高铁和高速建设项目的隧道施工中不可避免的会产生大量的洞渣。在可行性前提下，利用隧道洞渣进行碎石加工，并应用于混凝土中，验证自加工碎石进行混凝土拌制的可行性，并对项目混凝土配合比进行优化。

通过实际案例可以了解，合理利用隧道洞渣制备砂石可以有效缓解项目面临的地材资源匮乏、运输成本高以及自然生态等问题。

1.工程简介

济阳高速一部分位于河南省济源市王屋镇，工程主要以桥隧为主，隧道2座(焦树坪隧道和太行隧道)，全长6176m(单洞)，占路线总长的85.5％，大桥2座(焦树坪大桥和营盘河大桥)，全长991m(单线)，占路线总长13.7％，桥隧比合计99.2％。

桥梁、隧道工程设计混凝土规格为C15、C20、C25、C30、C40和C50共6种，工程量合计约1.35x10?m?。混凝土生产数量较大，对砂、石料需求量较大。

2.自加工碎石背景

项目工点位于太行山南麓，施工便道经过区域地形复杂，跨越高山河谷，沿线地形起伏较大，山势陡峻，沟谷深切，大型运输车辆通行难度较大，增加了原材料的运输成本。

济源周边石料场受环保治理影响，多数已关停，造成市场碎石严重紧张，料源难求。设计弃渣场位于二级保护林区，征地受限且弃渣容量有限，不能满足项目弃渣总方量需求，远运弃渣又增加了项目的成本。

项目工点位于深山沟谷区，可利用空间狭小，拌和站储料场容量有限，无法通过备料来降低雨雪天气造成的料源不足的影响，对项目成本管控不利。

由于项目规划、图纸设计、招标预算等均早在2013年就完成，所选用的材料价格也是2013年期间的材料市场价，因此，对项目成本管控方面极为不利。

因此，根据项目特点，通过将隧道洞渣作为母材进行验证，并完成混凝土配合比验证试验，确定了隧道洞渣再利用的方案，从根本上解决砂石的原材料问题，不仅能满足施工质量、进度、安全及环保的要求，还能节约施工成本，实现项目扭亏，经济社会效益显著。

3.碎石加工场建设

通过对碎石加工设备的考察和对比，结合施工需要，在设计规划的弃渣场地中安装碎石加工设备，该场区占地800㎡，加工场布置如图1所示，产能为100t/h，有给料设备、颚式破碎机、反击式破碎机、分层振动筛、清洗等设备(见表1)，针对容易产生扬尘对环境造成粉尘污染的情况，采用雾化抑尘方式控制粉尘，整条生产线满足环保要求。
 

图1 碎石加工场现场布置示意图

表1 碎石加工场主要设备

由于碎石加工过程会产生噪声和粉尘，对环境存在污染风险。项目采用搭设彩钢大棚+雾炮机进行降噪和除尘，如图2所示，不仅满足环保要求又能保证成品料在存储过程中不受雨雪天气的影响，从而保证成品料的含水量稳定和不受外界条件污染。
 

图2 彩钢大棚和雾炮除尘

4.混凝土配合比设计

利用隧道洞渣自加工碎石进行混凝土不同标号配合比设计，并与外购高品质碎石的配合比数据进行比较。

经过数据分析得出，以上标号混凝土配合比各项指标与原配比中指标稳合度高甚至个别强度数值超过原配合比重数值，通过试验检测出结论，利用隧道洞渣进行碎石加工，从原材料指标到对应配合比数据均无明显差异，可以用于实体混凝土工程施工。

5.实体应用

碎石加工后及时完成配合试验，并申报监理中心实验室进行配比验证试验，指标合格后签发了配合比批复报告并开始批量生产。在用于实际工程后分别按7d，28d进行回弹强度检测，现场采集的回弹程度和室内标准养护试件均满足图纸设计要求，并且满足达到设计值的1.15倍的要求。

通过项目实施效果总结分析，利用隧道洞渣进行碎石加工，实现洞渣的再利用，减少渣场占地约30亩（20000㎡），并结合现有渣场地形，做好排水和支护设计，坚持水土保持原则，加强降噪除尘管控，环保水保效益显著，经济效益可观，可为类似工程中提供借鉴。