工程弃渣制备砂石骨料技术研究和应用

随着当前我国各类工程项目建设持续快速发展，我国每年工程的弃渣产量正呈现出明显增长态势，在此背景下，如何妥善处理好工程弃渣便成为了工程项目实践中亟待解决的问题。结合近些年我国工程项目领域总体发展来看，节约资源能源、保护生态环境是工程项目建设的趋势方向，基于此，工程项目实践中开始探索工程弃渣制备砂石骨料的可行性，同时依托其各技术环节的不断完善，相应技术成果在具体工程项目实践中已经得到了广泛应用，并且取得了良好效果。

一、工程弃渣制备砂石骨料的可行性

对于实际工程项目来说，可行性分析是工程弃渣制备砂石骨料的重要基础，只有在确保通过可行性分析的前提下，才能够进一步落实后续制备技术及工作，进而实现预期的目标和效益。在开展可行性分析的过程中，需要综合考虑多方面因素，一般来说，主要包括以下内容：其一，质量技术分析，砂石骨料制备对于相应工程弃渣存在有一定的质量技术要求，比如涉及母岩抗压强度等技术指标，必须要达到相应的质量技术要求等，而根据工程项目与制备技术的要求，只有在相关各质量指标均达标的情况下，才可以判定工程弃渣制备砂石骨料技术可行；其二，成本效益分析，在自产砂石骨料时，分析经济成本也是评价工程弃渣制备砂石骨料可行与否的重要因素，根据不同工程项目弃渣量、所需砂石骨料等情况，需要明确自产砂石骨料所产生的成本，并将其与外购砂石骨料所产生的成本进行对比分析，进而从经济效益上评价制备砂石骨料是否可行；其三，交通情况分析，不同工程项目所面临的实际环境往往存在明显不同，有些工程项目地势条件较为复杂，交通情况相对较差，受此影响，如何进行砂石加工系统的选址建设、如何落实好砂石骨料的交通运输，这些挑战都将极大影响砂石骨料制备的可行性[1]。

二、工程弃渣制备砂石骨料的关键技术

（一）弃渣回采甄选

处于矿山区域的石材具有性能稳定的特点，石材之间的质量差异不明显，可以保证制备砂石骨料整体质量，对比发现工程弃渣具有以下特点：其一，来源不同。工程弃渣可能来源于不同单位或者不同部门，无论是岩石岩性还是风化程度等均不相同，以上各项因素的存在增加了母材的复杂程度，对母材质量产生一定影响。其二，杂质较多。对比矿山区域石料发现工程弃渣洁净度不高，要想科学合理运用工程弃渣，需要提前组织人员进行除杂去土操作，以提高弃渣利用率[2]。其三，料体不同。工程弃渣料体较为复杂，通常借助爆破法开展工程开挖作业，但是在隧道开挖过程中易受隧道横截面积影响，导致爆破点较为集中且爆破面积小，从而出现了粉料多且裹粉厚的情况。根据有关数据显示，矿山石料尺寸处于 400-1000mm 范围以内，隧道洞渣石料大小处于200-650mm 范围以内。

结合工程弃渣特点来看，如果将大量弃渣堆放至渣场内部，很可能影响母材性能及稳定性，降低制备砂石骨料整体质量。这时可以从回采甄选层面出发，降低对母材的影响并保证母材质量，具体实施步骤如下：

第一步，开挖前组织专业人员进行实地考察，明确所在位置地质条件及周边情况，细致化对比地勘资料，进一步确定开挖部位岩石岩性、风化程度等指标，判断开挖部位岩石是否具有制备砂石骨料的基础条件，利用这种方式选择优质工程弃渣。

第二步，在落实开挖作业时再次甄别洞渣性能与强度，根据相关标准挑选性能稳定且强度较高的岩石制备砂石骨料，当开挖至破碎带或者软地层时，为了提高制备砂石骨料效率，可以放弃使用该区域渣料。

第三步，根据弃渣品质进行分类堆放，组织人员细致化挑选弃渣质量，根据弃渣质量选择不同生产方式，既能提高弃渣合理利用率，还能确保制备砂石骨料整体质量。

砂石骨料加工工艺

砂石骨料加工工艺涵盖破碎原料、筛分物料、进行制砂等环节，在加工过程中，遵循“多碎少磨”原则以减轻对砂石骨料质量影响[3]。从岩石性质来看，应该明确生产方法、破碎等步骤，具体内容如下：

