山区混凝土搅拌站的选址及规划探讨
2020-05-08张兴佳陈成波
张兴佳,陈成波
(中交第三航务工程局有限公司南京分公司,江苏 南京 210013)
1 工程概况
国家高速公路网G4216成都至丽江高速公路华坪至丽江段是云南省干线公路“9210”主骨架网中的第九条放射线中“昆明-华坪-丽江-香格里拉-德钦放射线”的组成部分,位于滇西北的丽江境内,在国家和云南省高速公路网中具有重要地位。本项目位于23合同段内,起止范围为K104+015~K111+200,包含10座桥梁、4座隧道,全线桥隧比高达75%,经项目测算,该搅拌站混凝土生产总量约31万m3,生产的混凝土型号主要有C15~C50。
2 山区特点
项目位于云贵高原西缘及西北部,属横断山脉之一,地表崎岖,群山连绵。高原峡谷、山地、河谷平原和山间盆地(坝子)相互交错,山区面积占总面积的95%左右。地质条件极复杂,地面高差大,变化频繁,属深切高中山峡谷地貌,沟谷较窄,多呈V形峡谷,河谷两岸地形起伏变化大。地质复杂表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖等不良地质。道路交通也是极其不方便,给搅拌站的选址与规划带来的诸多不利的因素。图1为山区鸟瞰图。
图1 山区鸟瞰图
3 厂址选择原则
3.1 地质情况
山区建设搅拌站对地质灾害的考虑尤为重要,在选址时,尽量选择空旷地带[1],如果选择山区一定要规避不良地质灾害地区,必要时寻找有资质的评估单位进行地质评估,不得建设在低洼地带,防止山洪。
3.2 混凝土运输距离
根据混凝土的性能要求,考虑混凝土浇筑的和易性以及混凝土在初凝前入模,另外考虑混凝土原材料进场道路方便安全,所以混凝土搅拌站的建站点与施工工地间距离选择及施工道路的方便与否尤为重要[2]。原则上距离越近越好,在平原地区运输距离控制在10 km以内较为理想,但是因山区地形崎岖且复杂,不可能找到理想的建站点,为满足位置适中、交通方便、距离各施工地点尽可能近的原则,在山区选择混凝土搅拌站的建站点距离施工工地控制在20 km以内较为理想。
3.3 水源、电源
1)水是混凝土搅拌站生产过程中必不可少的材料,且用水量大。在山区建立搅拌站,为保证不因水资源短缺影响生产,可以选用地表水,如果地表水不充足可以选择地下水源,水源经有资质单位检验符合混凝土生产标准后方可使用,在搅拌站建站时要配备足够容量的水箱或者水罐等储水设施。
2)混凝土搅拌站用电量较大,搅拌站的建设应尽可能选择距离高压线或者专线电网相对较近的位置,可以减少电力损耗,降低成本[3]。同时要了解现场所有用电设备的总功率,合理配置变压器、备用发电机组、无功补偿柜,变压器安装要考虑与主要用电设备的距离。
4 场地选择
根据23合同段设计混凝土数量,项目部配置一套HZ180-1S3000型搅拌楼,参数如表1所示,因施工现场处于山区,如果按照平原地区标准建设,需建设在几十公里之外。为保证现场施工生产,项目部通过实地考察,最终选址在罗达拉隧道旁边,处于半山腰地带,这样可以利用现有的主便道,便于原材料的运输。距离最远的施工点只有7 km左右,满足施工生产,保证了混凝土的性能。
表1 HZ180-1S3000型搅拌楼性能表
该建设点通过有资质的地质评估单位进行了实地评估,没有滑坡、泥石流等地质灾害,符合大临设施建设要求。另外,距离高速公路高压专线也较近,解决了用电问题。在水源的选择,在离搅拌站500 m处有一地表水,常年流水且水量充足,可利用地势高差,通过埋管自流到搅拌站,通过检测,满足混凝土用水需要。
5 场地规划
