高鐵和高速建設項目的隧道施工中不可避免的會產生大量的洞渣。在可行性前提下，利用隧道洞渣進行碎石加工，并應用于混凝土中，驗證自加工碎石進行混凝土拌制的可行性，并對項目混凝土配合比進行優化。

通過實際案例可以了解，合理利用隧道洞渣制備砂石可以有效緩解項目面臨的地材資源匱乏、運輸成本高以及自然生態等問題。

1.工程簡介

濟陽高速一部分位于河南省濟源市王屋鎮，工程主要以橋隧為主，隧道2座(焦樹坪隧道和太行隧道)，全長6176m(單洞)，占路線總長的85.5％，大橋2座(焦樹坪大橋和營盤河大橋)，全長991m(單線)，占路線總長13.7％，橋隧比合計99.2％。

橋梁、隧道工程設計混凝土規格為C15、C20、C25、C30、C40和C50共6種，工程量合計約1.35x10?m??；炷辽a數量較大，對砂、石料需求量較大。

2.自加工碎石背景

項目工點位于太行山南麓，施工便道經過區域地形復雜，跨越高山河谷，沿線地形起伏較大，山勢陡峻，溝谷深切，大型運輸車輛通行難度較大，增加了原材料的運輸成本。

濟源周邊石料場受環保治理影響，多數已關停，造成市場碎石嚴重緊張，料源難求。設計棄渣場位于二級保護林區，征地受限且棄渣容量有限，不能滿足項目棄渣總方量需求，遠運棄渣又增加了項目的成本。

項目工點位于深山溝谷區，可利用空間狹小，拌和站儲料場容量有限，無法通過備料來降低雨雪天氣造成的料源不足的影響，對項目成本管控不利。

由于項目規劃、圖紙設計、招標預算等均早在2013年就完成，所選用的材料價格也是2013年期間的材料市場價，因此，對項目成本管控方面極為不利。

因此，根據項目特點，通過將隧道洞渣作為母材進行驗證，并完成混凝土配合比驗證試驗，確定了隧道洞渣再利用的方案，從根本上解決砂石的原材料問題，不僅能滿足施工質量、進度、安全及環保的要求，還能節約施工成本，實現項目扭虧，經濟社會效益顯著。

3.碎石加工場建設

通過對碎石加工設備的考察和對比，結合施工需要，在設計規劃的棄渣場地中安裝碎石加工設備，該場區占地800㎡，加工場布置如圖1所示，產能為100t/h，有給料設備、顎式破碎機、反擊式破碎機、分層振動篩、清洗等設備(見表1)，針對容易產生揚塵對環境造成粉塵污染的情況，采用霧化抑塵方式控制粉塵，整條生產線滿足環保要求。
 

圖1 碎石加工場現場布置示意圖

表1 碎石加工場主要設備

由于碎石加工過程會產生噪聲和粉塵，對環境存在污染風險。項目采用搭設彩鋼大棚+霧炮機進行降噪和除塵，如圖2所示，不僅滿足環保要求又能保證成品料在存儲過程中不受雨雪天氣的影響，從而保證成品料的含水量穩定和不受外界條件污染。
 

圖2 彩鋼大棚和霧炮除塵

4.混凝土配合比設計

利用隧道洞渣自加工碎石進行混凝土不同標號配合比設計，并與外購高品質碎石的配合比數據進行比較。

經過數據分析得出，以上標號混凝土配合比各項指標與原配比中指標穩合度高甚至個別強度數值超過原配合比重數值，通過試驗檢測出結論，利用隧道洞渣進行碎石加工，從原材料指標到對應配合比數據均無明顯差異，可以用于實體混凝土工程施工。

5.實體應用

碎石加工后及時完成配合試驗，并申報監理中心實驗室進行配比驗證試驗，指標合格后簽發了配合比批復報告并開始批量生產。在用于實際工程后分別按7d，28d進行回彈強度檢測，現場采集的回彈程度和室內標準養護試件均滿足圖紙設計要求，并且滿足達到設計值的1.15倍的要求。

通過項目實施效果總結分析，利用隧道洞渣進行碎石加工，實現洞渣的再利用，減少渣場占地約30畝（20000㎡），并結合現有渣場地形，做好排水和支護設計，堅持水土保持原則，加強降噪除塵管控，環保水保效益顯著，經濟效益可觀，可為類似工程中提供借鑒。