李虎-浅析高铁梁场节省资然、节能与环保2011.05.doc

浅析高铁梁场节省资源、节能与环保李虎（中铁五局城通公司，湖南省长沙县星沙经济开发区明月路118号）摘 要 本文针对我国路桥施工技术不断深入发展和施工节能、环保标准不断提高的现状,结合大型梁场施工实际情况来阐述工程建设中的资源节省、节能与环保一些实施方案及措施。适应新时代要求，力求技术进步，力求低的成本、最小的投入、最低的消耗，达到最高标准、最短的工期、客户最满意、最符合环保要求。关 键 词 高 铁 预 制 梁 节 能 环 保1、 前言 本文以石武客专许昌制梁场和江西鹰潭贵溪制梁场的一些实例来阐述工程建设中的资源节省、节能和环保。首先桥梁预制就是一项节省开支的分部工程，集中生产后架设，在施工周期上、成本上大大优于整体现浇。目前国内高速铁路发展相当的快，高架部分多，箱梁预制更是占据了一个很大的板块。搞好资源节省、节能与环保是势在必行。从前期大临建设，施工组织、场地布置，到中期生产，节约成本开支，处理好生产过程中废弃物相当重要。2、 工程概况许昌制梁场位于许昌县胡寨村东北部，起讫里程为DK784+591DK785+127，正线右侧，占地面积162363m2，约244亩，线路穿越许昌、长葛两市。主要桥梁为新许特大桥，许昌制梁场承担新许特大桥的642墩至1259桥台的608孔箱梁预制、架设任务，计划制梁608孔，其中32m箱梁600孔，24m箱梁8孔。溪梁场位于贵溪市河潭镇丰田村，起讫里程为DK417+435DK418+005，位于正线左侧，占地面积165896m2，约248.8亩，负责718片箱梁的预制，其中32m箱梁654孔，24m普高梁46孔，24m低高梁18孔。预制32m梁672片；预制24m梁40片；共需钢筋约43997.6t,钢绞线约6350.4t，C50砼约23.5万方。3、 科学组织，合理布置场地3.1、 科学组织施工，动态优化施组科学的组织施工是项目建设的灵魂，关系到项目能否按期完工，建设项目效益好坏。如针对业主要求，科学的排出节点工期，如何调配劳动力，确定好料源；梁场选址是否科学，进料是否方便，是否有不良地质，施工调查资料是否齐全；针对当地气候条件，是否制定了在特殊情况下的专项施组，如冬季施工、雨季施工、夜间施工；确定好制梁台座、存量台座数量；提梁区布置是否科学，料库及搅拌站、实验室布置是否科学；因地制宜，确定好基础处理方案；尽早确定施工必须机械设备，机械设备是否能及时到场；各项管理人员是否配备齐全。施工组织设计不光开工前要认真编制，在施工过程中仍然要不断优化，根据实际情况变化，调整施组。施工组织可以借鉴，切记盲目套用。否则可能造成巨大资源浪费。例如料库设计多大，多高；结构是否稳定(能否经受当地雨雪)，储量是否满足要求。又如许昌梁场根据工期和线路桥梁比较单一的情况（线路无路基，现浇梁少），配备单层存梁台座。而沪昆贵溪制梁场因线路长而中间穿插较多的路基和连续梁，采用双层存梁台座，提高存梁能力。3.2、 做好梁场选址是关键的第一步其选址过程应根据以下因素综合考虑：a）根据管段内桥群布置、桥跨与梁型布置、制梁工期、路基分布及地质状况等因素综合考虑选址。为尽量减少架桥机调头或拆装，并考虑首架和次架方向运距合理，一般选择在桥群中部，在可能的情况下同梁型最好连续预制以减少模板和台座改造的工作量；b）制梁场的位置应尽量选在地质条件好、场地开阔的地方，减少土石方工程和地基加固处理等临时工程量，降低工程造价。