项目五 施工总布置
一、施工总布置的内容、原则和步骤
施工总布置,就是根据工程特点和施工条件,研究解决施工期间所需的辅助企业、交通道路、仓库、房屋、动力、给水排水管线以及其他施工设施等的平面和立面布置问题,为整个工程全面施工创造条件,以期用最少的人力、物力和财力,在规定的期限内顺利完成整个工程的建设任务。
施工总体布置的设计深度,随设计阶段的不同而有所不同。初设阶段,施工总体布置的主要任务是:根据主体工程施工要求和自然条件;分别就施工场地划分、主要辅助企业和大型临时设施的分区布置及场内主要交通运输路线的衔接等,拟定各种可能的布局方案,进行比较和论证,选择合理的方案。施工设计阶段,主要是在初设阶段施工总体布置的基础上,进行分项分区施工场地和主要辅助企业、大型临时设施的具体布置设计。
施工总体布置的成果,需要标示在一定比例尺的施工地区地形图上,构成施工总体布置图,它是施工组织设计的主要成果之一。
(一)施工总体布置图的内容
施工总平面图是以工程总平面布置图为基础,在经过地面附着物清理和场地平整后的施工现场平面上按不同施工阶段进行合理布置而成的若干张平面布置图,其主要内容有:
1.原有地形、地貌
一切已建和拟建的永久性建筑物、构筑物和地上地下管线及其他设施的位置和尺寸。
2.为施工服务的一切临时性建筑物和临时设施
主要包括:
(1)导流建筑物,如围堰、隧洞、明渠等;
(2)运输系统,如各种道路、车站、码头、车库、桥涵、栈桥、大型起重机等;
(3)各种仓库、料堆、弃料堆等;
(4)各种料场及其加工系统,如土料场、砂料场、石料场、骨料加工厂等;
(5)混凝土制备系统,如混凝土工厂、骨料仓库、水泥仓库、制冷系统等;
(6)机械修配系统,如机械修理厂、修钎厂、机修站等;
(7)其他施工辅助企业,如钢筋加工厂、木材加工厂、混凝土和钢筋混凝土预制构件工厂等;
(9)水、电和动力供应系统,如临时发电站、变电站、抽水站、水处理设施、压缩空气站和各种线路管道等;
(10)生产及生活所需的临时房屋,如办公室、职工及家属宿舍、食堂、医院等;
(11)安全防火设施及其他,如消防站、警卫室、安全警戒线等。
水利水电建设是一个改造自然的过程。永久性建筑物将根据施工进度计划的安排,循着一定的顺序来建造并投入运转。临时性建筑物及其他临时设施也往往随着施工的需要而逐渐建造,主体工程修到一定程度或完成后,或是拆除转移或是作废。同时,随着永久性和临时性建筑物的修建,水文、地形等自然条件也都有了改变。所以,研究施工总体布置解决施工地区的空间组织问题时,就必须与施工进度的时间安排协调起来,同时也会受到施工导流程序的影响。因此,对于工期较长的大型水利水电工程,一般还应根据不同时期的施工条件和特点,分期设计施工总体布置图,以适应不同时期的施工需要。
(二)施工总体布置图设计的原则
施工总平面图设计总的原则是:平面紧凑合理,方便施工流程,运输方便畅通,降低临建费用,便于生产生活,保护生态环境,保证安全可靠。具体内容包括:
1.平面紧凑合理
指少占农田、减少施工用地,充分调配各方面的布置位置,使其合理有序。
2.方便施工流程
指施工区域的划分应尽量减少各工种之间的相互干扰,充分调配人力、物力和场地,保持施工均衡、连续、有序。
3.运输方便畅通
指合理组织运输,减少运输费用,保证水平运输和垂直运输畅通无阻,保证不间断施工。
4.降低临建费用
指充分利用现有建筑,作为办公、生活福利等用房,应尽量少建临时性设施。
5.便于生产生活
指尽量为生产工人提供方便的生产生活条件。
6.保护生态环境
指施工现场及周围环境需要注意保护,如能保留的树木应尽量保留,对文物及有价值的物品应采取保护措施,对周围的水源不应造成污染,垃圾、废土、废料、废水不随便乱堆、乱放、乱泄等。
7.保证安全可靠
指安全防火、安全施工,尤其不要出现影响人身安全的事故。
(三)施工总体布置图设计所依据的资料
(1)设计资料,包括建筑总平面图、地形地貌图、区域规划图、建设项目范围内有关的一切已有和拟建的各种地上、地下设施及位置图。
