新疆阿喀高速公路3标混凝土工程施工规划.docx
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新疆阿喀高速公路3标混凝土工程施工规划
新疆阿喀高速公路3标
混凝土工程施工规划
一、工程概况及混凝土工程量分析
1.1工程概况
新疆G3012阿克苏-喀什高速公路3标跨越喀什地区伽师县、克州地区阿图什市、喀什地区喀什市，途经西克尔镇、柯达良互通立交、红旗农场、阿图什、塔库提、喀什等城镇，全长151.482km。
路线基本与G314国道和南疆铁路平行布置，起点桩号K1302+500约对应G314国道K1304+850桩号，终点桩号K1453+982.258对应G314国道K1457+952桩号，工程内容包括路基、路面、桥涵、互通立交和安全设施及预埋管线施工等。
合同工期583日历天，计划于2011年4月28日开工，2012年11月30日完工，扣除每年11月～次年2月受冬季风雪、低温及冻土影响不能施工的因素后，实际有效的施工时间只有432日历天（包括次年11月）。
因该新建高速公路毗邻G314一级公路，所以按照与G314国道的关系划分为3个设计段落，K1302+500～K1421+000段按时速120km/h的新建双向四车道高速公路设计，路基宽28m，其中K1420+900～K1421+000段为路基宽由28m渐变为25m的百米渐变段；K1421+000～K1423+700段按时速100km/h的双向四车道高速公路设计，路基宽25.5m；K1423+700～K1453+982.258段完全利用G314一级公路，设计时速100km/h，路基宽25.5m。
除收费站和中央分隔带出口采用水泥混凝土刚性路面外，其余段落均按沥青混凝土柔性路面结构形式设计。
1.2工程量分析
整个标段混凝土工程包括路基排水沟、路基边坡防护、开挖边坡防护、桥梁、涵洞、互通立交、服务区、导流堤、收费站、中央分隔带出口、河道整治等混凝土工程，设计混凝土标号有C20、C30、C40、C50。
有现浇和预制混凝土之分。
整个标段混凝土总量约61万m3。
因目前初步考虑K1302+500～K1392+756段由项目部自营，其后的段落由合作方完成，所以单独统计了自营段的混凝土工程量总量为45.1万m3，混凝土采取集中拌制供应。
考虑到工期、气温、混合料的有效供应半径等因素，计划将K1302+500～K1392+756段分为3个工区组织混凝土工程的平行施工。
第三工区的起止里程桩号为K1302+500～K1332+281，长29.781km，拟设置拌和系统于G314线K1314里程的西克尔镇东（约对应新建公路K1311+700桩号），混合料平均供应半径15.4km（拌铺两头共估算500m的支线长，下同）；第二工区的起止里程桩号为K1332+281～K1360+414，长28.133km，拟设置拌和系统于G314线K1345里程的道路南侧（约对应新建公路K1342+000桩号），混合料平均供应半径14.6km；第一工区的起止里程桩号为K1360+414～K1392+756，长32.342km，拟设置拌和系统于G314线K1370里程的八盘水磨小镇旁（约对应新建公路K1367+100桩号），混合料平均供应半径16.7km。
各工区混凝土工程量表1-1
表1-1各工区混凝土工程工程量分解表
工区
现浇C30
（m3）
预制C30
（m3）
现浇C40
（m3）
预制C40
（m3）
现浇C50
（m3）
预制C50
（m3）
小计
（m3）
第三工区
K1302+500
～K1332+281
29.781km
下部结构
64945.29
0
106
0
0
0
162415
预制砼
0
12016.2
0
0
0
3372.3
上部结构
77059.41
12.6
902.46
0
3999.83
0
第二工区
K1332+281
～K1360+414
28.133km
下部结构
49562.8
0
0
0
0
0
127800
预制砼
1944.24
7842.50
0
0
0
5192.82
上部结构
61930.54
0
788.68
0
528.4
