摘要：随着我国山区铁路快速发展，为缩短铁路里程，增加运力，隧道占有较大的比重。施工单位在施工过程中常因地制宜，就地取材，利用洞碴加工砂石料，达到降低施工成本，减少建设费用和保护水土资源的目的。机制砂质量对混凝土质量影响较大，但自制机制砂质量难于控制，特别是石粉含量指标较难控制。本文结合实例从机制砂加工过程控制方面阐述利用隧道洞碴自制机制砂石粉含量控制技术，可为同类工程提供借鉴。
关键词：机制砂；质量；控制
1.工程概况
由中铁八局集团有限公司承建的永广铁路站前三标段正线长24.490km，改建既有线长2.871km，共计27.361km，其中路基6.781km，隧道8座、桥梁15座、人行天桥2座、涵洞18座。隧道有Ⅲ级围岩有7.845km，经母材试验适合加工砂石料。为节约施工成本，永广铁路站前三标2014年8月～2015年2月先后自建了3个砂石料加工厂，利用洞碴加工砂石料，其中2、3号加工厂加工机制砂和碎石，1号加工厂主要加工碎石。
2号砂石料加工厂、3号加工厂砂石料原材料来自茂易隧道Ⅲ级围岩大理岩夹千枚岩洞碴，所夹千枚岩抗压强度较低，较易在骨料生产中成为针片状或类针片状骨料，甚至成为岩粉，对混凝土拌和物的和易性、强度性能均产生较大影响。
2. 机制砂质量要求
用于混凝土的机制砂须满足的指标：①石粉含量：＜C30混凝土石粉含量≤10%，C30～C45混凝土石粉含量7%，≥C50混凝土石粉含量≤5%；②含泥量：＜C30混凝土含泥量≤3%，C30～C45混凝土含泥量≤2.5%，≥C50混凝土含泥量≤2%；③泥块含量：≤0.5%；④压碎指标值：＜25；⑤颗粒及极配及其他指标满足规范要求。
利用洞碴加工机制砂质量控制中机制砂石粉含量较难控制，石粉含量超标机率较大，传统的加工艺很难满足要求，必须配齐降低石粉含量的相关设施，严格加工艺，才能确保机制砂石粉含量达标，其他指标也能相应改进，确保生产出合格的机制砂。
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图1 砂石料加工工工艺流程图
3. 严格砂石料加工工艺
配齐和安装好砂石料加工设施，并严格按隧道洞碴加工砂石料的一套加工工艺技术和工艺流程进行砂石料加工。
洞碴筛选进入进料仓，自动过网进行泥粉过滤，进入一破破碎机进行粗碎，再进入二破破碎机进行中细碎，破碎后砂石混合料经传送带输送至振动筛分成砂及和规格碎石，振动筛余料进入打砂机细碎成砂并过筛吹风降尘，砂子利用水洗设备进行水洗降粉，砂石料成品分类堆放储存供应。工艺流程见图1。
4 控制要点
4.1原材料质量控制
4.1.1洞碴分类堆置筛选控制
隧道出碴时分类堆放，Ⅲ级大理岩堆置原材料堆场，分离的夹层及ⅣⅤ围岩、泥土作为弃碴堆放于弃土场，砂石料加工厂紧临弃碴场设置的，加工用料堆于靠加工厂进料侧，弃碴堆于另一侧，并在砂石料加工用原材料堆与弃碴间设置明显分界。Ⅲ级岩石为原材料，其他为弃碴，装载机上料时注意筛选，避免和减少千枚岩混入量、泥粉混入量，对较大泥块人工配合清除，最大限度确保进入加工石料加工设备的原材料质量。
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原材料与弃碴分置照片
4.1.2采用泥粉过滤技术
在料仓与粗碎设备间安装振动筛网，筛网孔径1厘米，并安装泥粉分流坡带机，利用进料仓与粗碎设备间安装振动筛网进行先期过滤，将原材料中混入的针片颗粒、泥土、石粉、细小杂物过滤掉。过滤物经传送带分流至泥粉堆，运至弃碴场作弃土处理，必要时可用于临时工程。通过过先期过滤，最大限度地消除和减少原材料泥粉含量。
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先期泥粉过滤照片
4.2破碎筛分控制
过滤后的原材料自动进入颚式破碎机进行粗碎（二破），加工成＜80mm混合料。粗碎后的混合料自动进入反击式破碎机进行中、细碎，加工成＜40mm砂石混合料。砂石混合料利输送至振动筛，用砂石料振动筛对物料进行分仓筛分，依次过第一道∮5mm筛分下石粉砂，过∮5～10mm筛分下瓜米石，过5～16mm筛分下∮5～16mm碎石，过∮16～31.6mm筛分下16～31.5mm碎石，剩下部分输送往打砂机打砂。石粉砂运到水洗场进行水洗，碎石运到碎石成品堆放区分类堆放。
