鐵路工程用機制砂質(zhì)量管理問題及建議
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引言
機制砂石是指由原生巖石礦山資源經(jīng)機械破碎、篩分、整形等工藝加工制成的砂石顆粒，其中粒徑小于4.75mm的稱為機制砂，也稱細骨料［1］。隨著天然砂石資源枯竭、生態(tài)保護要求提高和建筑工程需求量持續(xù)增加，機制砂逐漸替代天然砂彌補市場需求。為牢固樹立和踐行新發(fā)展理念，提升優(yōu)質(zhì)砂石供給能力，引導機制砂石行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，2019年11月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等十部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進機制砂石行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干意見》（工信部聯(lián)原［2019］239號）。為推動機制砂在鐵路混凝土工程中應(yīng)用，確保鐵路工程混凝土工程質(zhì)量，國鐵集團也于2020年9月了《鐵路機制砂場建設(shè)技術(shù)規(guī)程》（Q/CR9570-2020）。
1鐵路工程機制砂應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題
筆者監(jiān)督區(qū)域內(nèi)應(yīng)用機制砂作為混凝土細骨料的建設(shè)項目主要有4條長大干線，具有使用時間長（自2016年至今）、使用數(shù)量大（已使用機制砂超700萬噸）、使用部位廣（遍及橋涵、隧道、路基等）、強度跨度大（自C15至C45不等）的特點。主要采用隧道洞渣或路塹石方挖方加工，個別砂場（廠）租用礦山自建生產(chǎn)線；干法和濕法制砂均有，水資源匱乏的地區(qū)以干法為主，水資源豐富的地區(qū)以濕法為主。由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和規(guī)范管理，目前監(jiān)督區(qū)域內(nèi)機制砂在質(zhì)量管理方面主要存在以下問題：
1.1管理體系尚未建立
1.1.1建設(shè)單位方面各建設(shè)管理機構(gòu)目前尚未結(jié)合實際出臺切實可行的機制砂生產(chǎn)及應(yīng)用管理辦法，從而無法對“機制砂應(yīng)用范圍、建場（廠）標準、驗收備案制度、質(zhì)量監(jiān)控、參建各方各自職責”等關(guān)鍵環(huán)節(jié)予以明確。現(xiàn)有的管理辦法均過于籠統(tǒng)，總體上是在羅列現(xiàn)行鐵路混凝土的相關(guān)規(guī)范，沒有涉及機制砂母材卡控、生產(chǎn)工藝、出入場檢驗、應(yīng)用追蹤等針對性管理，不具備機制砂管理的實際指導意義。
1.1.2施工單位方面各施工單位項目部目前在用的管理辦法多為應(yīng)付檢查式的簡單抄襲，未結(jié)合項目標段實際明確砂場（廠）人力資源配置、廠區(qū)規(guī)劃、加工場設(shè)備選型、加工工藝流程、質(zhì)量保證措施等具體內(nèi)容。
1.2母材管控過于粗疏
1.2.1外購料母材無追溯性如某普鐵線路無自產(chǎn)機制砂，所使用的311萬噸機制砂全部為外購所得，母材來源不穩(wěn)定、質(zhì)量及生產(chǎn)工藝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)無法卡控，導致投入使用的機制砂質(zhì)量無法保證。