10.76
第一工区
K1360+414
～K1392+756
32.342km
下部结构
74613.12
0
0
0
0
0
160803
预制砼
4243.00
7133.27
0
0
0
8259.46
上部结构
63032.91
0
1561.1
0
1960.6
0
合计
397331
27005
3358
1.033
6489
16835
451019
备注：
下部结构指的是桥涵的下部工程、上部结构主要指桥涵路面上部的砼及其他不占关键线的砼
二、工期计划及施工强度分析
本标段工程路基土石方和桥涵构筑物、坡面防护等工程量巨大，而工期合同工期只有583日历天，扣除每年11月～次年2月受冬季风雪、低温及冻土影响不能施工的因素后，实际有效的施工时间仅有432日历天（包括次年11月），路基填筑工程和水泥混凝土浇筑强度非常大。
为给桥涵上部预制箱梁、空心板安装和紧后工序路面工程尽量预留一定的施工时间，降低施工强度；而且也要考虑混凝土工程施工所需粗细集料生产加工系统的安装调试、达到一定投产量的成品料的储备，水泥混凝土拌和系统的安装调试等所必需的时间，以上前期准备工作考虑1个半月完成，具备混凝土施工条件。
混凝土主体工程计划2011年7月1日开始施工正线路基上的桥涵工程（下部结构），于2012年6月15日完工，有效施工时间为7.5个月230日历天；预制箱梁、空心板等预制件于2011年9月1日开始预制，于2012年6月30日预制完成，有效施工时间为6个月183日历天；预制箱梁、空心板等预制构件安装于2012年3月1日开始，2012年8月15日完成，有效施工时间为5.5个月168日历天；其他部位的混凝土工程于2012年3月1日开始，2012年9月30日完成，有效施工时间为7个月214天。
各个工区的施工计划和施工强度见表2-1～2-３。
表2-1第三工区混凝土施工计划及强度分析表
表2-2第二工区混凝土施工计划及强度分析表
表2-3第一工区混凝土施工计划及强度分析表
在以上日平均强度指标计算出来后，在用以设备选型时，考虑到施工受不利气候、现场条件等外部环境因素限制而出现的不均衡性，根据经验数据，对拌合设备考虑不均衡系数为1.2（即日高峰强度为日平均强度的1.2倍）来考虑设备选型。
三、设备选型和配置
根据上述施工强度分析结果进行设备选型和配置。
考虑拌合楼每日的维护、检修、清洗罐、等运输车辆等情况，为确保施工强度，混凝土拌制设备每日的有效运行时间控制在15h以内。
3.1水泥混凝土拌和系统
1、第三工区
第三工区水泥混凝土设备选型指标表
日高峰
强度
m3/日
504
504
580
580
1183
1183
743
711
603
603
603
根据上述设备选型指标强度，第三工区水泥混凝土拌和系统高峰日最高生产能力不得小于1183m3/日，小时生产能力不得小于79m3/h。
拟考虑采用90m3/h强制式拌合楼2座，每拌制一盘从进料（20秒）→拌和（60秒）→出料（20秒），平均按2分钟考虑，每盘1.5m3，则每小时生产2×60÷2×1.5=90m3/h＞79m3/h，有效工作时间1160÷90=12.8h＜15h，满足要求。
2、第二工区
第二工区水泥混凝土设备选型指标表
日高峰
强度
m3/日
383
383
464
464
931
931
603
576
467
467
467
根据上述设备选型指标强度，第二工区水泥混凝土拌和系统高峰日最高生产能力不得小于931m3/日，小时生产能力不得小于62m3/h。
拟考虑采用90m3/h强制式拌合楼1座和50m3/h强制式拌合楼1座。
90m3/h站每拌制一盘从进料（20秒）→拌和（60秒）→出料（20秒），平均按2分钟1盘考虑，每盘1.5m3，则每小时生产1×60÷2×1.5=45m3/h；50m3/h站每拌制一盘从进料（30秒）→拌和（60秒）→出料（30秒），平均按2.5分钟1盘考虑，每盘1.0m3，则每小时生产1×60÷2.5×1.0=24m3/h；两台拌合楼每小时共计生产45+24=69m3/h＞62m3/h，有效工作时间923÷69=13.4h＜15h，满足要求。
2、第一工区
第一工区水泥混凝土设备选型指标表