(2)建设地区资料,包括当地的自然条件和经济技术条件,当地的资源供应状况和运输条件等。
(3)建设项目的概况,包括施工方案、施工进度计划,以便了解各施工阶段情况,合理规划施工现场。
(4)物质需求资料,包括建筑材料、构件、加工品、施工机械、运输工具等物质的需要量表,以规划现场内部的运输线路和材料堆场等位置。
(5)各构件加工厂、仓库、临时性建筑的位置和尺寸。
(6)水源、电源及建筑区域的竖向设计资料。这对布置水电管线和安排土方的挖填非常重要。
(四)施工总体布置图的设计步骤为:
设计施工总平面图,大体可以按下述步骤进行。
1.收集和分析基本资料
设计施工总体布置时,必须深入现场,通过调查研究,掌握一些基本资料,其中包括:施工地区的地形图,比例尺1/10 000~1/1000;拟建工程的布置图;对外交通运输设施,如铁路、公路、航运的资料以及车站、码头等的位置和特征;施工现场附近的居民点和工业企业的资料,如当地的建筑材料、电力供应情况以及机械修配能力等;采料场的位置和范围;河流的水文特性,如在自然条件下和施工导流过程中,不同频率的上下游水位资料;施工方法、导流程序和进度安排等资料。
2.编制临时建筑物的项目清单
在掌握基本资料的基础上,根据工程的施工条件,结合类似工程的施工经验,编制临时建筑物的项目单.并大致拟定它们的占地面积、建筑面积和布置。编制项目单时,应该仔细研究工程的施工方法、施工程序,了解整个施工时期各阶段的施工需要,确定各临时建筑物的使用期限,力求做到比较详尽不要遗漏。
3.对现场布置作出总规划
这是施工总体布置中极其关键的一步,要着重研究解决总体布置中的一些重大原则问题。如:施工场地是一岸布置还是两岸布置;是集中布置还是分散布置?如果是分散布置,则以哪一处作为主要场地;如何分区;哪些临时建筑物采取集中布置的方式;哪些又采取分散布置的方式;施工现场内布置几条主要交通干线;它们的高程和线路如何布局;场内交通与场外交通如何衔接,等等。
水利水电枢纽工程的组成和布置直接影响到施工场地的选择、辅助企业的组成和布置。堤坝式水电站枢纽由于电站厂房靠近大坝,工程比较集中,所以常在枢纽轴线下游的一岸或两岸设立施工场地。如果施工场地设在一岸,则这一岸的选择常受电站厂房位置和对外交通线路的影响。如果分设在两岸,则主要场地的确定也受上述因素的影响。引水式水电站由于电站厂房离取水枢纽较远,所以施工场地常分设在厂房和取水枢纽两处。如果引水建筑物较长,有时还在中间设立辅助的施工场地。工程的组成不同,辅助企业的组成和布置也不同。对以混凝土建筑物为主体工程的枢纽,在施工总体布置时应以混凝土系统为重点,环绕它来规划布置各项辅助企业和临时建筑物。而对以当地材料建筑物为主体工程的枢纽,在施工总体布置时则应把重点放在料场规划、上坝线路等方面,并以此为出发点来规划布置各项辅助企业和临时建筑物。
规划施工场地时,一定要对水文资料进行认真研究。主要场地和交通干线的防洪标准一般不应低于20年一遇。在坝址上游布置临时建筑物和施工设施时要研究导流期间的水位变化,保证在淹没前能够顺利撤出。在峡谷冲沟内布置场地时,还必须考虑到山洪突然袭击的可能。例如我国新安江工程原拟在坝址下游右岸建立主要施工场地,理由是交通方便,地势平坦。在设计过程中经过现场勘测研究,为防止洪水淹没,决定放弃右岸场地,而在左岸开辟山坡布置施工场地。后来施工期间一场大水,右岸整个平地全部淹没,实践证明施工场地移到左岸,虽然运输路线远一点,开拓场地的工程量大一些,但避免了洪水淹没,是完全正确的。
根据我国水利水电工程施工的经验,对于各项临时建筑物和施工设施,宜根据具体情况采取集中和分散相结合的布置方式。例如:砂石骨料的开采和加工,应根据料场的选择来决定,力求做到集中开采、集中加工,大型混凝土制备系统多选择集中布置的方案,但零星分散的浇筑,可以设置临时拌和站或用移动式拌和机来解决;机械修配系统除全工地设中心机修厂外,应在各工区分设机修站,交通运输系统的设施,如车库、修理车间等,以集中布置为好;仓库布置,除设立集中的仓库区以外,对于水泥、炸药等的专用仓库和各工区、各辅助企业的仓库,以分别布置在服务对象附近为好;临时公用房屋和居住房屋,一般都分散布置,形成与各工区相配合的生活区,但部分家属居住区可以在距离现场的适当地点集中;供水、供风往往是分区形成独立的系统,供电则是以集中的临时发电厂或中心变电所为中心,构成全工地统一的供电系统,由变电站分区供应。
