水泥廠土建設計管理簡述

葛宏偉

(合肥水泥研究設計院,合肥 230051)

水泥廠土建設計管理簡述

葛宏偉

(合肥水泥研究設計院,合肥 230051)

一條完整水泥生產線的土建設計管理會影響到施工進度和難度、建設成本以及全廠的外觀。為了最大限度地實現建設目標,土建設計管理要做到全廠建筑風格統一,滿足進度要求,盡可能方便施工,滿足工藝流程。

水泥廠; 土建設計; 管理

水泥廠土建設計工作在設計中是“下游”專業,在施工中是“上游”專業,所以,土建設計工作在水泥廠建設中起著關鍵作用。管理好土建設計,對工程造價、施工進度及工期至關重要。根據工藝流程,一條完整的水泥生產線通常分為生料配料站、生料磨、廢氣處理系統、預熱器分解系統、生料均化庫、窯中、窯頭、熟料庫、水泥庫、水泥配料站、水泥磨、水泥包樁及發運處、原料堆場、石膏堆場、原煤堆場、石灰石堆場、機修、倉庫、循環水池、中央控制室以及破碎車間等。

建筑結構設計應滿足生產工藝要求,并應保證生產工藝必須的操作、檢修面積和空間,同時應滿足采光、通風、防寒、隔熱、防水、防雨、隔聲、衛生標準等要求。

1 建筑方案的確定

1.1 建筑形式以及建筑風格

窯頭到熟料庫拉鏈機廊道通常采用全封閉形式,皮帶廊的形式通常有上翻或下翻,廊道的采光通常選用采光帶和窗戶,廊道支架做鋼結構或混凝土框架結構,做成鋼結構的柱子以及斜撐桿件選用同一形式型鋼,建筑外墻封閉采用磚墻和彩鋼板維護,這些建筑形式外形宜全廠統一。要嚴格貫徹“以防為主、防治結合、綜合治理”和“三同時”方針,采用適用、可靠的先進技術和設備,做到整個生產線環保設施配套齊全,防止污染物“跑、冒、滴、漏”,使其在生產過程中得以有效的消除。經過綜合治理和循環利用后,排放污染物要符合規定的排放標準。

1.2 功能性要求

總平面布置要充分利用地形、地勢和工程地質條件,做到功能分區明顯,各項設施的布置緊湊協調。

1.3 屋面設計

廠前區及輔助建筑的屋面可采取組織性排水,生產廠房的屋面可采取自用排水。鋼筋混凝土屋面坡度應不小于2%,常年雨水量大的地區屋面可采用結構找坡,加大坡度;壓型鋼板屋面坡度應不小于10%,當板面無橫縫時坡度可適當降低。同時,上人屋面四周必須加護欄,確保安全。

2 結構方案的確定

項目執行的好壞,其中一個關鍵因素是設計的優劣。在滿足安全防范和功能所需的前提下,設計必須優化才能獲取最佳經濟效益。

2.1 最大程度地方便施工

近年來,水泥生產線規模大都在4 000 t/d的規模,生料均化庫、水泥庫的直徑通常都在15 m以上。如果庫頂做成混凝土結構,就需要大量腳手架,這樣既增加了建設成本,也延長了建設周期。將庫頂設計成鋼結構組合屋面,施工周期、成本也明顯降低;附屬在筒倉外側的提升機樓,宜做成鋼結構,在做筒體滑模施工時,庫壁外表面預埋鋼板,與鋼結構焊接連接,施工方便、周期也短。

2.2 基礎平面核查

受場地限制和工藝方案的限制,通常相鄰車間的間距很小。如果場地土層承載力不高,相鄰車間基礎相碰的可能性就越大,相鄰車間設計由不同的人負責,各自設計自己的車間,很容易導致基礎重疊,這就需要把各個車間的基礎放在總平面圖中按照實際尺寸放樣,在圖紙外發之前解決基礎重疊問題。此外,也可能發生這種情況:基礎在平面圖中雖然不會重疊,相鄰埋深較深基礎會受到較淺基礎的受力影響。按照相鄰基礎的高差不宜大于基礎凈距的一半,就可以基本不考慮相鄰基礎的相互影響。同一建筑物不宜采用兩種基礎形式,避免不均勻沉降對工藝設備運行產生影響。

2.3 控制好車間的設計次序

預分解系統以及水泥磨車間的土建施工和設備安裝周期長,是水泥生產線建設項目的主要控制車間,必須優先設計。然后,安排其他主要車間的設計,最后再做非主要車間的土建設計如循環水池、空壓機站、機修、倉庫等,這些非主要車間設計簡單、施工和安裝周期也很短,可放在最后階段設計。

2.4 梁、柱截面的鋼筋選取

同一根柱子的角筋要上下統一,按照最大的結果選取,每邊的中部鋼筋也應該統一。這樣可以減少鋼筋的搭接接頭,既能節約成本,混凝土與鋼筋的握裹力也會增強。同時,梁柱節點的混凝土澆筑質量不會因為鋼筋太密而難以保證。等高截面連續梁底部鋼筋宜選用統一截面,減少搭接接頭,進一步降低成本。

