采用振动压路机先轻压一遍，平地机精平后，采用振动压路机强振2遍，再采用三轮压路机碾压2~4遍，最后采用振动静压收光。碾压约3~4遍基本成型后再用振动压路机静压收光，碾压完成后，检测压实度效果>96%，达到预期效果。

（二）、试验段检测

1、碾压完成后，项目部现场进行压实后标高测量，共测量8个断面，松铺系数分别为：1.21、1.20、1.195、1.216、1.222、1.221、1.202、1.188平均为1.206.

2、压实度检测：振动2遍后检测2个点，压实度分别为90%、92%；又经过2遍振动碾压加三轮压路机静压2遍后检测4个点，压实度分别为97.6%、96%、96.4%、96.5%，满足要求。

3、无侧限抗压强度试验：

施工完成后，对于已成型的路段封闭交通，为保证路面强度，根据天气情况采用洒水养生进行养护，养护时间不少于7天，在养生期间始终保持路面处于潮湿状态。

为检测施工质量，根据有关部门要求，对10天龄期的底基层进行取芯试验，取芯结果密度、厚度和完整性符合要求，强度代表值1.9Mpa＞设计值0.8Mpa。

三、环境保护措施

为了确保施工的正常进行，我们采取以下了保护措施：

1、减少声音污染，降低施工噪声。

2、在居民区附近，夜间不安排噪声大的机械施工。

3、施工中，减少灰尘对周围环境的污染，装卸粉尘材料时采取洒水湿润或遮盖，防止沿途撒落和扬尘。

4、在施工中设置临时的施工废水汇集设施，防止污水直接排入河流和排灌系统中。

5、遵守国家《水土保护法》要求，严格执行水土保护的各项规定，施工中坚决节约用地、土石方、借、弃合理。

6、覆土封闭

由于尾矿砂潜在的对环境可能造成污染，在碾压完毕并经检测合格后，如遇下雨天气，于当天上土覆盖，并预留好双向横坡，双向横坡>1%，其上采用振动压路机静压一遍，达到包心的目的，尽可能减少尾矿砂污染环境的可能。

四、针对以上试验结果，我们经过认真总结，得出如下结论：

按设计配比施工的底基层无侧限抗压强度和压实度均符合设计要求，试验段是成功的，作为粉煤灰的替代品，可以用于底基层的施工，施工中要进一步做好环境保护工作，防止污染。

参考文献：

[1]、《金属尾矿综合利用专项规划（2010～2015年）》工信部联规[2010]174号

[2]、AQ2006-2005尾矿库安全技术规程 [S]

[3]、张保存，尾矿库尾砂综合利用生产实践，中国矿山工程[J]，2010，（39）

[4]、JTJ-034-2000公路路面基层施工技术规范

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