在规划施工现场时,要注意以下几条场内运输干线的布置:两岸交通联系的线路,混凝土和水泥的运输线路;土石方运输线路;砂石骨料运输线路;围堰截流的运输线路,金属结构机电设备进厂线路;以及上下游联系的过坝线路等。一般采取高低线统筹布置的方式,能结合的则尽量结合,不能结合的则分别布置。两岸交通联系最好在坝址下游修建永久性跨河桥梁,以保证全年运输畅通。当对外交通采用标准轨专用线时,宜把专用线引入混凝土工厂和水电站厂房,作为运送水泥、机电设备之用。砂石骨料运输线取决于料场、加工厂和混凝土工厂的相对位置,可以设置窄轨机车或皮带机专线运输,也可以利用标准轨专用线。主要对外交通干线应从施工现场的边沿引入,最好不穿过居住区。场内外交通干线要避免平面交叉,如果无法避免时,交角宜在90°左右。
4.具体布置各项临时建筑物
在对现场布置作出总规划的基础上,根据对外交通方式,依次布置各项临时建筑物。当对外交通采用标准轨铁路或水路时,先确定车站码头的位置,以满足车站、码头和线路设计方面的要求;然后布置场内交通线路;再沿线布置施工辅助企业和仓库等各项设施;最后布置行政、文化、生活福利设施及水、电和动力供应系统等。
如果对外交通采用公路时,则可与场内交通联成一个系统来进行考虑和布置;再据以确定辅助企业和主要仓库的位置;最后布置行政、文化、生活福利设施及水、电和动力供应系统等。
在具体布置各项临时设施时,以下方面可以作为参考:
(1)对外运输专用线的铁路车站或汽车基地,可以布置在施工现场的入口附近。铁路车站的地面坡度最好不超过2‰,机车库和检修支线宜布置在车站附近。
(2)工地的一般器材仓库可以靠近车站和线路布置,而油库和其他危险物品仓库(如炸药库)则应单独布置,并和场内外交通联系起来。
(3)混凝土工厂应布置在接近主要建筑物的地区。水泥仓库、骨料仓库、钢筋加工厂、模板加工厂、钢筋混凝土预制构件工厂,在场地宽敞时,都可以靠近混凝土工厂布置。如地形条件不允许,至少应该使水泥仓库、骨料仓库和混凝土工厂布置在一起。
(4)机械修配厂的布置要考虑笨重机械运入运出的方便,最好布置在工地交通干线的侧旁。
(5)码头、停泊处、木工厂(当木材由水路运来时)、供水抽水站均可布置在枢纽下游的河边,但要考虑河水流速、水位等条件的影响。
(6)空压机站、修钎厂等多分散布置在石方开挖地点(如基坑、隧洞)附近,布置时要考虑爆破的安全距离。混凝土工厂附近,也要建立压缩空气站。
(7)闸门和金属结构安装基地常布置在主要建筑物附近,施工用金属结构和设备、钢管加工厂等,可以和它靠近,以便统一使用人力和物力。
(8)水电站设备安装基地布置在水电站厂房附近。
(9)低压变电站或临时发电厂应布置在电能需要量比较集中的地点,如混凝土系统、中心机械修配厂的附近。对隧洞、地下厂房等施工地区,还需要布置由220 V降至36 V的变电设备。
(10)骨料加工厂应布置在料场附近,以免运输废料,同时也可减轻混凝土工厂的拥挤。
5.调整、修改和选定合理的布置方案
在各项临时建筑物和施工设施布置完成后,应对整个施工总体布置进行协调和修正,检查施工设施和主体工程施工之间、各项临时建筑物之间彼此有无干扰矛盾;是否协调一致;生产和施工工艺配合得怎样;能否满足安全防火和卫生方面的要求;占用农田多少;对这些问题进行调整,务使协调,并注意使整个布置留有一定的余地。最后,提出几个可能方案进行比较,选定合理的布置方案。选定方案时,一般可以用以下几个主要指标来衡量,如:各种物资的运输工作量(吨公里数)或运输总费用;临时建筑物的工程量或造价,占用土地或农田的面积;有利生产、易于管理和便于生活的程度等。
根据选定的方案绘制施工总体布置图。