根据箱梁上桥方式和运梁车的爬坡能力通过展线的办法（运梁车的最大可爬坡度一般为3%），将梁场布置在地质条件比较好的地方；c）交通便利，梁场建设过程和预制梁施工时，有大量工程物资和大型制架梁设备运输进出场，因此制梁场位置应尽量与既有公路和施工便道相连，以减少高质量要求的进出场施工便道长度；d）尽量减少征地拆迁量，远离城镇乡村，以节约拆迁费用、减少路地关系干扰；e）尽量远离首架方向有连续梁等现浇桥梁上部结构，避免早期影响架梁施工；3.3、 做好场地布置，配备好硬件。梁场总体布置重点考虑以下几点：a）制梁场总体布置的原则就是紧凑合理、功能齐全，便于制、存、运、架施工，兼顾地形地貌、地质、架梁运距及梁场物资运输的交通便捷情况综合考虑，必须符合工厂化的要求，车间布置合理，道路和排水畅通，养护（包括蒸汽养护和洒水养护）设施一次设置到位，整个预制梁场地面全部硬化、并适当绿化。b）总体布置规划时不仅要按制梁施工流程进行设计，还要根据实际地形、机械设备配置、桥梁上桥方式、提运架设备的安拆以及架桥机调头等因素，综合考虑确定梁场各区域的布置，统一规划场内交通、供水、供电、供气、防火、防洪排涝以及环境保护等。c）拌和站、锅炉房宜靠近制梁台座设置，并远离办公生活房屋。所有的电器设备按安全生产的要求进行安装，所有穿越施工便道的电线路全部采用从硬化地面下预埋的管路穿过或架空越过，变压器设置的安全距离要符合相关规范规定。办公、生产、生活区房屋的设置应满足标准化管理的要求，做到区域功能分明，并进行绿化。d）场区周围设置有专门的排水系统和废弃物堆放场地，保证工程废水、废弃物不对自然水系和农田造成污染。e）梁场内各区域互为一体，道路应贯通以方便场内交通运输，但区域间也相对独立，特别是混凝土拌和区域平面布置，既要减少物资运距及二次倒运，也要考虑运输车辆与正常的生产办公之间互相干扰，在场区内最好设置搅拌站等大型物资运输车辆专用通道，既可以适当降低场内其它区域的便道设计等级，也减少了对生产生活办公等干扰。是否能在大临建设无限量的投入？当然不是，工程项目是讲究效益的。如果预制场做得过于奢华，而生产出来的产品达不到制梁要求。等于做无用功。投入要适宜、科学、讲究效益。3.4优化管理，配备好软件。首先是组织机构的优化，能适应生产要求，能适应国家对梁场工厂化要求（认证）。组织机构分工要明确，机构不宜臃肿而导致运行效率低。配备好能适应生产管理的管理人员和劳力。技术人员素质要高，劳力要充足，但有不能浪费，根据生产需要，分阶段补充劳力，适应工期要求。根据铁道部质量监督检验中心要求，高铁梁场必须作为单独一个企业存在，必须经过国家质检总局委托的铁道部质量监督检验中心实地核查合格后，经全国生产许可证办公室颁发生产许可证后能大规模生产。 梁场领导班子设置场长、总工、书记、副场长，下设置工程部、安质部、物资部、机电部、合同部、财务部、实验室、综合办公室。梁场必须制定企业标准、工艺细则等工艺文件，指导施工生产。4、 生产过程控制、节能和废弃物处理4.1、 把控原材料箱梁原材料消耗大，如一片梁钢筋钢筋约63吨，混凝土达334方，量很大。如果在每一片梁上提高材料利用率，整个预制场累积将节省大量材料，在材料价格上涨的今天给项目节省的投入是相当可观。但是节省材料不是偷工减料，是在保证质量的前提下，减少原材料浪费，或者调配尾料给其他配套工程从而给整个项目节省开支。4.1.1、 钢筋节省管理首先可以从下料设计上节省，合理配置不同型号钢筋下料，尽量减少尾料。