水泥廠土建設(shè)計(jì)管理簡述

葛宏偉

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院,合肥 230051)

水泥廠土建設(shè)計(jì)管理簡述

葛宏偉

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院,合肥 230051)

一條完整水泥生產(chǎn)線的土建設(shè)計(jì)管理會(huì)影響到施工進(jìn)度和難度、建設(shè)成本以及全廠的外觀。為了最大限度地實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo),土建設(shè)計(jì)管理要做到全廠建筑風(fēng)格統(tǒng)一,滿足進(jìn)度要求,盡可能方便施工,滿足工藝流程。

水泥廠; 土建設(shè)計(jì); 管理

水泥廠土建設(shè)計(jì)工作在設(shè)計(jì)中是“下游”專業(yè),在施工中是“上游”專業(yè),所以,土建設(shè)計(jì)工作在水泥廠建設(shè)中起著關(guān)鍵作用。管理好土建設(shè)計(jì),對(duì)工程造價(jià)、施工進(jìn)度及工期至關(guān)重要。根據(jù)工藝流程,一條完整的水泥生產(chǎn)線通常分為生料配料站、生料磨、廢氣處理系統(tǒng)、預(yù)熱器分解系統(tǒng)、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(fā)運(yùn)處、原料堆場、石膏堆場、原煤堆場、石灰石堆場、機(jī)修、倉庫、循環(huán)水池、中央控制室以及破碎車間等。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求,并應(yīng)保證生產(chǎn)工藝必須的操作、檢修面積和空間,同時(shí)應(yīng)滿足采光、通風(fēng)、防寒、隔熱、防水、防雨、隔聲、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等要求。

1 建筑方案的確定

1.1 建筑形式以及建筑風(fēng)格

窯頭到熟料庫拉鏈機(jī)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(jié)構(gòu)或混凝土框架結(jié)構(gòu),做成鋼結(jié)構(gòu)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(hù),這些建筑形式外形宜全廠統(tǒng)一。要嚴(yán)格貫徹“以防為主、防治結(jié)合、綜合治理”和“三同時(shí)”方針,采用適用、可靠的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,做到整個(gè)生產(chǎn)線環(huán)保設(shè)施配套齊全,防止污染物“跑、冒、滴、漏”,使其在生產(chǎn)過程中得以有效的消除。經(jīng)過綜合治理和循環(huán)利用后,排放污染物要符合規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 功能性要求

總平面布置要充分利用地形、地勢(shì)和工程地質(zhì)條件,做到功能分區(qū)明顯,各項(xiàng)設(shè)施的布置緊湊協(xié)調(diào)。

1.3 屋面設(shè)計(jì)

廠前區(qū)及輔助建筑的屋面可采取組織性排水,生產(chǎn)廠房的屋面可采取自用排水。鋼筋混凝土屋面坡度應(yīng)不小于2%,常年雨水量大的地區(qū)屋面可采用結(jié)構(gòu)找坡,加大坡度;壓型鋼板屋面坡度應(yīng)不小于10%,當(dāng)板面無橫縫時(shí)坡度可適當(dāng)降低。同時(shí),上人屋面四周必須加護(hù)欄,確保安全。

2 結(jié)構(gòu)方案的確定

項(xiàng)目執(zhí)行的好壞,其中一個(gè)關(guān)鍵因素是設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。在滿足安全防范和功能所需的前提下,設(shè)計(jì)必須優(yōu)化才能獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 最大程度地方便施工

近年來,水泥生產(chǎn)線規(guī)模大都在4 000 t/d的規(guī)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(jié)構(gòu),就需要大量腳手架,這樣既增加了建設(shè)成本,也延長了建設(shè)周期。將庫頂設(shè)計(jì)成鋼結(jié)構(gòu)組合屋面,施工周期、成本也明顯降低;附屬在筒倉外側(cè)的提升機(jī)樓,宜做成鋼結(jié)構(gòu),在做筒體滑模施工時(shí),庫壁外表面預(yù)埋鋼板,與鋼結(jié)構(gòu)焊接連接,施工方便、周期也短。