【示例3-4】新安江工程坝址在铜官村下游1 km处,该处为一南北向的V字形峡谷。两岸均为高山,岸坡坡度为30°~50°。河面宽约180 m,河床高程一般在18~20 m之间,常水位约22.5 m。坝址上游为铜官冲积台地,地势平缓宽阔,但高程较低,施工后期将遭淹没。坝址下游1.5 km处有东森源溪汇入,河床冲积漫滩,地势较缓。左岸有紫金滩,右岸有朱家埠等平地可以利用。再下为罗桐埠峡谷,两岸又为高山,直到离坝址4~6 km处才有左岸沧滩,右岸叶家、汪家等冲积台地。根据上述地形特点,新安江工程施工现场布置采取了分区布置的方式,以充分利用自然的冲积台地。其对外交通,开工前主要靠水路和左岸的公路,开工后修建自兰溪到工地的标准轨铁路,长约50 km,自右岸叶家引入,作为主要对外交通线。铁路一股从叶家车站向西,沿新安江右岸经朱家埠直达坝区,另一股向东亦沿新安江右岸直达江村埠沙石料装车站。同时在新安江右岸与铁路平行新建工地公路,作为铁路的辅助线。此外,左右岸均修建通达坝顶的上坝永久公路。坝区左右两岸的交通,原先曾拟建一长度达300 m的公路桥,后改为浮桥渡江的方式,并建一行人铁索桥,但施工实践证明,每逢洪水,两岸交通即发生问题,影响工程施工见图3-8。
图3-8 新安江水利枢纽工程施工总体布置示意图
新安江工程所需沙石料,选定由离坝址下游8.6 km的左岸江村埠料场供应。沙石料开采后,在左岸溪头村沙石筛分厂进行加工堆存。然后通过铁索桥上的皮带机运到右岸装车,再用载重量60 t的底开车厢由铁路运至坝区。新安江工程的混凝土系统设在右岸坝轴线下游约200 m处的开关站平台上。底开车厢送来的沙石料在坝址下游500 m处的卸料地弄卸车,由两列800 mm的皮带机沿山坡绕至高程110 m,经卸料小车卸入料仓内。骨料仓库设在开关站高程88 m的平台上,可以存放18 000 m3骨料,能供混凝土浇筑高峰时期2~3 d使用。所贮骨料通过皮带机送至混凝土工厂。混凝土工厂设有一座C—900型拌和楼和两座C—240型拌和楼,设计总生产能力为日产8000 m3。三座拌和楼都设在开关站高程70 m的平台上。在混凝土系统中还包括有7个水泥罐以及制冰厂、锅炉房等设施。
新安江工程施工中,除混凝土系统布置在坝区外,其他如机械修配厂、混凝土预制品厂、钢筋加工厂、钢管加工厂等辅助企业,都布置在朱家埠附近。工地用电在工地设柴油机发电站、列车电站和黄坛口水电站供应。压缩空气和工地用水则分散供应。行政办公中心设在紫金滩,生活居住房屋则分区布置,便于职工工作和休息。
总之,由图3-8可以看出新安江工程的施工总体布置有如下的特点:
①利用了上下游的天然冲积台地,采取了“一条龙”的布置方式。
②对外交通主要是由右岸进入工地的标准轨铁路,施工总体布置也是以右岸的场地为主。
③坝址附近地形狭窄,混凝土系统不得不占用右岸开关站平台,为此在施工总进度安排中要协调好混凝土系统和开关站平台的施工。
④场内主要交通干线(包括铁路和公路)的布置是合适的,符合因地制宜的原则,只是两岸交通联系问题未能完善解决,在洪水期间受到一定影响,两岸有隔断情况,这一点是值得注意的。
二、场内外交通规划布置
场内外交通运输是保证工程正常施工的重要手段。在施工组织设计中,要研究解决场内外交通运输方案,在实际施工过程中,要正确组织场内外交通运输工作,这对于加快施工速度、节约工程投资都具有重大意义。
在初步设计阶段,对场内交通运输,要着重研究的问题有:
(1)选择对外交通运输方案。
(2)选择场内交通与场外交通的联接方式和地点。
(3)研究重大机件或构件的运输方案和措施。
(4)进行场内主要交通运输线路的平面布置和纵剖面设计,确定路基、路面标准以及各种主要建筑物如桥涵、码头、渡口、隧道、车站、挡土墙等的位置和形式。
(5)提出主要工程量以及人工、材料、机械设备、投资等数量。
选择对外交通运输方案时,应查明工程所在地区已有的交通运输状况和发展计划,根据工程施工特点、年运输量和运输强度,结合上下梯级开发和当地建筑材料采取、采运等的需要,进行统盘研究,作出技术经济比较后选定。
