在隧道施工中不可避免的要產生大量的洞渣。在洞渣質量有保證的情況下，采用洞渣制備砂石料將產生極大的經濟效益。洞渣的綜合利用也符合當前國家推行的綠色工程的政策。

1.洞渣制備砂石料工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

隧道圍巖類型及等級分析→洞渣及砂石供需分析→碎石場場地比選→碎石場機械設備選型→碎石場場地建設、機械設備安裝→砂石料質量檢測→機械設備調整。
 

2.2 操作要點

1）隧道圍巖類型及等級分析

隧道圍巖等級的高低決定圍巖完整性，但是圍巖的巖石種類才是決定是否能制備碎石的關鍵參數。圍巖等級主要由洞渣的破碎程度以及圍巖種類決定，圍巖等級低的洞渣不一定巖石強度低，圍巖等級高的洞渣不一定就滿足制備砂石料要求，實踐證明Ⅳ/Ⅴ級圍巖的玄武巖作為砂石料原料是可以滿足規范要求的。圍巖等級較高的頁巖、泥巖、泥質灰巖不適合作為原料來生產砂石料。

2）碎石場場地比選

碎石場位置應綜合分析原料來源以及拌和站位置后，在可利用的場地中選擇最佳位置。碎石場場地大小應考慮一定的成品料堆積場地以及洞渣堆積場地。

3）碎石場機械設備選型

石料的破碎應根據物料的性質、尺寸及需要破碎的程度來選用恰當的破碎方法。

對于堅硬物料的粗、中破碎，宜采用擠壓法；對于脆性和軟質的破碎，宜用沖擊法或劈裂法；對粉磨破碎一般采用磨削法和沖擊法；對于粘濕物料，如韌性物料采用磨削法或擠壓法。沖擊法應用范圍較廣，可用于破碎和粉磨。

對于粗碎階段，宜選擇顎式破碎機、旋回式破碎機等；對于中碎階段，選擇標準圓錐式破碎機、中型圓錐式破碎機、反擊式破碎機等；對于細碎階段，宜選擇短頭圓錐破碎機等；對于磨碎階段宜采用棒磨機、沖擊式破碎機等。

對于制備機制砂而言，細碎階段和磨碎階段可以合并為制砂階段，一般選用沖擊式破碎機即可。

4）碎石場場地建設

場地建設時應充分考慮砂石料及洞渣堆放問題，提前規劃好廠區車輛行走路線及調轉車頭位置，合理安排設備位置，充分利用現有的空間。上料平臺及洞渣堆積場地應高于生產設備平面6米左右。

2.隧道洞渣制砂應用實例

2.1 工程概況

某鐵路隧道正線全長25.52km，其中一段地表往下6米左右全部為玄武巖，整個工區隧道圍巖主要為玄武巖及灰巖可用棄渣充足，大約擁有40萬方可利用原石。碎石場地處其中一個進口，出口洞渣運距不到2公里，挖方原石運距不到1km，臨建水源，生產用水充足。（設備配置見表1）

2.2 碎石場砂石料生產控制及注意事項

1）考慮到隧道需要5~10碎石用于噴射混凝土，碎石按3級配設計，碎石尺寸分別為5~10mm，10~20mm，16~31.5mm，機制砂小于4mm。篩孔尺寸分別為4mm（鋼網篩），6mm（尼龍篩），12mm（尼龍篩），21mm（尼龍篩），32mm（鋼網篩）。
 

2）4mm篩以下為機制砂，為得到適宜的細度模數的機制砂，采取調整制砂機轉速（制砂機轉速為1200r/min），以及水洗設備出水量的方式控制機制砂粒型及石粉含量。

機制砂石粉含量為4~5%時細度模數為2.9~3.0。實踐證明，加大石粉含量可以降低細度模數，但是實際使用過程中，由于石粉較多，砂子粘性過大，配料斗下料困難，配料時需要人工清理下料。

因此保持機制砂石粉含量4~5%，細度模數2.9~3.0是一個較為合理的平衡點。此時的機制砂拌制出來的混凝土和易性良好，便于施工。

3）4~6mm碎石返回到制砂機中，降低5~10mm碎石中5mm以下顆粒，6mm篩上料為5~10mm碎石，12mm篩上料為10~20mm碎石，21mm篩上料為16~31.5碎石。

該套篩子出來的碎石比列約為5~10mm:10~20mm:16~31.5mm=3:4:5。5~31.5mm碎石施工配比為5~10mm:10~20mm:16~31.5mm=1:4:5。

由于噴射混凝土只使用5~10mm碎石，該施工配比基本和實際生產出來的各種碎石比列一直。基本杜絕了單一碎石過大的情況。

4）為保證砂石料質量，每月應對洞渣質量進行檢測，主要檢測洞渣巖石抗壓強度、軟化系數及吸水率。在圍巖發生明顯變化時，還應對洞渣的化學元素進行分析。

在生產過程中要注意清理洞渣中夾雜的軟弱顆粒以及其他雜物，保證成品碎石質量。給料口設置孔徑約為10厘米左右鋼網篩，可以極大降低碎石中軟弱顆粒含量，以及含泥量。篩下的細料可以作為路基填料。

合理利用隧道廢棄洞渣制備出符合規范要求以及實際使用需求的砂石料，解決當地砂石料資源匱乏的問題，節約棄渣場地，構筑綠色工程是未來的發展趨勢。