日高峰
强度
m3/日
578
578
672
672
1183
1183
679
642
511
511
511
根据上述设备选型指标强度，第二工区水泥混凝土拌和系统高峰日最高生产能力不得小于1183m3/日，小时生产能力不得小于79m3/h。
拟考虑采用90m3/h强制式拌合楼2座，每拌制一盘从进料（20秒）→拌和（60秒）→出料（20秒），平均按2分钟1盘考虑，每盘1.5m3，则每小时生产2×60÷2×1.5=90m3/h，有效工作时间1354÷90=15h，满足要求。
经过计算，三个工区总共配置5座90m3/h站和一座50m3/h站，每个工区两拌合楼按照子母楼方式集中布置。
在实际配置时，考虑将K1302+500～K1392+756段的预制箱梁和16m预制预应力空心板在第二施工区统一预制，则第二施工区在日高峰强度将增加107×1.2=128m3/日。
则第二施工区间每小时生产能力为71m3/h,同时考虑预制高性能混凝土的拌和时间相比普通混凝土要长30～60S。
第二施工区为了满足普通和高性能预制混凝土的要求和拌制强度，同时加上每年11月份和次年3月份施工的不确定因素，建议将第二施工区的拌合楼配置成2座90m3/h强制式拌合楼。
第三和第一施工区，在将预制箱梁和16m预制预应力空心板统安排给第二施工区预制后，每日生产能力相对减少较少（较少3m3/h），日高峰生产能力均达到76m3/h，考虑到每年11月份和次年3月份施工的不确定因素，为了满足混凝土的拌制强度和潜在的抢工要求，建议将第三和第一工区的拌合楼都配置成2座90m3/h强制式拌合楼。
3.2装载机
第三工区月高峰强度近3万m3混凝土生产量，利用混凝土骨料约4.2万m3，混凝土骨料用转载机从料仓抬运至料斗中，需配置1台装载机上料，拟选用柳工ZL50C装载机。
3.38m3混凝土搅拌运输车
水泥混凝土拌和料采用8m3混凝土搅拌运输车，第三工区有效供料半径预计为15.4km，按20km估算运输车辆往返运距。
相关计算规定如下：
平均时速30km/h；车辆在水泥混凝土拌和站等待时间为上一辆车装料时间（即系统拌制6盘混合料所需时间12分钟），在工作面的等待和卸料时间按输送泵把8m3混凝土输送完时间计算（10分钟）；单辆混凝土搅拌运输车往返运输1次所需时间及每天可运输次数的计算过程如下：
混凝土拌合料运输：
12＋20km÷30km/h×60＋12＝12＋40＋12＝64min，15h/d可往返运输14次。
根据前述，考虑不均衡系数1.5和富余系数1.2后，混凝土拌合料运输车辆的产能不得低于日平均强度1.8倍，即第三工区混凝土日运能不低于1392m3；则需配置的13辆，同时计算得二工区和一工区所需车辆为11辆和14辆。
3.4混凝土输送泵
现场现浇的下部结构和上部结构砼的入仓方式基本考虑全用混凝土输送泵泵送入仓，考虑不均衡系数1.5和富余系数1.2后，混凝土拌合料入仓产能不得低于日平均强度1.8倍，立即975×1.8=1170m3，考虑配置60m3/h的输送泵（HBT60），效率按70%考虑，共需配置1170÷60÷0.7÷15=2台，考虑每个工区至少有3~5个工作面同时平行施工，因此，每个工区配置至少5台混凝土输送泵。
3.5汽车泵
考虑到混凝土入仓的机动性，特别是桥涵施工，每个工区考虑配置1辆汽车泵随即入仓。
3.6混凝土施工主要设备配置汇总
综上所述，项目部自营的K1302+500～K1392+756段混凝土工程施工所需主要设备配置计划如下汇总表所示：
混凝土工程主要施工设备投入计划汇总表
设备名称
单位
三工区
二工区
一工区
合计
90m3/h拌合楼
套
2
2
2
6
柳工ZL50C装载机
台
1
1
1
3
8m3混凝土搅拌运输车
辆
13
11
14
38
60m3/h的输送泵（HBT60
台
5
5
5
15
汽车泵
辆
1
1
1
3
四、施工人员配置估算
根据上述设备配置和设定的施工时间，预计每个工区需配置混凝土工程施工人员130人，3个工区合计需要投入施工人员390人。
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