沐若大壩砂石系統(tǒng)快速建造探討

袁云剛（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南　長(zhǎng)沙　410004）

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沐若大壩砂石系統(tǒng)快速建造探討

袁云剛（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南長(zhǎng)沙410004）

馬來(lái)西亞沐若水電站大壩砂石系統(tǒng)，承擔(dān)大壩主體166萬(wàn)m3混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務(wù)。本文主要從快速施工角度針對(duì)砂石系統(tǒng)規(guī)劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工組織等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，提出了完善的設(shè)計(jì)過(guò)程和施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，討論如何實(shí)現(xiàn)快速建造的有效措施，有助于類似工程建設(shè)借鑒。

砂石系統(tǒng)；系統(tǒng)規(guī)劃；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工組織；快速建造

1　前言

境外水電建設(shè)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，一般自然環(huán)境惡劣，現(xiàn)場(chǎng)工作條件差，設(shè)備物資匱乏、人力資源不足、進(jìn)場(chǎng)困難；同時(shí)受當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)環(huán)境、民俗法規(guī)、節(jié)日和文化差異、工會(huì)的罷工等影響，不確定因素多、突發(fā)事件影響大。工程建設(shè)受上述各種因素的影響，啟動(dòng)往往滯后，啟動(dòng)后又要快速見效。砂石作為土建工程先行建設(shè)的輔助工程，上述困難幾乎無(wú)可回避。因此，從技術(shù)、管理、組織等措施方面尋求快速建造方案顯得尤為重要。本文從規(guī)劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工組織整個(gè)建設(shè)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到快速實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)的目的。

2　系統(tǒng)規(guī)劃

沐若大壩砂石系統(tǒng)在規(guī)劃時(shí)從工藝設(shè)計(jì)入手，確保了建造的系統(tǒng)先進(jìn)、低碳、環(huán)保；在平面布置時(shí)保證了系統(tǒng)緊湊，工程量大幅縮減。從源頭確保系統(tǒng)建設(shè)的優(yōu)化，為快速建造提供了施展的平臺(tái)。

2.1工藝設(shè)計(jì)

2.1.1轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思路，簡(jiǎn)化工藝流程

國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)化車間之間的銜接，設(shè)置半成品、篩分、破碎、制砂等調(diào)節(jié)料倉(cāng)，以保證車間進(jìn)料的穩(wěn)定供給，增強(qiáng)生產(chǎn)可調(diào)性，同時(shí)降低對(duì)采場(chǎng)生產(chǎn)強(qiáng)度的依賴，可有效降低生產(chǎn)成本。

而在境外所見的歐美、日本砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想則強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)源頭的保證性和系統(tǒng)生產(chǎn)線的簡(jiǎn)潔流暢，取消調(diào)節(jié)料倉(cāng)，必要時(shí)采取集中式布置；車間多采用鋼結(jié)構(gòu)，建安工作量小、時(shí)間短。相應(yīng)強(qiáng)化采場(chǎng)設(shè)備，加強(qiáng)配置和維修保養(yǎng)，使得設(shè)備穩(wěn)定可靠，從而保證系統(tǒng)順暢、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。

沐若大壩砂石系統(tǒng)為大型砂石系統(tǒng)，由于語(yǔ)言溝通不暢、工人水平參差不齊，為確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)篩分車間改造性質(zhì)的保留了部分調(diào)節(jié)料倉(cāng)，而中細(xì)碎車間全部采用集中式布置，車間自帶鋼制小料倉(cāng)，確保設(shè)備積滿給料。在中小型砂石系統(tǒng)中工藝設(shè)計(jì)可以完全取消內(nèi)部環(huán)節(jié)的所有調(diào)節(jié)料倉(cāng)。配套以采場(chǎng)設(shè)備的強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)快速建設(shè)投用和運(yùn)行成本的有效控制。

2.1.2干式生產(chǎn)設(shè)計(jì)