3 建筑材料及結構構造的確定

3.1 建筑材料

由于建筑材料市場貨源供求關系和當地的施工條件的影響,對一些不確定的材料要及時與業主確定。鋼筋在混凝土規范2010的過渡期間,圓鋼HPB235和HPB300各地的市場情況都不相同,為避免設計返工,必須事先與業主確認。對土建設計為樁基的場地,根據場地條件和當地的施工情況,選用預制樁或灌注樁,灌注樁又有人工挖孔、機械鉆孔和沖孔等幾類,設計前也要確認。

3.2 深基坑的防水

深基坑的防水設計應遵循“防、排、截、堵相結合,剛柔并濟、因地制宜、綜合治理”的原則,并做到定級精準、方案可靠、施工簡便、耐久適用、經濟合理。應考慮地表水、地下水、毛細水管水等的作用,以及由于人為因素引起的附近水文地質改變的影響。從工程規劃、建筑結構設計、材料選擇、施工工藝等各方面,系統地做好基坑的防排水設計。

獨立地坑的防水問題比較容易解決,可通過加大混凝土板件的厚度和刷防水材料來實現。設置變形縫的長地坑防水問題比較困難,特別是在地基承載力不高的場地內,直徑40 m以上的熟料庫內部要設置三道地坑,地坑與筒倉倉壁為避免不均勻沉降,設計采用止水帶連接。而熟料庫的堆料高度也比較高,在滿倉和空倉的情況下,地坑和倉壁的沉降差難以控制,容易造成普通止水帶拉裂,設計采取以下措施:1)橡膠止水帶;2)在變形縫兩側地坑內四周預埋一圈鋼板,在止水帶壞了的情況下,沿變形縫焊一圈U形鋼板,鋼板壞了可以再焊;3)設置集水坑,少量滲水需用泵抽出。

3.3 墻體設計

框架填充墻應采用各類砌塊、非粘土空心磚、頁巖等燒結磚或輕質板材;鋼結構墻面應采用金屬壓型鋼板或其它大型板材。在寒冷及風沙大的地區,建筑應設置封閉式圍護結構,散熱量較大及無需防護的車間可采用開敞式或半開敞式廠房,并應做好防雨措施。原料粉磨車間、煤粉制備車間、破碎車間、諾茨風機房、壓縮空氣站等車間,應減少外墻上的門、窗面積,外墻維護應具有隔音功能。預均化堆場等車間,宜做成封閉式維護結構。

3.4 樓梯及防護欄桿的設計

生產車間可采用鋼樓梯作為工作平臺交通梯,樓層間疏散梯的設置應符合國家防火規范的規定,主梯寬度不小于0.9 m,鋼梯角度不大于45°,室外鋼梯踏步宜采用鋼格板踏步。車間各類鋼平臺的臨空周邊、垂直運輸孔洞以及樓梯洞口的周邊應設置防護欄桿,且欄桿底部應設置高度不小于100 mm的防護板。

4 設計進度的控制

設計進度是整個工程進度中的一個環節,而且其他環節對設計進度影響很大。設計既能作為“上游”專業參與合同的制定,又可以作為“下游”專業提供圖紙,土建設計貫穿了整個工程的全部過程。

4.1 成立一個獨立團隊

由專業負責人抽調出設計人員,針對項目成立一個獨立團隊,研讀設計合同,對已竣工的工程進行總結回顧,總結經驗、吸取教訓,避免相同的問題再次出現。

4.2 進度的編制及控制

專業負責人對整個工程各個車間的設計時間編制計劃,同時要考慮“上游”專業資料的完整性以及現場施工的順序性。對整個工程的設計進度按照編制好的計劃來執行,同時密切聯系“上游”專業的變更,現場的進度要求適時調整,做到合理滿足進度要求。為了滿足施工進度,在編制計劃時可將圖紙分部設計,先出基礎,再出上部結構施工圖。

5 結 語

土建設計是設計的“下游”專業,是全廠施工的“上游”專業。時間緊、任務重,如何在較短的時間內,完成較優的設計,土建設計管理就顯得尤為重要。每個車間的工藝方案應該與土建設計人員共同商定,在滿足工藝流程的情況下,工藝車間布置建筑方案盡量優化,以期達到建筑合理、結構安全、施工方便、節約成本的目標。

[1] 楊錫齡.相鄰基礎的相互影響[J].浙江大學學報,1964,9(4):74-87.

[2] JGJ94—2008,建筑樁基技術規范[S].

[3] 10J301,地下建筑防水構造[S].

[4] 汪 陽,田俊峰.寒區巖石隧道防水措施淺析[J].山西建筑,2008,34(28):7-8.

Civil Engineering Design Management of Cement Plant

GE Hong-wei
(Hefei Cement Research&Design Institute,Hefei 230051,China)

A complete cement production line construction design management affects the construction schedule and construction cost and difficulty,and all appearance.In order to maximize the construction goal,construction design management should be the unified architecture style,meet the schedule requirements,ensure convenient construction, meet the process flow.

cement plant; civil engineering design;administration

2014-06-05.

葛宏偉(1979-),工程師.E-mail:398079211@qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.041