搅拌站由主机、上料皮带、上料仓、水泥罐、料仓、水池等部位组成,在布置规划过程中,对这些的布置尤为重要。通过对地形的测绘,原地貌最大高低差达到9 m,如果场地全部整平,将严重增加搅拌站建设成本,建设周期也会延长。通过规划设计,搅拌站按照3台阶式进行建设,可充分利用地形,减少土方开挖,降低搅拌站建设成本。
5.1 厂区台阶式设置
将搅拌楼、水泥罐、传输皮带等设置在最低平台,在第二平台区域设置上料仓,第三平台设置料仓。在料仓布置时,为了更好地利用地形,满足料仓排水要求,料仓地面按照3%的坡度进行场地平整。因场地有限,料仓按照满足3天生产的需求进行设置,这样既能保证生产的需求,场地也得到合理利用。图2为搅拌站鸟瞰图。
图2 搅拌站鸟瞰图
5.2 水泥罐配置
搅拌站主机及水泥罐按照厂家要求布置,其基础地基承载力满足设计要求,混凝土基础通过设计计算满足抗风、抗倾覆要求,因山区道路交通不便,为保证现场正常生产,项目部配置5个150 t水泥罐。
5.3 斜皮带改造
原设计的斜皮带水平长度为40 m,皮带倾角为20°,因场地的限制,现场不能满足原设计斜皮带尺寸的要求。项目部根据场地实际情况,将上料仓建设在第二平台,与地面形成一个4 m的高差,同时,对原设计的斜皮带进行改造,将原来的皮带支架由3节改为2节,保持斜皮带倾角不变,这样斜皮带长度减短22.39 m,既利用了地形,也缩短了传输距离,进而提高混凝土生产效率。
5.4 水池建设
场地相对狭小,在搅拌楼旁没有足够的场地建设水池,项目部根据场地实际情况,在搅拌楼旁采用3 mm厚钢板焊接一个10 m3的水箱,用于混凝土搅拌使用,在搅拌楼上游150 m处采用C25混凝土修建一个100 m3的水池,用于储水,利用地势的高差,水由水池自流到水箱,保证搅拌用水的充足,满足生产需要,节约成本。
5.5 标准化建设
按照云南省标准化建设要求,对厂区进行合理分区布置,提高厂区面积的使用率,施工道路及厂区内必须全部硬化,厂区四周采用栅栏封闭,在厂区内设置三级沉淀池,保证污水排放符合环保要求,在搅拌站出口设置自动洗车池,满足文明施工要求。考虑混凝土运输车的爬坡能力,同时结合土石方填挖平衡,在山岭地区修建施工道路时,道路纵坡必须控制在10%以内。
6 搅拌站安全设施
在山岭地区建设搅拌站,周围环境较为复杂,尤其是在半山腰建设搅拌站,施工便道狭窄崎岖,坡度较大,降雨频繁且降雨量大,滑坡、落石以及泥石流等自然灾害易发生,安全风险很高,因此应确保设备安全运行,做好安全防护措施[4]。
1)在搅拌站建立初期,科学合理规划排水系统,在雨季时能及时将大量雨水排出,避免出现雨水浸泡地面,导致路面不均匀沉降、地基下沉。
2)所有道路和搅拌站内场地进行混凝土硬化,道路临边均设置防撞护栏[5],坡度较大或者转弯处要设置防撞墩,如图3所示,在主要道路进行人车分离,保证安全。
图3 设置防撞墩
3)对于自然灾害的安全隐患,在日常生产中,注意观察周围环境,另外在搅拌站周围设置挡土墙,在地势较高且土体较松散的位置,进行挂网喷浆防护,从而切实保障搅拌站安全[6]。
4)搅拌站作业平台、骨料仓、水泥仓等涉及人身安全的部位均应设置安全防护装置,传动系统裸露的部位设置防护装置和安全检修保护装置。平台和走台宽度按照标准要求进行设置,边缘设置≥18 cm高的踢脚板。
7 结束语
山岭地区建设混凝土搅拌站较平原地带相比受条件限制较大,考虑因素较多,在建设前需要通过实地考察,经过多方面论证,在保证安全的前提下,经济合理的建设搅拌站,保证项目的施工生产。本文基于云南华丽高速公路建设山区混凝土搅拌站为例,探讨在选址及规划方面的经验与做法,为以后在山区建设混凝土搅拌站提供借鉴经验。
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