在一般情况下,当工程地点距国家铁路线较近或年运输量在15万t左右时,可以考虑修建标准轨铁路专用线。大型水利水电建设,由于场外运输量大,运输强度高,加之重大部件运输的需要,其他运输方式往往难以满足施工要求。因此在有条件的地方,以采用标准轨铁路专用线的场外交通运输方案为宜。
如果工地距国家铁路网太远,或者没有条件修筑标准轨铁路时,则多采用公路运输的方案。即使是采用标准轨铁路专用线的情况下,由于筑路的工期一般比较长,开工初期常常不能满足施工运输的需要,也要采用公路运输作为施工初期运输的主要方式,待铁路通车以后,公路仍是重要的辅助运输方式。
对于水运条件,应该充分利用,但是要仔细研究河道不同季节的通航运输能力,以及改善水运条件的可能性,这些都要和航运部门取得联系,才能得到落实。
场内运输方式的选择取决于对外运输的方式、运输量、运输距离、运输物料的特点以及地形条件等因素。汽车在场内运输中应用广泛,它的特点是灵活性大,适用于各种运输条件;窄轨铁路在场内运输中,也占有重要的地位,如果地形条件合适,运输量比较大时,采用窄轨铁路往往比较经济;砂石骨料和土料也常采用皮带运输机运输。
标准轨铁路线应按国家规定的设计规范和标准进行专门设计。在初步设计阶段,可参考表3-3的数据进行估算。
表3-3 标准轨铁路主要指标参考数据
当专用线进入工地后,应在工地入口附近设置终点站,车站的地面坡度最好不超过2%,其平面布置图例见图3-9。机车车库和检修支线应布置在车站附近。
我国公路工程技术标准规定,根据其使用任务、性质和交通量分为四个等级(一级到四级)。
一般工地公路专用线和场内公路线,可参照三、四级标准考虑,并结合具体条件作适当调整。如考虑重大件的运输和重型施工机械行驶,可提高线路和桥梁的设计荷载;若考虑到工地内部施工时的交通拥挤情况,可适当加宽路面,提高路面标准。设计时应根据现行的公路设计标准和规范进行。初步设计阶段,可按表3-4列举的主要技术指标考虑。
图3-9 工地终点站平面布置(单位:m)
1.车站;2.站台;3.列车编组场;4.加水设施;5.联国家铁路线;6~至工地内部; 7~至车库、加煤站的检修支线
表中分数,分子适用于平原、微丘地形,分母适用于山岭、重丘地形。
表3-4 公路主要技术指标
在考虑场内运输线路布置时,应力求做到:
(1)减少物料的转运次数,尽可能把通过场外运输专用线送到工地的物料直接运到需用地点。如把专用线引到混凝土系统的水泥仓库(水泥罐),将水泥直接卸入水泥罐中;把专用线引到水电站厂房处,将运来的机电设备直接送到厂房附近的安装场。
(2)减少物料的提升次数,充分利用有利地形,使物料借重力自行降落。
(3)根据地形、地质条件,尽可能缩短运输线路的长度,避免采用工程量大或费用高的附属工程(如隧洞、桥梁等);提前修建永久性道路供施工时使用;对于运输繁忙的交叉点,应力求避免平面交叉;注意提高线路质量等。
正确解决上述问题,对于提高运输效率,降低运输费用,具有相当重要的意义。这里特别要强调的是运输线路质量问题。如果不恰当地企图节省线路的修建费用,造成坡度过陡,弯道过急,路面不良,路基过窄,结果使得运输能力降低,车辆机件轮胎磨耗严重,甚至造成交通事故,影响工程施工,其损失往往比提高线路质量所增加的资金多得多,必须充分注意。
三、施工辅助企业及布置
水利水电工程施工中的辅助企业是确保主体工程施工的后方生产基地。主要的项目有:采料场、骨料加工系统、混凝土制备系统、木材加工厂、钢筋加工厂、金属结构加工厂、混凝土和钢筋混凝土预制构件厂、机械修配厂等。在施工组织设计中,应提出各辅助企业所需要的主要设备及其布置图。
辅助企业的生产规模要满足工程施工的需要,并应尽量减少企业的占地面积和建筑面积。辅助企业的设备布置,要符合生产工艺流程的要求,企业内各车间各工段应相互协调,在满足安全与防火要求的前提下,尽量使各车间、仓库布置得紧凑,以减少产品在制造或加工过程中的运输工作量。
采用先进的生产工艺,实现生产过程自动化、系列化,做到企业内部的设备“成龙配套”,是提高辅助企业生产效率,降低生产成本,减少占地面积的重要途径。
