浅谈煤矿采空区煤矸石路基施工工艺

周舰航

(黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

鸡西地区是重要的煤炭生产地，废弃煤矸石资源丰富，煤矸石是在采煤过程中和洗煤时产生的废弃产物，目前已成为中国产生和排放最大的固体工业废弃之一。煤矸石堆积，造成我国土地资源严重浪费，对当地生态环境造成严重影响。随着公路绿色施工理念的不断提高，筑路材料选择方面，既要求最大限度地发挥经济效益，又要求融合绿色建设理念，利用符合技术指标的煤矸石作为公路工程填筑材料，应用前景广阔。

1 工程概况

工程项目所在地区为严寒区域，施工线路处于山岭交汇区，属低山至河谷过渡带。由于鸡西市地貌高低相间，路线起伏较大，多在山谷中伴随着穆棱河的支流，局部地表上常年或季节积水，造成该项目在特殊的地基建设中面临着季节性冻土，湿地，水田，沟渠淤泥和采空区。

2 工艺原理

所谓煤矸石处理特殊地基就是利用过火煤矸石和砂砾的透水性、水稳定性和材料强度，采取置换工艺进行特殊地基处理的方法。本技术采取过火煤矸石和砂砾交替回填，通过利用过火煤矸石替代砂砾处理特殊地基，采用砂砾作为隔离层与排水垫层，隔绝空气与换填煤矸石的接触，利用其透水性和水稳定性的同时，降低其氧化的过程，使处理后的地基成为路基填筑坚实和稳定的基础。

本工艺适用于季节性冻土、湿地、水田及水沟淤泥质粘土的特殊地基施工。

3 施工工艺操作要点

3.1 施工准备

(1)采空区注浆处理采空位置。路基下方加设土工格栅，加强路基的整体性，然后采用强夯对路段进行夯击，直至满足设计要求为止。

(2)试验室采用水中重法确定不同粒级的煤矸石密度曲线，以确定现场煤矸石孔隙率标准密度。将样品筛分，分别做粗细集料的冻融循环试验以及烧矢量试验。试验室对样品检测颗粒分析、塑性指数、强度试验，检测原材料指标是否满足要求。

3.2 施工测量

测量人员按施工图纸要求放样基槽宽度和深度。

3.3 修建便道及临时排水沟

在路基外侧坡脚及占地界内，利用机械修建汽车便道及临时排水沟。

3.4 基槽开挖

基槽采用挖掘机开挖，待机械挖槽结束后，由人工进行基槽基底清理，并对基底含水率进行检测。

3.5 填筑

填筑预置厚度煤矸石：基底检测合格后，分层填筑预置厚度的煤矸石，填筑前应进行试验段施工，得出数据，正式施工时以试验段为准，分层填筑的总厚度应不大于60 cm。

3.6 碾压

分层填筑、压实每一层，并且严格按照“先静后动，先轻后重、先边后中、先慢后快、由弱振到强振”原则进行碾压，避免现场发生漏压情况，压实遍数按照试验段数据确定。因煤矸石与碎石级配相近，因此适用于以振动压路机振压为主要碾压方式。

3.7 压实检测

当进行填筑作业时，如多为粗集料，采用检测沉降法控制每层的压实质量(粗集料过多不宜使用灌砂法)。即为沿路线方向纵向每隔20 m布设沉降观测点，分别在道路中桩、距道路中桩8 m点、距填筑断面边1 m处，每断面布设5点，从虚铺记录开始测量每遍碾压高程变化，连续两次观测高程无明显变化视为压实完毕。如多为细集料，应采取灌砂法检测，每层检测8个点。

3.8 排水砂砾垫层施工

当特殊路基的换填厚度不到60 cm， 过火的煤矸石填入原地标高，排水沙砾垫层设于上层；当特殊路基的换填厚度超过60 cm时，每一个填筑阶段的厚度都不大于60 cm，相邻的过火煤矸石填土之间设置沙砾隔离层，厚度为20 cm，将煤矸石按照原地标高填筑，分层填筑、压实砂砾隔离层和排水沙砾垫层，分层厚度为10～20 mm，其中排水沙砾垫层设置在上层。

3.9 碾压同3.2.6。3.10 压实度检测

分层填筑、压实砂砾隔离层和排水沙砾垫层，砂砾隔离层及排水砂砾垫层，每层都要进行压实度检测(灌砂法)。

3.11 淤泥反压护坡道施工

排水砂砾垫层铺筑完成后，在其两侧进行反压护坡道施工，反压护坡道施工宽度与厚度需要大于1.5 m，护坡道位置应与路基坡脚紧密结合。

4 结 语

相较传统的砂砾换填，在煤矿产区(及周边)采用煤矸石作为填筑材料，其具有获取容易及运输费用均低于砂砾，因此降低了工程成本。煤矸石每层最大填筑厚度及工作面的稳定度均优于砂砾填筑相关参数，因此填筑效率提高，因此降低施工成本。

作为一种特殊的地基处理材料，利用煤矸石的透水性替代砂砾进行换填处理，将废弃物转化为可利用资源，能够大幅度减少砂砾的用量，减少河道采砂对自然生态环境的破坏，并解决了以往其作为废渣堆放产生的污染，从而减少固体废弃物堆放污染及扬尘造成的环境危害。展示了节材、节地、节能及环保的绿色施工理念。