沐若大壩砂石系統(tǒng)快速建造探討

袁云剛（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南　長沙　410004）

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沐若大壩砂石系統(tǒng)快速建造探討

袁云剛（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410004）

馬來西亞沐若水電站大壩砂石系統(tǒng)，承擔大壩主體166萬m3混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務。本文主要從快速施工角度針對砂石系統(tǒng)規(guī)劃、結構設計、施工組織等方面進行了詳細闡述，提出了完善的設計過程和施工經(jīng)驗的總結，討論如何實現(xiàn)快速建造的有效措施，有助于類似工程建設借鑒。

砂石系統(tǒng)；系統(tǒng)規(guī)劃；結構設計；施工組織；快速建造

1　前言

境外水電建設欠發(fā)達地區(qū)，一般自然環(huán)境惡劣，現(xiàn)場工作條件差，設備物資匱乏、人力資源不足、進場困難；同時受當?shù)氐纳鐣h(huán)境、民俗法規(guī)、節(jié)日和文化差異、工會的罷工等影響，不確定因素多、突發(fā)事件影響大。工程建設受上述各種因素的影響，啟動往往滯后，啟動后又要快速見效。砂石作為土建工程先行建設的輔助工程，上述困難幾乎無可回避。因此，從技術、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、結構設計、施工組織整個建設過程進行優(yōu)化，以達到快速實現(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)劃時從工藝設計入手，確保了建造的系統(tǒng)先進、低碳、環(huán)保；在平面布置時保證了系統(tǒng)緊湊，工程量大幅縮減。從源頭確保系統(tǒng)建設的優(yōu)化，為快速建造提供了施展的平臺。

2.1工藝設計

2.1.1轉(zhuǎn)變設計思路，簡化工藝流程

國內(nèi)傳統(tǒng)砂石系統(tǒng)設計強化車間之間的銜接，設置半成品、篩分、破碎、制砂等調(diào)節(jié)料倉，以保證車間進料的穩(wěn)定供給，增強生產(chǎn)可調(diào)性，同時降低對采場生產(chǎn)強度的依賴，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)設計思想則強調(diào)生產(chǎn)源頭的保證性和系統(tǒng)生產(chǎn)線的簡潔流暢，取消調(diào)節(jié)料倉，必要時采取集中式布置；車間多采用鋼結構，建安工作量小、時間短。相應強化采場設備，加強配置和維修保養(yǎng)，使得設備穩(wěn)定可靠，從而保證系統(tǒng)順暢、經(jīng)濟生產(chǎn)。

沐若大壩砂石系統(tǒng)為大型砂石系統(tǒng)，由于語言溝通不暢、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，而中細碎車間全部采用集中式布置，車間自帶鋼制小料倉，確保設備積滿給料。在中小型砂石系統(tǒng)中工藝設計可以完全取消內(nèi)部環(huán)節(jié)的所有調(diào)節(jié)料倉。配套以采場設備的強化，實現(xiàn)了系統(tǒng)快速建設投用和運行成本的有效控制。

2.1.2干式生產(chǎn)設計

濕式生產(chǎn)需要安裝洗石機、洗泥機、脫水篩、排水溝渠、污水污泥處理系統(tǒng)和設備，相應增加了很大的土建工作量。沐若遠離城市，電纜未架設至工地，現(xiàn)場用發(fā)電機進行發(fā)電，水費和電費昂貴，采用濕式工藝不經(jīng)濟，建設過程也會緩慢。

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、金屬結構制作安裝和設備安裝工作量同濕式生產(chǎn)相比大幅下降，建設周期大為縮短，而生產(chǎn)過程也更加經(jīng)濟。環(huán)保和石粉控制均采用除塵工藝實現(xiàn)，整個系統(tǒng)工藝設計科學合理，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)布置應結合地形、地質(zhì)，以及工藝設計等特點，地形條件較好的情況下，砂石需求量不大時，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，考慮階梯開挖利用地勢。破碎、篩分車間由上至下，階梯布置，降低開挖難度，提高膠帶機運行效率，節(jié)約耗電量。

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

3　結構設計階段

結構設計的選型、優(yōu)化，使得整個建造能夠快速的從圖紙到實體。沐若砂石系統(tǒng)除地表以下無法采用鋼結構的情況下使用混凝土結構，其他地上部分基本選用鋼結構。車間鋼結構均由國內(nèi)制作完成后運輸至現(xiàn)場進行拼裝，雖然遠程運輸單價有所提高，但是由于身處材料和物資都極度不豐富、熟練勞務稀缺的環(huán)境中，進行現(xiàn)場制作的成本并不低，而將費工耗時的制作部分放在了物資豐富、勞工費用低、勞動效率高、流水線作業(yè)的國內(nèi)，在現(xiàn)場僅為拼接和安裝，能夠大量的節(jié)約工期和管理成本。