濕式生產(chǎn)需要安裝洗石機(jī)、洗泥機(jī)、脫水篩、排水溝渠、污水污泥處理系統(tǒng)和設(shè)備，相應(yīng)增加了很大的土建工作量。沐若遠(yuǎn)離城市，電纜未架設(shè)至工地，現(xiàn)場(chǎng)用發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，水費(fèi)和電費(fèi)昂貴，采用濕式工藝不經(jīng)濟(jì)，建設(shè)過(guò)程也會(huì)緩慢。

沐若大壩砂石系統(tǒng)采取干式生產(chǎn)，封閉產(chǎn)塵車間并安裝除塵裝置，粗碎料口噴霧降塵、粗骨料入倉(cāng)前增加檢查篩分，將含泥量大的小顆粒剔除，以滿足潔凈要求。土建、金屬結(jié)構(gòu)制作安裝和設(shè)備安裝工作量同濕式生產(chǎn)相比大幅下降，建設(shè)周期大為縮短，而生產(chǎn)過(guò)程也更加經(jīng)濟(jì)。環(huán)保和石粉控制均采用除塵工藝實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)科學(xué)合理，為系統(tǒng)的優(yōu)化布置提供了良好的先決條件。

2.2系統(tǒng)布置

系統(tǒng)布置應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)，以及工藝設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，地形條件較好的情況下，砂石需求量不大時(shí)，適宜布置在同一水平面，便于施工，提高施工速度。地形條件不理想，規(guī)模大時(shí)，考慮階梯開挖利用地勢(shì)。破碎、篩分車間由上至下，階梯布置，降低開挖難度，提高膠帶機(jī)運(yùn)行效率，節(jié)約耗電量。

沐若砂石系統(tǒng)總體布置時(shí)，根據(jù)周邊地形進(jìn)行了大量的選址比選，利用山坳以成品料倉(cāng)等大場(chǎng)地需求為優(yōu)選條件，結(jié)合工藝選擇合適的落差，整個(gè)布局因地制宜，確保了系統(tǒng)緊湊，建安施工集中快速，整體開挖量小，為工程的快速建設(shè)提供了必要條件。

3　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的選型、優(yōu)化，使得整個(gè)建造能夠快速的從圖紙到實(shí)體。沐若砂石系統(tǒng)除地表以下無(wú)法采用鋼結(jié)構(gòu)的情況下使用混凝土結(jié)構(gòu)，其他地上部分基本選用鋼結(jié)構(gòu)。車間鋼結(jié)構(gòu)均由國(guó)內(nèi)制作完成后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，雖然遠(yuǎn)程運(yùn)輸單價(jià)有所提高，但是由于身處材料和物資都極度不豐富、熟練勞務(wù)稀缺的環(huán)境中，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作的成本并不低，而將費(fèi)工耗時(shí)的制作部分放在了物資豐富、勞工費(fèi)用低、勞動(dòng)效率高、流水線作業(yè)的國(guó)內(nèi)，在現(xiàn)場(chǎng)僅為拼接和安裝，能夠大量的節(jié)約工期和管理成本。

3.1擋墻鋼結(jié)構(gòu)

在砂石系統(tǒng)施工中，擋墻是較為常見的一種結(jié)構(gòu)，通常采用漿砌石或鋼筋混凝土，施工復(fù)雜，工程量大，時(shí)間長(zhǎng)，不利于快速施工。若結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)，可以很好的改善這一缺點(diǎn)。半成品料倉(cāng)、篩分調(diào)節(jié)料倉(cāng)均采用鋼混結(jié)合的方式設(shè)計(jì)施工、以二篩料倉(cāng)擋墻為例，擋墻下部3.4m高采用漿砌石和混凝土筑成、上部4m采用鋼結(jié)構(gòu)焊制而成，并在鋼結(jié)構(gòu)的底部澆筑1m高C20混凝土，擋料高度5.2m。實(shí)踐證明，采用這種方法，有效的縮短了施工時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)快速施工。在安全性方面，通過(guò)對(duì)擋墻進(jìn)行安全驗(yàn)證，擋墻整體穩(wěn)定可靠。