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破碎筛分打砂照片
自打砂机细碎出的料过∮5mm机砂筛网，筛余料用装载机进行回收重新供打砂机破碎，循环利用。场条件较好的，可安装皮带机将筛余料自动输送到打砂机再次破碎。
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机砂筛余料回收复碎照片
4.3吹风降粉
在机制砂下料口安装吹风机及粉尘管，利用吹风机将下落过程中机制砂所含部分石粉吹入粉尘管，分离出的石粉运至弃碴场作为弃碴，落下的机制砂转运至水洗区。通过此工艺可降低机制砂石粉含量，但要注意控制风速不能过大，否则会带走砂中部分细颗粒而造成级配不良。
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机制砂下料口吹风分尘照片
4.4机砂水洗
利用水洗设备对加工出来的砂子进行进行水洗，形成水洗机制砂，将机制砂石粉含量降到规范标准以内。利用装载机上料，控制好加水量，控制好风轮转速。水洗合格的砂子及时运至机制砂成品堆放区。及时清理水洗设备及沉淀池内的石粉，运至弃碴场作为弃碴。
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水洗机砂照片
5. 质量措施
（1）建立完善的质量保证体系和管理办法，强化过程控制，确保过程加工质量。
（2）合理规划加工场地，加工机械设备配置到位，加工系统形成自动流程化，减轻劳动强度，提高产品质量。
（3）加强原材料把关控制，隧道出碴分类堆放，人工配合机械筛选，设专人对洞碴进行直观检查,对岩石风化严重或杂物多、含泥块的原料，应作为弃料处理，并弃在弃碴位置，不得卸入受料仓，从生产源头把好原料质量关。
（4）经常检查加工设备，确保机械处于完好状态，运转正常。
（5）机砂堆场与碎石之间设置挡墙，并预留0.5m超高，避免混料造成骨料超粒径。
（6）合理选择各种成品料筛网孔径，确保筛分质量。每班应对筛网至少检查一次，并根据磨损情况及时更换新筛网。
（6）加工出的砂石及时转运至拌和站及其他用料点，各种成品料堆的存料，定期周转使用，及时清仓，避免碎料、粉料累积。
（8）避开雨天进行机砂水洗，防止泥水混入影响砂子质量。
（9）跟踪生产每班进行成品质量检验，经检查不合格的应坚决作为弃料处理。
（10）不断改进加工工艺，提高机制砂加工质量。
6 .质量与效益
通过加工工艺的控制，不但有效地将机制砂石粉含量控制在规范要求的标准范围内，而且由于进行了原材料先期泥粉过滤和和机砂水洗，机制砂含泥量等指标相应得到改善，能有效地控制自制机制砂质量。
与外购机制砂相比，可节约采购成本，同时，质量优良的机制砂用于混凝土施工，可通过优化配合比，节约水泥用量和减水剂掺量,经济效益明显。
利用隧道洞碴自行加工机制砂，可达到利废为宝的环保效果，减少弃碴占地。机制砂质量的稳定，能有效保证混凝土施工质量，树立良好的社会形象；而且项目部掌握了砂石料供应的主动权，对施工进度有较好的保障作用，最大限度地减少停工待料现象，减少队伍扯皮，有于社会稳定。
7 结论
通过原材料分类筛选、泥粉过滤、破碎筛选、吹风降粉、机砂水洗等机制砂加工工艺过程的有效控制，严格落实机制砂质量措施，就能较好地控制好利用洞碴加工机制砂质量。而且，控制好机制砂质量，保证了混凝土质量，就能有效保障机制砂的自供，节约施工成本，达到利废为宝的环保效果，具有较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 张永林，骨料中千枚岩骨料对混凝土性能的影响，水电施工技术，2008年第3期
[2] 李明照，隧道工程洞碴资源再利用，亚热带水土保持，2006年第2期
[3] 铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设2010-241号）
[4] 铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）
论文作者:邓成宏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：砂石论文; 机制论文; 加工论文; 质量论文; 混凝土论文; 含量论文; 原材料论文; 《基层建设》2019年第28期论文;