3.1擋墻鋼結構

在砂石系統(tǒng)施工中，擋墻是較為常見的一種結構，通常采用漿砌石或鋼筋混凝土，施工復雜，工程量大，時間長，不利于快速施工。若結合鋼結構，可以很好的改善這一缺點。半成品料倉、篩分調(diào)節(jié)料倉均采用鋼混結合的方式設計施工、以二篩料倉擋墻為例，擋墻下部3.4m高采用漿砌石和混凝土筑成、上部4m采用鋼結構焊制而成，并在鋼結構的底部澆筑1m高C20混凝土，擋料高度5.2m。實踐證明，采用這種方法，有效的縮短了施工時間，可實現(xiàn)快速施工。在安全性方面，通過對擋墻進行安全驗證，擋墻整體穩(wěn)定可靠。

3.2地弄鋼結構

地弄也是砂石系統(tǒng)施工中較為常見的一種結構，與擋墻一樣，通常采用鋼筋混凝土結構，施工復雜，工程量大，時間長，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構地弄，而各調(diào)節(jié)料倉采用集裝箱加固的方法代替鋼筋混凝土結構地弄，很好的實現(xiàn)了快速施工。

3.3雨棚選型

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

3.4桁架結構和車間結構

為了節(jié)省工期，將桁架鋼結構分為立聯(lián)、上聯(lián)、下聯(lián)等片狀結構在國內(nèi)加工，形成桁架的半成品，運輸?shù)浆F(xiàn)場后再進行拼裝，大大縮短了桁架的制作安裝時間，實現(xiàn)快速施工。

砂石系統(tǒng)車間采用鋼結構或PC構件裝配式施工大幅提高了施工進度，在沐若資源緊缺的環(huán)境中，實踐證明這一方式有明顯的優(yōu)勢。

3.5所有車間基礎板式或者條形設計

車間基礎結構設計成板式或者條形基礎，既利于設備的穩(wěn)定運行，又方便混凝土施工，同時簡化了開挖、清面、立模工作。除了粗碎車間，所有車間結構基礎基本上一個臺班即可完成澆筑任務；從而提高了施工進度。

4　施工組織階段

國內(nèi)砂石工程施工，在進度出現(xiàn)偏差、需要加快施工時，能夠采取的的組織措施有：增加工作面，組織更多的施工隊伍；增加施工作業(yè)時間；增加各個工作面的勞動力及施工機械設備等。但依靠增加施工隊伍、增加勞動力和施工機械設備的措施在沐若基本上是不可行的。可行的加快施工進度的措施為：

（1）縱向拓展，單項提高生產(chǎn)效率，達到快速施工的目的提升達到一定的水平后，再想提升成本相當大，效果卻甚微。在沐若橫向拓展必將急劇增加短期的勞動力投入而不可行。實施時先橫向拓展，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行分解并轉(zhuǎn)嫁，使各車間或桁架構件以半成品的形式，由其他廠家提供，有效的利用外界資源。達到橫向拓展，實現(xiàn)快速施工的目的。

（2）重視并加強施工現(xiàn)場調(diào)度工作，避免施工現(xiàn)場的混亂，造成資源配置不均不能兼顧而耽誤一方施工，或施工點過于集中導致相互干擾而影響進度。因此重視并加強調(diào)度工作，使各個施工點能夠順利有序進行，是沐若施工的一個有效的手段。仔細安排相互交叉影響較大的工作內(nèi)容，做好場平、土建、金結和安裝等前后過渡階段的施工安排，避免相互影響導致工期延誤。

（3）重視施工隊伍的技能培訓，國內(nèi)施工時往往很少進行有計劃的技能培訓。沐若實踐證明，有計劃成體系的技能培訓，能夠大幅提高施工隊伍的素質(zhì)，進而快速推動工程進展。

（4）把握好關鍵線路施工，為加快整體施工創(chuàng)造條件。做好工作任務間的銜接，解決薄弱環(huán)節(jié)；充分做好各項施工準備工作，材料、設備、工器具這些必須準備充足。減少施工準備占用時間，降低輔助生產(chǎn)占用的工時；管理營地盡量靠近工作面布置，提高工作時間的利用率；搞好后勤服務工作，促進施工生產(chǎn)正常進行；利用網(wǎng)絡技術做好動態(tài)管理，做好檢查總結和節(jié)點控制，適時調(diào)整各項工程任務施工進度；完善競爭、激勵機制，制訂進度獎罰制度，獎勵先進，處罰落后，激發(fā)勞動熱情，提高勞動效率。

（5）做好施工中的安全、環(huán)保工作。任何的安全事故都會對快速施工造成影響；同時，環(huán)保也應該引起足夠的重視，無論是在國內(nèi)還是境外，環(huán)保越來越引起政府和社會的關注，如果只是一味的施工，而忽略了環(huán)保工作，可能會給施工帶來巨大的阻擾。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，為快速施工保駕護航。有了安全施工的保駕護航才能使得施工有一個安全的環(huán)境，不會受到干擾。沐若實踐中出以技術為龍頭，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　結束語

由于境外項目資源緊缺，環(huán)境復雜，市場開拓責任重大。中國水利水電第八工程局砂石分局在砂石系統(tǒng)的設計、實施過程中不斷總結和積累，力求能將好的設計思想和設計成果應用于后續(xù)的工程。這次我們將沐若砂石工程的設計、施工特點作一全面總結，希望能對今后類似的境外項目有所幫助。

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

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2016-4-28