1.2.2母材分揀不到位如某客運專線某工程局的機制砂母材分別采用隧道洞砟及吉首東站路塹開挖石方，兩種母材未分類存放，混堆現(xiàn)象普遍存在；喂料前未對母材進行分揀，大量夾帶風化石、泥巴、樹根等雜物。
1.2.3母材檢測試驗不到位如某客運專線某工程局項目部開展的自產(chǎn)骨料全項目指標檢測未對母材抗壓強度指標進行檢測，機制砂全項目指標檢測未分別按不同料源開展。
1.3機具設(shè)備參差不齊
現(xiàn)場機具設(shè)備五花八門，新舊混用，標準各異，未遵循“三破、二篩、一整形、一風選（或水洗）”的原則來配備設(shè)備類型；也未真正結(jié)合施工組織、料源情況、產(chǎn)量及產(chǎn)能匹配等因素來科學合理配置設(shè)備并充分利用設(shè)備產(chǎn)能。如某客運專線全線的機制砂場（廠）僅局限于生產(chǎn)機制砂，其生產(chǎn)過程是先將母材破碎為碎石，再將碎石加工成砂，未生產(chǎn)其他骨料，造成產(chǎn)能的浪費。
1.4生產(chǎn)工藝雜亂無章
1.4.1未因地制宜選擇工藝未制定完整的加工工藝流程，母料篩選、投料、振動喂料、二次破碎、篩分、整形、成品料、成品檢測等核心流程缺乏管控。部分采用濕法工藝的生產(chǎn)線未加裝循環(huán)回收設(shè)施，致使機制砂細顆粒流失，從而影響級配。
1.4.2未按驗標要求開展檢測試驗工作施工單位、監(jiān)理單位平行檢驗未按驗標規(guī)定的頻次開展原材料全項目指標檢測；常規(guī)試驗檢測指標不全，如未進行亞甲藍MB值指標檢測等。
1.4.3未明確出場（廠）檢驗流程由于管理制度的不完善，導致機制砂出場（廠）檢驗的“合格證”制度缺失。
1.5廠區(qū)建設(shè)標準很低
與拌和站等大臨設(shè)施建設(shè)標準形成鮮明對比，機制砂廠普遍存在廠區(qū)未分區(qū)管理（應(yīng)設(shè)取料區(qū)、選料區(qū)、清洗區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、產(chǎn)品存放區(qū)、廢料處理區(qū)）等；場地未硬化、無棚蓋，機制砂從原材料到成品均露天隨意存放等；環(huán)保設(shè)施配備不齊全，廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境臟亂差等。
1.6推廣應(yīng)用受到局限
由于機制砂生產(chǎn)環(huán)節(jié)未完全成熟，容易導致形成“施工單位隨意產(chǎn)、建設(shè)單位不敢用”局面。
1.6.1應(yīng)用教訓觸目驚心由于母材質(zhì)量、生產(chǎn)工藝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)無法卡控，導致投入使用的機制砂質(zhì)量無法保證。如2018年對某普鐵線路進行監(jiān)督檢測時，該項目橋涵、隧道、路基等工程混凝土抗壓強度大面積不合格，使用不合格機制砂為重要原因之一。
1.6.2砂石供應(yīng)受制于人尤其是依賴外購機制砂的項目，如某普鐵線路所使用機制砂全部為外購所得，無自產(chǎn)機制砂，構(gòu)成比例極其不合理。外購機制砂深受砂石原材料市場價格、供應(yīng)波動的影響，難以形成穩(wěn)定的混凝土生產(chǎn)供應(yīng)鏈，無法保證工程進度和成本控制。這方面的被動在2017、2018年表現(xiàn)得尤為突出，在此期間多家施工單位均反應(yīng)“一砂難求”，砂石供應(yīng)廠家數(shù)次哄抬砂價，運輸方式和送貨日期都是廠家單方面決定。