3.2地弄鋼結(jié)構(gòu)

地弄也是砂石系統(tǒng)施工中較為常見的一種結(jié)構(gòu)，與擋墻一樣，通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工復(fù)雜，工程量大，時(shí)間長(zhǎng)，不利于快速施工。在沐若砂石系統(tǒng)地弄施工中，半成品地弄采用鋼結(jié)構(gòu)地弄，而各調(diào)節(jié)料倉(cāng)采用集裝箱加固的方法代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地弄，很好的實(shí)現(xiàn)了快速施工。

3.3雨棚選型

雨棚通常設(shè)計(jì)為格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)用鋼量大，維護(hù)工作量也大，系統(tǒng)拆除后，再生型材大部分為短小廢材，無(wú)法再次回收利用，可以看出這種格構(gòu)式結(jié)構(gòu)并不經(jīng)濟(jì)，而且十分笨重。在沐若砂石系統(tǒng)中，各中細(xì)碎、篩分調(diào)節(jié)料倉(cāng)的跨度一般不大于30m（調(diào)節(jié)料倉(cāng)短邊），為節(jié)省投資，加快建設(shè)，減少維修，在雨棚設(shè)計(jì)時(shí)，采用了太空瓦拱形屋蓋、H型鋼的輕鋼結(jié)構(gòu)和拱形鋼結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明，太空瓦拱形屋蓋或H型鋼的輕鋼結(jié)構(gòu)和拱形鋼結(jié)構(gòu)減少了成本投入，在一定程度上也加快了施工速度。

3.4桁架結(jié)構(gòu)和車間結(jié)構(gòu)

為了節(jié)省工期，將桁架鋼結(jié)構(gòu)分為立聯(lián)、上聯(lián)、下聯(lián)等片狀結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)加工，形成桁架的半成品，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后再進(jìn)行拼裝，大大縮短了桁架的制作安裝時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速施工。

砂石系統(tǒng)車間采用鋼結(jié)構(gòu)或PC構(gòu)件裝配式施工大幅提高了施工進(jìn)度，在沐若資源緊缺的環(huán)境中，實(shí)踐證明這一方式有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.5所有車間基礎(chǔ)板式或者條形設(shè)計(jì)

車間基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成板式或者條形基礎(chǔ)，既利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，又方便混凝土施工，同時(shí)簡(jiǎn)化了開挖、清面、立模工作。除了粗碎車間，所有車間結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)基本上一個(gè)臺(tái)班即可完成澆筑任務(wù)；從而提高了施工進(jìn)度。

4　施工組織階段

國(guó)內(nèi)砂石工程施工，在進(jìn)度出現(xiàn)偏差、需要加快施工時(shí)，能夠采取的的組織措施有：增加工作面，組織更多的施工隊(duì)伍；增加施工作業(yè)時(shí)間；增加各個(gè)工作面的勞動(dòng)力及施工機(jī)械設(shè)備等。但依靠增加施工隊(duì)伍、增加勞動(dòng)力和施工機(jī)械設(shè)備的措施在沐若基本上是不可行的?？尚械募涌焓┕みM(jìn)度的措施為：

（1）縱向拓展，單項(xiàng)提高生產(chǎn)效率，達(dá)到快速施工的目的提升達(dá)到一定的水平后，再想提升成本相當(dāng)大，效果卻甚微。在沐若橫向拓展必將急劇增加短期的勞動(dòng)力投入而不可行。實(shí)施時(shí)先橫向拓展，在提升到滿足的效率情況下，多條線路并排施工以數(shù)量取勝，將每條線路的工作進(jìn)行分解并轉(zhuǎn)嫁，使各車間或桁架構(gòu)件以半成品的形式，由其他廠家提供，有效的利用外界資源。達(dá)到橫向拓展，實(shí)現(xiàn)快速施工的目的。