其一，生产方法。目前生产砂石骨料的方法主要包括三种，分别是干法生产、湿法生产以及干湿结合生产，在生产粗骨料时可以使用湿法生产方式，利用干法生产或者干湿结合生产方式完成细骨料生产工作。每种生产方法均有各自的优势和缺陷，以干法生产为例，优势在于用水量少且无需进行废水处理，缺陷是扬尘较大且需要额外配备现代化除尘设备，以减少扬尘危害，详细的砂石骨料生产方法如表 1 所示。

其二，破碎。在破碎过程中最为关键的两个步骤是把控破碎段数与选择破碎设备，应该参考岩石性能、生产成本等因素，有针对性的落实以上工作。在处理腐蚀性较强或难以破碎的岩石时可将破碎段数设定为 3段，按照砂石骨料粒径科学合理选择破碎设备，如利用鄂式破碎机或者旋回破碎机破碎粗骨料；引入中型圆锥破碎机完成中骨料破碎作业等。除此以外，破碎加工方式主要分为三种形式，即开路生产、闭路生产及分段闭路生产，其中开路生产流程最为简便且车间布置要求低，闭路生产流程复杂且方便调整骨料级配，分段闭路生产对车间数量有着一定要求且运行管理十分复杂，目前砂石加工系统以分段闭路生产粗骨料的方式为主[4]。

其三，筛分。作为控制砂石骨料粒径的关键环节，在破碎原料后需要借助筛分设备有针对性的进行物料筛分，目前市场中有多种筛分设备可供选择，如自定中心振动筛，通过对自定中心振动筛加以使用，可以筛分出中颗粒物料与细颗粒物料；重型振动筛，重型振动筛的筛孔尺寸处于 250-400mm 范围以内，运用重型振动筛能够筛出粗粒物料；直线振动筛，直线振动筛可以筛选粗粒物料、中粒物料及细粒物料。挑选筛分设备时提前对原料含泥量、可洗性等指标加以明确，准备计算所需筛分的处理能力，确保筛分工序的顺利进行。

其四，制砂。对于制备砂石骨料工作而言，制砂环节发挥着关键作用，到目前为止已经涌现出多种制砂方式，如棒磨机制砂、立轴式冲击破碎机制砂等，分析研究后发现棒磨机制砂适用于湿法生产，立轴式冲击破碎机制砂适用于干法生产，将二者进行结合也可以完成砂石骨料制备工作，特别是在遇到岩石硬度高或者破碎难度大的情况下，使用这种制砂方式效果更为明显。

（三）砂石加工系统选址与布置在砂石加工系统选址与布置过程中应参考以下几点建议：

其一，砂石加工系统选址。常见的砂石加工系统主要分为两种类型，分别为移动式与固定式，结合实际情况来看，固定式砂石加工系统使用频率相对较高。如果在铁路或者公路等线性工程开展相关作业，可以对移动式砂石加工系统进行合理选择，移动式砂石加工系统建立在模块式组装结构上，借助先进设备将整个作业过程融为一体，既可以保证破碎作业的操作进程，还能够缩短各项工作之间的运输距离，从根本上提升了作业效果[5]。

其二，砂石加工系统布置。为了发挥砂石加工系统实际作用，需要在明确具体要求的基础上严格参考系统规模、生产工艺等内容，有针对性的制定相应规划方案，科学合理构建易于施工、技术先进且高效运行的砂石骨料制备流程。

（四）废水处理

经过砂石加工系统排出废水不含有化学成分，只需运用物理法加以处理即可解决实际问题，在现阶段主要有两种处理方式可供选择，即固液分离式与沉淀法，其中固液分离式的具体操作流程是，首先将排出的废水流至浓缩池，以便浓缩工序顺利进行，其次严格检查废渣的浓缩浓度，当达到相应标准后方可进行机械脱水[6]。在选用沉淀法时可将预沉与沉淀2 级作为首选，确保废水有效处理。经过一系列研究分析发现，固液分离式与沉淀法存在明显的不足之处且具有各自的优势和缺陷，具体内容如下：

其一，固液分离式。固液分离式占地面积相对较小，在机械脱水过程中不受周边环境与自然气候因素影响，在维持水回收系统稳定运行的同时可以显著提升回收利用率，通常回收利用率处于70%以上。尽管如此，固液分离式也存在一定缺陷，其中最为关键的问题是工程投入成本较高且对技术要求较为严格。