1.6.3建設(shè)單位保守觀望由于工程技術(shù)人員對機制砂混凝土的性能缺乏認識，沒有形成專門的機制砂混凝土配制技術(shù)；機制砂行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平低下，機制砂質(zhì)量良莠不齊；對石粉在機制砂混凝土中的作用研究不夠，石粉含量爭議較多；尤其是鐵路耐久性混凝土機制砂運用研究時日尚淺。加之機制砂管理體系未構(gòu)建，建設(shè)單位無驗收標準、各施工單位生產(chǎn)工藝、工裝配置參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量無保障，因此各建設(shè)單位在機制砂的推廣應(yīng)用方面均持保守觀望狀態(tài)。
2對鐵路工程機制砂質(zhì)量管理的建議
隨著天然砂石資源約束趨緊和環(huán)境保護日益增強，機制砂逐漸成為鐵路工程建設(shè)用砂的主要來源乃大勢所趨。為落實機制砂石“嚴格質(zhì)量管控、實施標準引領(lǐng)”的要求，“要省錢就決不能省心，更不能省事”，確保鐵路建設(shè)工程混凝土質(zhì)量，根據(jù)監(jiān)督區(qū)域內(nèi)鐵路工程機制砂在使用過程中的成功經(jīng)驗及存在的不足，現(xiàn)對鐵路工程機制砂質(zhì)量管理提出以下建議：
2.1制定落實管理辦法，合理配置管理人員
參建各方要切實加強對機制砂的指導和管理，強化合理規(guī)劃布局，嚴格執(zhí)行相關(guān)政策法規(guī)，建立并落實自身的管理辦法。建設(shè)單位統(tǒng)籌引導建立機制砂標準化生產(chǎn)體系，設(shè)計單位做好選址規(guī)劃和勘察測試工作，施工單位做好從場地建設(shè)至產(chǎn)品出廠的過程控制，監(jiān)理單位見證監(jiān)控場地條件和產(chǎn)品質(zhì)量。機制砂場（廠）必須由施工單位自主管理，杜絕“以包代管”現(xiàn)象。主要管理人員必須為施工單位正式職工，監(jiān)理單位配備駐場（廠）試驗員1人。具體人員配置可參考《鐵路機制砂場建設(shè)技術(shù)規(guī)程》（Q/CR9570-2020）。
2.2嚴控母材質(zhì)量，嚴檢出場骨料
母材質(zhì)量是影響機制砂質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。要從源頭上保證機制砂混凝土實體質(zhì)量，必須做到以下幾點。
2.2.1嚴格控制母材性能指標機制砂母材宜使用潔凈、質(zhì)地硬質(zhì)、未風化且性質(zhì)穩(wěn)定的石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、安山巖、石英巖、輝綠巖、砂巖和玄武巖等，不宜使用泥巖、頁巖、板巖等生產(chǎn)機制砂。母材必須按照《鐵路混凝土工程質(zhì)量驗收標準》（TB10424-2018）要求做全項目指標檢測試驗，監(jiān)理單位按照驗標要求對主要指標進行平行、見證試驗，特別是加強對母巖抗壓強度、云母含量、硫化物及硫酸鹽含量、堿活性等指標的檢測，確保母材不帶石膏、蒙脫石或云母等有害成份。當母材發(fā)生變化時，必須及時重新取樣檢驗。當采用隧道洞碴或路塹石方作為母材時，除滿足質(zhì)量要求，每半年或當圍巖等級發(fā)生變化或目測巖性發(fā)生變化時，至少需進行一次全項目指標檢測試驗。
2.2.2合理規(guī)范檢驗批次連續(xù)生產(chǎn)的機制砂每400m3或600t為一批次。施工單位每批抽樣試驗一次；監(jiān)理單位按施工單位檢驗次數(shù)的10%分別進行平行檢驗和見證檢驗。連續(xù)生產(chǎn)不足400m3或600t的，檢驗不少于1批次。機制砂場（廠）每生產(chǎn)日至少檢驗一次MB值、石粉含量、顆粒級配等指標。
2.3根據(jù)場地建設(shè)規(guī)模，合理配備生產(chǎn)機具