有的辅助企业,如机械修配厂,在设计时还应考虑工程完工后移交地方管理,支援工农业生产的可能性。
辅助企业的生产能力,可按式(3—1)计算:
式中 P——辅助企业的生产能力,以每昼夜生产的产品数量来表示;
Q——工程施工高峰时期需要的产品数量;
T——工程施工高峰时期的延续时间(昼夜);
K——生产的不均匀系数,可采用1.5~2.0,随着生产管理水平的不断提高,生产不均匀系数将逐渐下降。
辅助企业的设备可根据企业的昼夜生产能力和生产工艺流程的要求来选择。辅助企业的面积大小,取决于生产工艺、设备平面尺寸、建筑设计以及安全与防火等要求。
四、仓库及临时房屋布置
为了保存和供应工程施工所需的各种物资器材和设备,必须正确组织仓库业务。
为工程施工服务的仓库。根据物资器材和设备存放的不同要求,可以分为露天式、敞棚式和库房式的。
仓库中物资器材的贮存量,应根据施工条件通过计算确定。一方面要满足工程施工的需要,具有足够的贮存量;另一方面又不能贮存过多,以免造成积压浪费。仓库中某种物料的贮存量,可按式(3-2)估算:(www.xing528.com)
式中 P——某种物料的贮存量(t或m3),
Q——计算时段内该种物料的总需要量(t或m3)
T——计算时段内的工作天数;
K——物料使用的不均衡系数,可以采用I.5~2.0;
t——物料的贮存天数,估算时可参考表3-5。
表3-5 物料贮存天数的估算指标
当求得某种物料的贮存量以后,即可据以确定所需的仓库面积:
式中 F——仓库的总面积,包括通道及管理室等所占的面积(m2);
P——某种物料的贮存量(T或m3);
p——仓库每平方米有效面积的存放量,见表3—6;
α——仓库有效面积的利用系数,可参考表3—6选定。
表3-6 仓库面积估算指标
设在车站、码头的转运仓库和某些吞吐量比较大的仓库,为了保证物料能及时顺利地卸入仓库和发放使用,仓库必须设计有足够长度的装卸前线。仓库装卸前线的最小长度不应小于:
式中 L——装卸前线的最小长度(米);
n——同时装卸的车辆数;
l——运输车辆装卸时的计算长度(米);
l1——运输车辆之间的净距,对于火车车厢采用1.0~1.5 m;对于横停尾卸的汽车采用1 m,顺停侧卸的汽车采用2.5 m。
工地的临时房屋大致可以分为:(1)行政办公用房
工程局或指挥部、工区的办公室、会议室等。(2)居住用房
工人宿舍、干部宿舍、家属宿舍等。(3)文化娱乐用房
俱乐部、学校、幼儿园、图书室等。(4)生活福利用房
医院、商店、浴室、食堂、理发室、厕所等。
表3-7 临时房屋面积估算指标
注:1)全员人数可按年高峰平均数计算,
2)凡有上下限的指标,西北,东北等严寒地区取大值,楼房取大值,
3)其他房屋包括生活供应,银行、邮局等一切其它房屋。
修建这些临时房屋时,一方面应该满足以上各个方面的实际需要,另一方面又必须尽一切可能减少修建费用。为此,应该考虑:
①尽量利用施工地区附近村镇的民房和文化福利设施。
②尽量利用拟建的永久性房屋。例如提前修建工程管理用的办公室、宿舍及文化福利设施等,供施工中使用。
③结合施工地区附近建立新市镇的要求来安排临时房屋的建设。
④采用装配式结构或移动式的临时房屋,以便转移到其他地点或其他工地使用。
⑤对于不能拆移的临时房屋应尽可能利用当地材料修建,并按使用年限选用适当的建筑标准。
工地临时房屋的需要量,取决于工程规模、工期长短以及地区条件等因素。可根据工地的工人、干部及家属的总人数,和国家规定的房屋面积定额,算出各类房屋的建筑面积,并参照工程所在地区的具体条件来确定。初步估算时可以参考表3-7中所列的面积指标。
五、临时水、电管网和其他动力设施的布置
(一)工地供水
设计临时供水时,要解决以下主要问题:
1.确定需水量和需水地点;
2.规定水的质量要求;
3.选择水源;
4.设计供水系统。
工地的需水量由生产用水、生活用水和消防用水三部分组成。
生产用水是指完成混凝土工程、土石方工程等所需的用水量,以及起重运输机械、施工辅助企业和动力设备等所耗用的水量。一般生产用水的需水量可按式(3-8)计算:
式中 Q1——生产用水的需水量(l/s);
q——各用水单位每班(8 h)的平均用水量(L),初步估算时可参考表3-8;
K——用水的不均匀系数,见表3—9;
1.2——考虑水量损失和未计入的各种小额用水的系数。
表3-8 一般生产用水的平均用水量
表3-9 用水的不均匀系数
表3-10 文化福利设施的需水量
至于某些专门性的生产用水,如混凝土坝冷却用水、土坝施工用水、防渗墙施工制备泥浆用水等,则应通过专门计算确定。
生活用水是指工地职工和家属在生活饮用、食堂、澡堂和医疗机构等方面的需水量。
可按下列公式计算:
式中 Q2——生活用水总需水量(L/s);
Q′2——现场工人生活用水需水量(L/s);
Q″2——居住区居民生活用水需水量(L/s),
N1——现场工人人数,
N2——居住区居民人数;
q1——现场工人用水定额,估算时可以采用3~5 L/班;
q2——居住区居民用水定额,估算时以采用25~30 L/昼夜;
q3——文化福利设施的需水量,估算时可以参考表3~10;
K——意义同式(3-8)。
消防用水Q3包括施工现场消防用水和居住区消防用水。施工现场消防用水的需水量与施工现场面积大小有关,当施工现场面积在30万m2以下时,估算时可取10 L/s;面积在30~50万m2时,可取20 L/s;以后每增加25万平方米累加5 L/s。居住区消防用水的需水量,可按居民人数确定,居民人数在1万人以下时,估算时可取5 L/s;居民人数大于1万人时,取10 L/s。灭火的延续时间可按3小时计算。
设计的总需水量可按以下两式计算,选用其中较大值:
以上介绍的用水定额和系数,仅供概略估算之用,具体设计时,还须考虑工程特点和地区条件并参考类似工程的资料来选择,以便得到比较可靠的计算结果。同时,最后算出的总需水量,还应增加10%,以补偿不可避免的管路漏水损失。
饮用水和某些生产用水,对水质有一定要求,设计临时供水系统时,首先应对水源的水质进行鉴定,以满足这些要求。对于饮用水的水质,应该满足卫生部门规定的水质标准。对于制备和养护混凝土用水的水质标准是:总的含盐量不超过35 000 mg/L(对于水上或水位变化区的钢筋混凝土不得超过5000 mg/L);硫酸根离子含量不超过2700 mg/L(采用抗硫酸盐水泥时,允许加大到10 000 mg/L),pH值不小于4。锅炉和其他运输机械用水硬度不应过大或含对金属有害的杂质,对于一般锅炉用水硬度不超过25;水管式锅炉不超过100;汽车不超过15;拖拉机不超过20。如果分析化验的结果认为水源的水质不能满足要求,但又必须取用时,则要进行适当处理,否则需另找合适的水源。
供水的水源不外是地面水(如河、湖、池塘及水库的水)和地下水。前者一般多为软水,但往往含有有机物和细菌,后者则相反。因此地面水多宜作生产用水,地下水则宜作生活用水。
供水系统一般包括水泵站、净水建筑物、蓄水池、调节水池或水塔、输水和配水管网等。当水源的水质满足用水要求时,可以取消净水建筑和蓄水池等属于水处理的设施。
水利工地的总用水量一般多在30~100 L/s左右,常组织分区供水,如砂石系统、大坝工区、辅助企业区、居住区、左右岸等,并在两岸高处布置调节水池。
应该指出,工地用水有一定质量要求。但工地排水进入河流,对下游亦有污染作用,如下游用水有一定要求时,应当对排水进行处理,达到下游用水的标准。
(二)工地供电
设计工地供电时主要解决三个问题:
(1)确定用电地点和需电量;
(2)选择电源;
(3)设计供电系统。
工地的需电量,应根据施工阶段分别计算确定,以便对不同的阶段,采取不同的供电方式。如在施工初期利用发电列车或工地临时电站供电,在施工中后期由国家电力电网送电。如果施工地区附近,有国家电力电网通过,应争取由国家电力电网供电;如能提前修建水电站的输电系统,利用它来解决施工供电,这样做往往是合算的。
在施工阶段中,由一个变电站控制的供电区域所需的总功率可用式(3-14)决定:
式中 P——供电区域所需的总功率(kVA);
1.10——考虑输电网路中功率损失的系数;
Km——动力用电的同时负荷系数,可采用0.75~0.85;
cosφ0——功率因数的平均计算值;
Kc——需电系数,可参考表3-11采用;
Py——动力用电的铭牌功率(kW),详见有关动力装置的手册或说明书;
Pz——照明用电量(千瓦),可参考表3-12的资料决定。
表3-11 需电系数和功率因数
表3-12 照明用电估算指标
功率因数的平均计算值cosφ0可按以下步骤求出:
(1)计算动力用电的有功功率Pm=KcPy(kW)
(2)计算动力用电的无功功率Qm=Pmtgφ(kW),其中tgφ0可根据表3-11所列功率因数cosφ0导出。
(3)功率因数的平均计算值cosφ0。可由式(3-12)确定的tgφ0值导出。
如果各个供电区域的电量由一个中心发电厂供应,则该厂的总出P0为:
式中 ΣP——各供电区域所需总功率之和;
K1——考虑各个变电站以及变电站和中心发电厂之间电能损失的系数,可用1.05~1.06
K2——考虑未估计到的需电量而采用的系数,其数值视计算的精确程度而定,一般在1.05~1.10之间。
根据分区用电量的计算,就可着手工地供电系统的设计。如果选用国家电网供电,则须在工地附近设总变电所,将高压电变为中压电(3300或6600 V),在工地内运行。到用户附近,通过变电站再将中压电变为低压电(380/220 V:),由变电站直接送至施工点。
如果工地自行发电,所发电源为低压时,则须升为中压电在工地运行。电压380/220 V变电站的供电半径,平均以300~700 m为宜。
在选择电源时,考虑到国家电网当前供电紧张的实际情况,工地应有足够的备用电源,以防万一供电中断而影响生产和生活用电的紧急需要。
随电力用户的不同,应该供应不同电压的电能。一般工地照明用电的电压为220 V,动力用电的电压为380 V。但某些大型施工机械,则可能为3300 V或6600 V,而隧洞及地下厂房施工中照明和动力用电,为了保证施工安全,要求采用24~36 V的安全电压。因此,在布置变电站时必须考虑到不同用户的具体要求。
必须指出,为了节约施工用电,解决施工用电和国家工农业生产争电的矛盾,在选择施工机械,特别是大型施工机械时,以尽量选用其他动力装置(如柴油机)为好。
(三)工地供风
工地供风(压缩空气)的主要对象有石方开挖、混凝土振捣、喷混凝土、混凝土系统以及其他需用压缩空气的地方。压缩空气可由固定式空压机站或移动式空压机供应。考虑到供风管的风量和风压的损失,送风管的长度不宜过长,最好不超过500 m,至多为1000~2000 m,因而多采用分散供应的方式,将供风站设在用风对象附近。
各用风对象的供风量可按式(3-14)计算:
Q=(1.5~1.8)ΣKnF (3-17)
式中 Q——空压装置的供风量(m3/min);
1.5~1.8——考虑空压装置和供风管路中的漏气损失的系数;
n——各同类风动机具设备的台数;
F——各同类风动机具设备的耗风量(m3/min),可以从相应的性能表中查出,
K——各同类风动机具设备的同时工作系数,见表3-13。
表3-13 风动机具设备同时工作系数
表3-14 供风管直径(mm)
工地供风不仅需要满足风量的要求,同时也要满足风压的要求。通常选择空压机的工作压力为6~8大气压,比风动机具的驱动压力大1~2大气压。为了调节风压,清除压缩空气中的水分和油脂,每台空压机都设有贮气罐,对于较长的供风管道,还可以在管道中间适当地点安装贮气罐。为了排除冷凝水,风管应有0.005~0.01的顺坡,并在适当地点安装分水管或阀门。供风管的直径与耗风量和管道的长度有关,可参考表3-14选定。
布置供风系统时,既要考虑到施工的方便,又要考虑到供风系统的运行安全。例如钻孔爆破时,空压机站应尽量接近用气对象,但又须保持必要的安全距离。同时,布置供风管线应不妨碍交通运输和工程施工。
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