其二，沉淀法。运用沉淀法可以有效解决工程投入成本问题，同时对生产技术、操作人员要求不高，但沉淀法的缺陷是易受外界环境干扰且占地面积大，尤其在暴雨、高温等天气下该现象更为明显，严重影响废渣处理效果，难以保证水回收系统稳定运行。

（五）粉尘与噪声治理

无论在破碎骨料还是在筛分骨料环节中都会产生粉尘与噪声，在引发环境污染问题的同时严重影响操作人员身体健康，甚至干扰周边居民的正常生活，要想规避此类情况发生，可以结合实际情况制定相匹配的应对策略，以符合国家排放标准。具体实施步骤如下：

首先明确粉尘与噪声来源，破碎砂石、物料传输等环节极易引发粉尘问题，噪声来源于筛分石料、破碎机运行等几大环节，需要对各个环节进行把控且选派人员进行管理[7]。

其次根据当前现状科学选择治理方法，在治理粉尘问题时可以搭配多种除尘方式，如生物纳米技术抑尘法、除尘设备收尘等，既要发挥除尘方式实际作用，还应该注重除尘方式的高效运用及把控。在噪声问题处理过程中应引入低噪设备以达到降低噪音强度的目的、运用隔音材料以阻断噪声传播途径、使用降噪材料以减弱噪声，期间可以对噪声个体防护器材进行使用，从根本上解决粉尘和噪声问题，减轻对操作人员与周边人员影响。

三、案例分析

本次分析的实践案例为某水电站工程项目，在工程项目具体实践中，涉及到有关弃渣制备砂石骨料方面的内容。根据此次工程项目的实践情况以及落实过程来看：其一，工程需要的 185 万 m3原石料主要由“174万 m3洞挖可用玄武岩石渣+11 万 m3明挖可用玄武岩石渣”构成；其二，工程实践当中于弃渣场附近布设了固定式砂石加工系统，用以供给工程所需要的319 万m3砂石骨料；其三，砂石加工系统毛料处理与砂石骨料生产的能力分别为795t/h 与679t/h；其四，砂石加工系统为闭路式湿法生产，相应工艺思路为“3 段破碎（旋回式破碎机粗碎+圆锥式破碎机中碎、细碎）+2 级筛分（圆振动筛）”模式。

结合此次工程项目结果来看：其一，此次工程项目应用了弃渣制备砂石骨料技术，检测结果显示所制砂石骨料符合工程项目要求，表明相应技术的应用具备可行性与有效性；其二，通过应用弃渣制备砂石骨料，还使此次工程项目实现了良好的经济、环境以及社会效益。

四、结语

综上所述，在具体的工程项目建设实践中，结合工程项目的实际情况与需求，应用工程弃渣制备砂石骨料具备可行性与有效性，并且其在提升工程项目经济、环境等效益上可以发挥出显著作用及优势，对此，作为工程项目相关单位及人员应该切实把握好工程弃渣制备砂石骨料的关键技术，充分认识到此项技术发展和应用的必然性，同时立足于工程项目建设要求，将此项制备技术与工程本身加以有机融合，从而实现一举多得的预期目标，保障好工程项目的综合效益。

【参考文献】

[1] 邢云虎, 苏光. 绿色公路建设弃渣的多元化利用途径研究 [J]. 公路交通科技( 应用技术版),2019,15(10):315-318.

[2]陈敬收.工程弃渣制备砂石骨料技术研究和应用[J].中国铁路,2019,(08):36-41+56.

[3]殷康,贾伟珑,龚振如,等.隧道弃渣机制骨料混凝土的配合比设计及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2025,(05):96-100.

[4]陈达可,崔旻昊.制备工艺对工程弃土人工骨料性能的影响[J].交通科技,2024,(01):130-135

[5]黄斌,马力.孤山航电枢纽工程弃渣综合利用研究[J].水利水电快报,2023,44(06):61-63.

[6]顾洪宾,崔磊,薛联芳,等.水电工程土石方综合利用和弃渣场选址及防护建议[J].中国水土保持,2023,(06):42-44+56.

[7] 卢 鹏 . 铁 路工 程 隧 道 弃渣 综 合 利 用施 工 组织 设 计 及 经 济 分析 [J]. 铁 路工 程 技 术 与经济,2023,38(03):42-45+56.