2.3.1適當提高生產(chǎn)規(guī)模機制砂廠（場）建設(shè)規(guī)模應(yīng)滿足鐵路工程建設(shè)需求，提高集中度，宜建設(shè)中型及以上規(guī)模的機制砂廠（場），機制砂加工系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模劃分標準可參考《鐵路機制砂場建設(shè)技術(shù)規(guī)程》（Q/CR9570-2020）。
2.3.2合理配備生產(chǎn)設(shè)備⑴生產(chǎn)設(shè)備選型應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、配合比要求、工期進度等確定，宜遵循“三破、二篩、一整形、一風選（或水洗）”的原則，配齊生產(chǎn)機制砂必備的破碎、整形、除塵和多道篩分等制砂生產(chǎn)和輔助設(shè)備。⑵采取全封閉式生產(chǎn)流程，機制砂廠（場）所有鋼結(jié)構(gòu)雨棚須經(jīng)有資質(zhì)的檢測單位進行安全檢算，滿足極端天氣風、雨、雪等相關(guān)承載力和防傾覆要求。
2.4因地制宜，選擇工藝工法
2.4.1合理選擇工法在水資源匱乏地區(qū)，推薦采用干法（風選）制砂；在水資源充裕地區(qū)，可以采用濕法（水洗）制砂。料場開采應(yīng)控制爆破塊體尺寸，最終邊坡宜采用預裂或光面爆破。爆破時應(yīng)控制飛石、振動、粉塵、噪聲等對周邊環(huán)境的影響。濕法工藝制砂優(yōu)點主要是砂子表面清潔，觀感性好，質(zhì)量較好，生產(chǎn)環(huán)境沒有粉塵污染；缺點主要是粒徑小于0.16mm的顆粒偏少，消耗大量的水資源，排放大量的泥粉污水，設(shè)備種類多，生產(chǎn)成本高，干旱少雨地區(qū)或寒冷結(jié)冰季節(jié)不能正常生產(chǎn)等。干法制砂工藝優(yōu)點主要是有效保留0.3~1.18mm顆粒，級配較好，寒冷季節(jié)不會出現(xiàn)凍結(jié)成塊的現(xiàn)象，能夠全年連續(xù)生產(chǎn)，石粉資源可得到高效綜合利用，無污水處理裝置、所需生產(chǎn)產(chǎn)場地較小、操作管理人員少，易于集中操作控制；缺點主要是料源質(zhì)量要求較高，機制砂表面感觀性差，選粉機價格較貴，生產(chǎn)過程粉塵大。
2.4.2加強日常檢驗建立機制砂生產(chǎn)、出廠質(zhì)量檢驗室，配齊檢測機制砂的試驗儀器、設(shè)備，對儀器設(shè)備按照規(guī)范進行周期標定；配齊試驗檢測人員，確保正常開展試驗檢測工作。加強機制砂的級配、細度模數(shù)、石粉含量、MB值的經(jīng)常性檢測。
2.4.3嚴明檢驗流程機制砂須在場（廠）檢驗合格后方可進入拌和站，出場（廠）的骨料必須保證合格，并隨車攜帶出場（廠）檢驗報告，出場（廠）檢驗報告內(nèi)容應(yīng)含機制砂場（廠）名稱、檢驗結(jié)果、車輛牌號等，試驗員、質(zhì)檢員必須簽字確認,加蓋場（廠）印章。機制砂進入拌和站后，嚴格按驗標要求進行進場檢驗工作，出場（廠）合格證不能替代驗標所規(guī)定的粗細骨料進場檢驗的頻次和檢驗報告。所有出場（廠）的機制砂必須建立臺賬，必須記錄發(fā)送拌和站的名稱及數(shù)量（備查）。
2.4.4建立追蹤臺賬所有使用機制砂的混凝土，按照《鐵路混凝土工程質(zhì)量驗收標準》（TB10424-2018）和相關(guān)專業(yè)驗標規(guī)定留置試件，按時試驗，監(jiān)理單位按標準見證、平檢。拌和站對進場機制砂須進行核對并建立物資進場、檢驗、消耗臺帳，記錄每批機制砂使用的具體工程部位。
參考文獻
［1］中華人民共和國自然資源部.DZ/T0316砂石行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范［S］.北京：中國標準出版社，2018.
作者：肖飛 單位：中國鐵路廣州局集團有限公司工程質(zhì)量監(jiān)督站