（2）重視并加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度工作，避免施工現(xiàn)場(chǎng)的混亂，造成資源配置不均不能兼顧而耽誤一方施工，或施工點(diǎn)過(guò)于集中導(dǎo)致相互干擾而影響進(jìn)度。因此重視并加強(qiáng)調(diào)度工作，使各個(gè)施工點(diǎn)能夠順利有序進(jìn)行，是沐若施工的一個(gè)有效的手段。仔細(xì)安排相互交叉影響較大的工作內(nèi)容，做好場(chǎng)平、土建、金結(jié)和安裝等前后過(guò)渡階段的施工安排，避免相互影響導(dǎo)致工期延誤。

（3）重視施工隊(duì)伍的技能培訓(xùn)，國(guó)內(nèi)施工時(shí)往往很少進(jìn)行有計(jì)劃的技能培訓(xùn)。沐若實(shí)踐證明，有計(jì)劃成體系的技能培訓(xùn)，能夠大幅提高施工隊(duì)伍的素質(zhì)，進(jìn)而快速推動(dòng)工程進(jìn)展。

（4）把握好關(guān)鍵線路施工，為加快整體施工創(chuàng)造條件。做好工作任務(wù)間的銜接，解決薄弱環(huán)節(jié)；充分做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，材料、設(shè)備、工器具這些必須準(zhǔn)備充足。減少施工準(zhǔn)備占用時(shí)間，降低輔助生產(chǎn)占用的工時(shí)；管理營(yíng)地盡量靠近工作面布置，提高工作時(shí)間的利用率；搞好后勤服務(wù)工作，促進(jìn)施工生產(chǎn)正常進(jìn)行；利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)做好動(dòng)態(tài)管理，做好檢查總結(jié)和節(jié)點(diǎn)控制，適時(shí)調(diào)整各項(xiàng)工程任務(wù)施工進(jìn)度；完善競(jìng)爭(zhēng)、激勵(lì)機(jī)制，制訂進(jìn)度獎(jiǎng)罰制度，獎(jiǎng)勵(lì)先進(jìn)，處罰落后，激發(fā)勞動(dòng)熱情，提高勞動(dòng)效率。

（5）做好施工中的安全、環(huán)保工作。任何的安全事故都會(huì)對(duì)快速施工造成影響；同時(shí)，環(huán)保也應(yīng)該引起足夠的重視，無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是境外，環(huán)保越來(lái)越引起政府和社會(huì)的關(guān)注，如果只是一味的施工，而忽略了環(huán)保工作，可能會(huì)給施工帶來(lái)巨大的阻擾。因此，在施工組織中，要十分重視環(huán)保工作，一切工作安全先行，預(yù)估施工中的安全隱患，讓安全工作做在前面，為快速施工保駕護(hù)航。有了安全施工的保駕護(hù)航才能使得施工有一個(gè)安全的環(huán)境，不會(huì)受到干擾。沐若實(shí)踐中出以技術(shù)為龍頭，提倡本質(zhì)安全的安全管理，為快速施工提供了順暢通道。

5　結(jié)束語(yǔ)

由于境外項(xiàng)目資源緊缺，環(huán)境復(fù)雜，市場(chǎng)開拓責(zé)任重大。中國(guó)水利水電第八工程局砂石分局在砂石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施過(guò)程中不斷總結(jié)和積累，力求能將好的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)成果應(yīng)用于后續(xù)的工程。這次我們將沐若砂石工程的設(shè)計(jì)、施工特點(diǎn)作一全面總結(jié)，希望能對(duì)今后類似的境外項(xiàng)目有所幫助。

袁云剛（1980-），男，陜西西安人，工程師，大學(xué)本科，主要從事水電工程施工技術(shù)管理工作。

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2016-4-28