钢筋加工应根据设计图纸，严格控制设计尺寸的同时，提高尾料的利用率。比如钢筋代号Na半成品加工下料长度为6.2米，钢筋代号Nb半成品下料长度为2.7米，单片梁Na与Nb设计数量大致相等，规格型号相同。而钢筋进料长度为9米。在下料时候可以一根9米的钢筋下一根Na与Nb。这样一根钢筋尾料只0.1米。其次做好钢筋存放管理，防止锈蚀，如露天存放在下雨前做好覆盖。先进材料先用，后进材料后用。避免因存放过久而达不到使用质量要求而成为废品。并做好物资领料管理，做好领用台账，严格核定施工队领用物资，加强成本控制。做好材料入场检验，入场前严格执行送检制度，不合格品坚决不予进场。大规模生产期间，技术部门（工程部）根据工程进度和设计图纸准确的计算所需钢筋用量，提供给物资部门物资计划（包括年计划、季度计划、月计划）。物资部门根据技术部门提供的物资计划，结合现场物资动态，制定采购计划。此外物资部门每月、每季度做好物资盘点工作，进一步核定物资采购。在工程接近尾声时候（制梁快结束的时候）盘点工作更要加大力度、加大频率。尽量不要在收尾阶段留下大量剩余材料。4.1.2、 锚具、钢配件、预埋件管理锚具、预埋件、钢配件有个共同的特点是价格昂贵，如接地端子、预埋钢板、工作锚、伸缩缝预埋型钢、预埋槽道等。如果管理得当，可以实现零损耗。例如石武许昌梁场最终盘点锚具剩余量为零，喇叭口仅仅剩余一个。这个和钢筋一样，也是需要技术部门和物资管理部门的紧密配合。技术部门跟踪设计院的设计、设计交底，仔细核对预埋件数量、型号，提供物资计划。物资部门根据技术部门提供的物资计划进行采购。物资保管与钢筋一样重要，不光防腐蚀，更要做好防盗，造成不必要的损失。4.1.3、 水泥、砂石料、减水剂管理水泥与砂石料用量大，大规模产梁的时候要求库存量大。库存保管很关键，水泥防结块不能使用。特殊季节保管特殊措施很重要，如夏季灌装水泥降温、冬季减水剂加温、碎石冬季保暖。4.1.4、 施工场地物资合理互配施工中灵活运用场地和资源，因地制宜。例如浇筑梁剩余的尾料可以用来浇筑遮板，因遮板场就在梁场周围，遮板使用C40混泥土，梁为C50,完全能代替使用。尾料倒掉可惜，正好用上。架桥机调头场地在调头结束后可作为遮板存放场，节约场地和场地基础处理费用。4.2、 工艺上把控，减少资源浪费、能源损耗4.2.1、 减少返工，加强技术管理加强技术管理是不光要求产品达到质量目标，更进一步要求工艺要细，每道工序都要求严格质检。从而达到尽量不返工的目的。返工不仅浪费原材料和劳力，还会浪费宝贵的时间，影响工期。例如在钢筋加工过程，如果技术交底不明确或者质检不到位，可能会使钢筋下料错误或者加工精度不够而不能使用，或者是绑扎错误，导致返工。桥面预埋钢筋（竖墙、防护墙），预埋钢配件（接触网预埋钢板、下锚拉线预埋钢板、预埋槽道等）预埋位置保证准确和防腐蚀（涂刷水泥浆防锈蚀），对于镀锌丝口进行必要的防护措施（套筒塞海绵，螺丝缠胶带）。避免桥面施工因位置不对或者锈蚀而不能使用要进行处理。混凝土施工是特殊过程，容易由于施工技术不到位产生缺陷。轻微缺陷能修补，严重缺陷会使梁成为废品，造成巨大浪费。另外混凝土方量也是一个重要成本控制点，试计算，如果每片梁顶板浇筑厚2cm,也就是12(梁宽)*32.6（梁长）0.02（厚）=7.8方，700片梁也就是5460方，换算成2010年底混凝土成本价格660（每方材料价格，未计算工费）*5460=360万。