隧道洞渣是指隧道掘進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展和對環境保護的重視，隧道在山區高速公路中的比重越來越大，部分新建的山區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，又影響了環境，有時因處置不當還會形成安隱患。2016年，交通運輸部印發了關于實施綠色公路建設的指導意見，要求公路建設要“零棄方、少借方”，要將傳統做法中的棄土加以保存和利用，變廢為寶。近年來，由于高速公路路網建設的深入推進和河砂資源分布不均，河砂已滿足不了工程建設的需要，工程中就地取材加工機制砂應用于高速公路建設已成為發展的然趨勢。在高速公路隧道洞渣生產砂石料方面積累了多年經驗。

握了隧道洞渣的資源化利用技術，該技術可避免隧道洞渣廢棄占用土地和對生態環境的影響，同時可節約工程的投資。

某隧道洞渣加工利用于路面材料技術應用隧道進、出口洞渣以花崗巖為主，也含有少許安山巖、玄武巖。通過對洞渣進行反復試驗、驗證，可以作為碎石加工原材，巖石力學性能見表１。本標段在隧道進、出口各設置洞渣加工區。隧道洞渣通過二次加工后產生的碎石，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用于生產砂石料，剩余10萬t用于該隧道進出口段路基填筑，從而實現該隧道洞渣“零棄方”。結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（其中機制砂40%，碎石60%）。依據產能需求，選擇的主要破碎機設備為：破碎采用1臺PE900*1200顎式破碎機，二級破碎采用2臺PFC1412液壓反擊式破碎機，三級破碎采用１臺S-10制砂機。采用干法生產機制砂，加裝布袋除塵工藝進行加工過程的除塵和石粉含量的控制。

PFC液壓反擊破在維護方面的設計更為科學、合理、自動化程度高，設計人性化。維護保養及檢修工作只需要2 名工人變可以輕松完成。相比之下，內其他設備則需要至少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出更多終產品以及實現更低的循環負荷，PFC1412液壓反擊破具有大傾角給料特性。這樣，可使物料深入轉子中且排料曲線受板錘磨損的影響更小，從而持續獲得更一致的終產品。PFC1412液壓反擊碎石機的給料口大可達500 mm，且可配備一臺單驅動160kW電機。板錘的廣泛選擇性了客戶擁有適當的破碎工具，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品中簡單的固定系統，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。

加工場地布設時主要考慮了以下幾點：

（１）盡量保護土地資源，避免新征臨時用地；

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

（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于距離隧道進口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高（剩余96區尚未施工）再進行設備安裝。

為加工的質量，從以下幾個方面加強了加工質量控制。

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

（２）對洞渣進行晾曬。在隧道洞口設置洞渣場，將開挖出的洞渣先運輸至此進行晾曬，待曬干后用挖掘機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砂石料而導致的質量波動。

（３）場地與道路硬化。洞渣運輸道路和加工場地先采用壓路機壓實，然后鋪筑20cm厚級配碎石層，避免了加工過程中運輸車輛、裝卸設備將泥土帶入。

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

（５）定期檢查維修設備。堅持每天定期對加工系統的有關設備進行檢查，對破碎機易損件、振動篩、除塵器布袋完好性等進行檢查，發現問題及時修復，這些設備處于正常工作狀態。

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

（７）加工質檢系統。建立了隧道洞渣加工機制砂質檢系統，每天開始生產時在皮帶取樣檢驗砂石料級配、石粉含量、細度模數，當這些指標出現大的波動時立即停機檢查，排除故障后再重新開機。

 隧道洞渣砂石料工程應用

砂石料性能

經檢測，采用該隧道洞渣加工的砂石料無堿活性，相關性能見表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%，單級大壓碎指標值不大于25%，ＭＢ值小于1.4時石粉含量不大于10%）。

經濟效益

將隧道洞渣用于加工砂石料，其加工成本主要為加工能耗、人工和加工設備的折舊費用。將隧道洞渣加工砂石料與遠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，機制砂8.03萬t），由分析可見，應用18.38萬ｔ隧道洞渣加工砂石料可直接節約投資1447萬元。

環境效益

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

通過隧道洞渣加工砂石料及其用于高速公路建設實踐，得出以下結論。

（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境。實現隧道洞渣的資源化利用是建設綠色公路的然要求。

（２）選擇的三級破碎工藝（破碎PE900×1200顎式破碎機，二級破碎PFC1412液壓反擊式破碎機，三級破碎S-10制砂機）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，可采用布袋除塵方式進行機制砂石粉控制。

（４）結合隧道洞渣的特點，需從源頭控制洞渣、晾曬、場地與道路硬化、場地排水、及時轉運成品、定期檢查檢修設備等方式加強質量控制。宜采用級配、石粉含量、細度模數等３個指標作為隧道洞渣生產機制砂控制指標。

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

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