2.2 基礎(chǔ)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(chǔ)相碰的可能性就越大,相鄰車間設(shè)計(jì)由不同的人負(fù)責(zé),各自設(shè)計(jì)自己的車間,很容易導(dǎo)致基礎(chǔ)重疊,這就需要把各個(gè)車間的基礎(chǔ)放在總平面圖中按照實(shí)際尺寸放樣,在圖紙外發(fā)之前解決基礎(chǔ)重疊問題。此外,也可能發(fā)生這種情況:基礎(chǔ)在平面圖中雖然不會(huì)重疊,相鄰埋深較深基礎(chǔ)會(huì)受到較淺基礎(chǔ)的受力影響。按照相鄰基礎(chǔ)的高差不宜大于基礎(chǔ)凈距的一半,就可以基本不考慮相鄰基礎(chǔ)的相互影響。同一建筑物不宜采用兩種基礎(chǔ)形式,避免不均勻沉降對(duì)工藝設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生影響。

2.3 控制好車間的設(shè)計(jì)次序

預(yù)分解系統(tǒng)以及水泥磨車間的土建施工和設(shè)備安裝周期長,是水泥生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目的主要控制車間,必須優(yōu)先設(shè)計(jì)。然后,安排其他主要車間的設(shè)計(jì),最后再做非主要車間的土建設(shè)計(jì)如循環(huán)水池、空壓機(jī)站、機(jī)修、倉庫等,這些非主要車間設(shè)計(jì)簡單、施工和安裝周期也很短,可放在最后階段設(shè)計(jì)。

2.4 梁、柱截面的鋼筋選取

同一根柱子的角筋要上下統(tǒng)一,按照最大的結(jié)果選取,每邊的中部鋼筋也應(yīng)該統(tǒng)一。這樣可以減少鋼筋的搭接接頭,既能節(jié)約成本,混凝土與鋼筋的握裹力也會(huì)增強(qiáng)。同時(shí),梁柱節(jié)點(diǎn)的混凝土澆筑質(zhì)量不會(huì)因?yàn)殇摻钐芏y以保證。等高截面連續(xù)梁底部鋼筋宜選用統(tǒng)一截面,減少搭接接頭,進(jìn)一步降低成本。

3 建筑材料及結(jié)構(gòu)構(gòu)造的確定

3.1 建筑材料

由于建筑材料市場貨源供求關(guān)系和當(dāng)?shù)氐氖┕l件的影響,對(duì)一些不確定的材料要及時(shí)與業(yè)主確定。鋼筋在混凝土規(guī)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(shè)計(jì)返工,必須事先與業(yè)主確認(rèn)。對(duì)土建設(shè)計(jì)為樁基的場地,根據(jù)場地條件和當(dāng)?shù)氐氖┕で闆r,選用預(yù)制樁或灌注樁,灌注樁又有人工挖孔、機(jī)械鉆孔和沖孔等幾類,設(shè)計(jì)前也要確認(rèn)。

3.2 深基坑的防水

深基坑的防水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合,剛?cè)岵?jì)、因地制宜、綜合治理”的原則,并做到定級(jí)精準(zhǔn)、方案可靠、施工簡便、耐久適用、經(jīng)濟(jì)合理。應(yīng)考慮地表水、地下水、毛細(xì)水管水等的作用,以及由于人為因素引起的附近水文地質(zhì)改變的影響。從工程規(guī)劃、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、施工工藝等各方面,系統(tǒng)地做好基坑的防排水設(shè)計(jì)。

獨(dú)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(shí)現(xiàn)。設(shè)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(nèi),直徑40 m以上的熟料庫內(nèi)部要設(shè)置三道地坑,地坑與筒倉倉壁為避免不均勻沉降,設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)采取以下措施:1)橡膠止水帶;2)在變形縫兩側(cè)地坑內(nèi)四周預(yù)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(shè)置集水坑,少量滲水需用泵抽出。

