水泥厂土建设计管理简述

葛宏伟

(合肥水泥研究设计院,合肥 230051)

水泥厂土建设计管理简述

葛宏伟

(合肥水泥研究设计院,合肥 230051)

一条完整水泥生产线的土建设计管理会影响到施工进度和难度、建设成本以及全厂的外观。为了最大限度地实现建设目标,土建设计管理要做到全厂建筑风格统一,满足进度要求,尽可能方便施工,满足工艺流程。

水泥厂; 土建设计; 管理

水泥厂土建设计工作在设计中是“下游”专业,在施工中是“上游”专业,所以,土建设计工作在水泥厂建设中起着关键作用。管理好土建设计,对工程造价、施工进度及工期至关重要。根据工艺流程,一条完整的水泥生产线通常分为生料配料站、生料磨、废气处理系统、预热器分解系统、生料均化库、窑中、窑头、熟料库、水泥库、水泥配料站、水泥磨、水泥包桩及发运处、原料堆场、石膏堆场、原煤堆场、石灰石堆场、机修、仓库、循环水池、中央控制室以及破碎车间等。

建筑结构设计应满足生产工艺要求,并应保证生产工艺必须的操作、检修面积和空间,同时应满足采光、通风、防寒、隔热、防水、防雨、隔声、卫生标准等要求。

1 建筑方案的确定

1.1 建筑形式以及建筑风格

窑头到熟料库拉链机廊道通常采用全封闭形式,皮带廊的形式通常有上翻或下翻,廊道的采光通常选用采光带和窗户,廊道支架做钢结构或混凝土框架结构,做成钢结构的柱子以及斜撑杆件选用同一形式型钢,建筑外墙封闭采用砖墙和彩钢板维护,这些建筑形式外形宜全厂统一。要严格贯彻“以防为主、防治结合、综合治理”和“三同时”方针,采用适用、可靠的先进技术和设备,做到整个生产线环保设施配套齐全,防止污染物“跑、冒、滴、漏”,使其在生产过程中得以有效的消除。经过综合治理和循环利用后,排放污染物要符合规定的排放标准。

1.2 功能性要求

总平面布置要充分利用地形、地势和工程地质条件,做到功能分区明显,各项设施的布置紧凑协调。

1.3 屋面设计

厂前区及辅助建筑的屋面可采取组织性排水,生产厂房的屋面可采取自用排水。钢筋混凝土屋面坡度应不小于2%,常年雨水量大的地区屋面可采用结构找坡,加大坡度;压型钢板屋面坡度应不小于10%,当板面无横缝时坡度可适当降低。同时,上人屋面四周必须加护栏,确保安全。

2 结构方案的确定

项目执行的好坏,其中一个关键因素是设计的优劣。在满足安全防范和功能所需的前提下,设计必须优化才能获取最佳经济效益。

2.1 最大程度地方便施工

近年来,水泥生产线规模大都在4 000 t/d的规模,生料均化库、水泥库的直径通常都在15 m以上。如果库顶做成混凝土结构,就需要大量脚手架,这样既增加了建设成本,也延长了建设周期。将库顶设计成钢结构组合屋面,施工周期、成本也明显降低;附属在筒仓外侧的提升机楼,宜做成钢结构,在做筒体滑模施工时,库壁外表面预埋钢板,与钢结构焊接连接,施工方便、周期也短。

2.2 基础平面核查

受场地限制和工艺方案的限制,通常相邻车间的间距很小。如果场地土层承载力不高,相邻车间基础相碰的可能性就越大,相邻车间设计由不同的人负责,各自设计自己的车间,很容易导致基础重叠,这就需要把各个车间的基础放在总平面图中按照实际尺寸放样,在图纸外发之前解决基础重叠问题。此外,也可能发生这种情况:基础在平面图中虽然不会重叠,相邻埋深较深基础会受到较浅基础的受力影响。按照相邻基础的高差不宜大于基础净距的一半,就可以基本不考虑相邻基础的相互影响。同一建筑物不宜采用两种基础形式,避免不均匀沉降对工艺设备运行产生影响。

2.3 控制好车间的设计次序

预分解系统以及水泥磨车间的土建施工和设备安装周期长,是水泥生产线建设项目的主要控制车间,必须优先设计。然后,安排其他主要车间的设计,最后再做非主要车间的土建设计如循环水池、空压机站、机修、仓库等,这些非主要车间设计简单、施工和安装周期也很短,可放在最后阶段设计。

2.4 梁、柱截面的钢筋选取

同一根柱子的角筋要上下统一,按照最大的结果选取,每边的中部钢筋也应该统一。这样可以减少钢筋的搭接接头,既能节约成本,混凝土与钢筋的握裹力也会增强。同时,梁柱节点的混凝土浇筑质量不会因为钢筋太密而难以保证。等高截面连续梁底部钢筋宜选用统一截面,减少搭接接头,进一步降低成本。