可想过程控制对成本产生多大的影响，只是区区的2cm。梁面平整度也是一个容易产生返工的成本控制点，如果施工处的梁平整度不满足客专4米3mm的要求，会造成梁架上桥面以后返工打磨，打磨控制不好，又会增加修补费用。不仅仅对质量外观产生重大影响，还会浪费大量人力，耽误桥面施工工期，另外给公司企业形象造成损失，损失不可估量。最致命是出现大面积漏捣和狗洞，对后续张拉、压浆产生影响（锚下空洞、压浆管道间串孔）耽误工期，同时浪费人力去处理。如处理后仍然不能满足验收标准，会使梁成为废品，造成重大损失。一片梁32米梁造价大约68万。针对桥面平整度，贵溪制梁场根据许昌梁场施工总结加入了梁面钢模板，精确收面，虽然增加了劳力和工费，但是更好的外观质量和免于后续的桥面打磨无疑是节省了一大笔开支。张拉、压浆工序也存在许多成本与工期控制点。如操作油泵液压油损耗、油压表损耗、张拉产生问题退锚等。如张拉滞后会导致架梁滞后，影响节点工期。压浆管理不到位，造成浪费或者环境污染等等。这里靠技术人员加强施工过程控制，加强工人培训，避免不必要的损失。梁的外形尺寸控制中，在规范允许范围内，梁总长度宜短不宜长（防止累积误差，伸缩缝不能过窄），梁高宜低不宜高（防止累积误差，桥面标高过高处理麻烦）。4.2.2、 使用先进工艺，提高资源、能源利用率科学技术是第一生产力。更好的生产技术，带来的是更高的质量和更低的成本。例如梁面用提浆整平机的使用，节省收面劳力，同时平整度更加好。贵溪梁场大临建设中在场地中设计合理坡度，让积水及时排除，避免便道及运梁通道损坏，同时更加环保卫生。科学的存放梁，减少搬运运距，同时避免张拉、压浆工作与搬运梁工序相冲突。又如采用无线自动测温系统，测定箱梁各部温度及环境温度，来指导施工生产。当然工艺要满足产品质量要求，不能光为省钱、省人力而不顾质量要求。如目前很多梁场用的钢绞线自动下料器，虽然省下了不少人力，但是出现钢绞线容易散头，不符合质量要求。此工艺还要进一步成熟。在施工实践中创造新方法，适应工艺发展的需要。如在许昌梁场冬季施工中，抛弃传统安装蒸汽管和搭设架管后盖篷布的方法进行存梁区成品梁养护。而利用保温布自重，划分密帖条状篷布覆盖梁，里面生煤炉加蒸气锅进行加温，得到业主的表彰。贵溪制梁场根据其冬季施工期短、冬季温度不特别低的特点在制、存梁区均不用煤锅炉改用电锅炉，不仅搬动灵活，还减小了投入。4.3、 用电、用水管理用电、用水不仅仅是成本管理非常重要的一个环节，更是节能的一个相当重要指标。加强用水管理，包括工业用水和生活用水，杜绝浪费，杜绝出现不关水龙头现象。在许昌制梁场因为梁场用水量大，而北方地区缺水，在存梁区和生活区采用了无塔供水器，解决了梁场场地宽，布置水管麻烦的问题。供水井直径仅20cm，成本底、施工简便。科学的设计电路、经常性组织排查电路故障，杜绝漏电无人管理，杜绝不锁配电箱。电能是我们国家的一项非常短缺的能源，工业上是如此，生活上也要注意，空闲时候关闭电灯、空调。杜绝随意浪费的现象。梁场人多（高峰期管理者加工人400人以上），如每人每天节约一度电，每天就是400多度。4.4、环保措施4.4.1、场地清理及废弃物回收定期对生活驻地进行消毒、灭菌、灭蝇、灭虫、灭鼠，所使用的药品、器械必须是低毒或无毒，不对环境造成污染。严禁随意丢弃医疗垃圾，对环境造成污染。驻地食堂附近置放溲水桶，严禁将食物加工废料、残渣及剩饭等随意、随处丢弃污染农田。生活垃圾及有毒有害固体废弃物，如废电池、废灯管、废油漆桶、废弃