3.3 墻體設(shè)計(jì)

框架填充墻應(yīng)采用各類砌塊、非粘土空心磚、頁巖等燒結(jié)磚或輕質(zhì)板材;鋼結(jié)構(gòu)墻面應(yīng)采用金屬壓型鋼板或其它大型板材。在寒冷及風(fēng)沙大的地區(qū),建筑應(yīng)設(shè)置封閉式圍護(hù)結(jié)構(gòu),散熱量較大及無需防護(hù)的車間可采用開敞式或半開敞式廠房,并應(yīng)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(fēng)機(jī)房、壓縮空氣站等車間,應(yīng)減少外墻上的門、窗面積,外墻維護(hù)應(yīng)具有隔音功能。預(yù)均化堆場等車間,宜做成封閉式維護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.4 樓梯及防護(hù)欄桿的設(shè)計(jì)

生產(chǎn)車間可采用鋼樓梯作為工作平臺(tái)交通梯,樓層間疏散梯的設(shè)置應(yīng)符合國家防火規(guī)范的規(guī)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(tái)的臨空周邊、垂直運(yùn)輸孔洞以及樓梯洞口的周邊應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿,且欄桿底部應(yīng)設(shè)置高度不小于100 mm的防護(hù)板。

4 設(shè)計(jì)進(jìn)度的控制

設(shè)計(jì)進(jìn)度是整個(gè)工程進(jìn)度中的一個(gè)環(huán)節(jié),而且其他環(huán)節(jié)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)度影響很大。設(shè)計(jì)既能作為“上游”專業(yè)參與合同的制定,又可以作為“下游”專業(yè)提供圖紙,土建設(shè)計(jì)貫穿了整個(gè)工程的全部過程。

4.1 成立一個(gè)獨(dú)立團(tuán)隊(duì)

由專業(yè)負(fù)責(zé)人抽調(diào)出設(shè)計(jì)人員,針對(duì)項(xiàng)目成立一個(gè)獨(dú)立團(tuán)隊(duì),研讀設(shè)計(jì)合同,對(duì)已竣工的工程進(jìn)行總結(jié)回顧,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn),避免相同的問題再次出現(xiàn)。

4.2 進(jìn)度的編制及控制

專業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)整個(gè)工程各個(gè)車間的設(shè)計(jì)時(shí)間編制計(jì)劃,同時(shí)要考慮“上游”專業(yè)資料的完整性以及現(xiàn)場施工的順序性。對(duì)整個(gè)工程的設(shè)計(jì)進(jìn)度按照編制好的計(jì)劃來執(zhí)行,同時(shí)密切聯(lián)系“上游”專業(yè)的變更,現(xiàn)場的進(jìn)度要求適時(shí)調(diào)整,做到合理滿足進(jìn)度要求。為了滿足施工進(jìn)度,在編制計(jì)劃時(shí)可將圖紙分部設(shè)計(jì),先出基礎(chǔ),再出上部結(jié)構(gòu)施工圖。

5 結(jié) 語

土建設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的“下游”專業(yè),是全廠施工的“上游”專業(yè)。時(shí)間緊、任務(wù)重,如何在較短的時(shí)間內(nèi),完成較優(yōu)的設(shè)計(jì),土建設(shè)計(jì)管理就顯得尤為重要。每個(gè)車間的工藝方案應(yīng)該與土建設(shè)計(jì)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(yōu)化,以期達(dá)到建筑合理、結(jié)構(gòu)安全、施工方便、節(jié)約成本的目標(biāo)。

[1] 楊錫齡.相鄰基礎(chǔ)的相互影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào),1964,9(4):74-87.

[2] JGJ94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 10J301,地下建筑防水構(gòu)造[S].

[4] 汪 陽,田俊峰.寒區(qū)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