3 建筑材料及结构构造的确定

3.1 建筑材料

由于建筑材料市场货源供求关系和当地的施工条件的影响,对一些不确定的材料要及时与业主确定。钢筋在混凝土规范2010的过渡期间,圆钢HPB235和HPB300各地的市场情况都不相同,为避免设计返工,必须事先与业主确认。对土建设计为桩基的场地,根据场地条件和当地的施工情况,选用预制桩或灌注桩,灌注桩又有人工挖孔、机械钻孔和冲孔等几类,设计前也要确认。

3.2 深基坑的防水

深基坑的防水设计应遵循“防、排、截、堵相结合,刚柔并济、因地制宜、综合治理”的原则,并做到定级精准、方案可靠、施工简便、耐久适用、经济合理。应考虑地表水、地下水、毛细水管水等的作用,以及由于人为因素引起的附近水文地质改变的影响。从工程规划、建筑结构设计、材料选择、施工工艺等各方面,系统地做好基坑的防排水设计。

独立地坑的防水问题比较容易解决,可通过加大混凝土板件的厚度和刷防水材料来实现。设置变形缝的长地坑防水问题比较困难,特别是在地基承载力不高的场地内,直径40 m以上的熟料库内部要设置三道地坑,地坑与筒仓仓壁为避免不均匀沉降,设计采用止水带连接。而熟料库的堆料高度也比较高,在满仓和空仓的情况下,地坑和仓壁的沉降差难以控制,容易造成普通止水带拉裂,设计采取以下措施:1)橡胶止水带;2)在变形缝两侧地坑内四周预埋一圈钢板,在止水带坏了的情况下,沿变形缝焊一圈U形钢板,钢板坏了可以再焊;3)设置集水坑,少量渗水需用泵抽出。

3.3 墙体设计

框架填充墙应采用各类砌块、非粘土空心砖、页岩等烧结砖或轻质板材;钢结构墙面应采用金属压型钢板或其它大型板材。在寒冷及风沙大的地区,建筑应设置封闭式围护结构,散热量较大及无需防护的车间可采用开敞式或半开敞式厂房,并应做好防雨措施。原料粉磨车间、煤粉制备车间、破碎车间、诺茨风机房、压缩空气站等车间,应减少外墙上的门、窗面积,外墙维护应具有隔音功能。预均化堆场等车间,宜做成封闭式维护结构。

3.4 楼梯及防护栏杆的设计

生产车间可采用钢楼梯作为工作平台交通梯,楼层间疏散梯的设置应符合国家防火规范的规定,主梯宽度不小于0.9 m,钢梯角度不大于45°,室外钢梯踏步宜采用钢格板踏步。车间各类钢平台的临空周边、垂直运输孔洞以及楼梯洞口的周边应设置防护栏杆,且栏杆底部应设置高度不小于100 mm的防护板。

4 设计进度的控制

设计进度是整个工程进度中的一个环节,而且其他环节对设计进度影响很大。设计既能作为“上游”专业参与合同的制定,又可以作为“下游”专业提供图纸,土建设计贯穿了整个工程的全部过程。

4.1 成立一个独立团队

由专业负责人抽调出设计人员,针对项目成立一个独立团队,研读设计合同,对已竣工的工程进行总结回顾,总结经验、吸取教训,避免相同的问题再次出现。

4.2 进度的编制及控制

专业负责人对整个工程各个车间的设计时间编制计划,同时要考虑“上游”专业资料的完整性以及现场施工的顺序性。对整个工程的设计进度按照编制好的计划来执行,同时密切联系“上游”专业的变更,现场的进度要求适时调整,做到合理满足进度要求。为了满足施工进度,在编制计划时可将图纸分部设计,先出基础,再出上部结构施工图。

5 结 语

土建设计是设计的“下游”专业,是全厂施工的“上游”专业。时间紧、任务重,如何在较短的时间内,完成较优的设计,土建设计管理就显得尤为重要。每个车间的工艺方案应该与土建设计人员共同商定,在满足工艺流程的情况下,工艺车间布置建筑方案尽量优化,以期达到建筑合理、结构安全、施工方便、节约成本的目标。

[1] 杨锡龄.相邻基础的相互影响[J].浙江大学学报,1964,9(4):74-87.

[2] JGJ94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[3] 10J301,地下建筑防水构造[S].

[4] 汪 阳,田俊峰.寒区岩石隧道防水措施浅析[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.

葛宏伟(1979-),工程师.E-mail:398079211@qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.041