蒲道巍

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

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塔林西水庫(kù)堆石混凝土圍堰經(jīng)濟(jì)分析

蒲道巍

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

利用水泥及摻合料、砂漿、混凝土等膠結(jié)材料，將顆粒料膠結(jié)形成具有一定強(qiáng)度的材料稱(chēng)為膠結(jié)顆粒料。堆石混凝土屬于膠結(jié)顆粒料范疇，施工速度快，可簡(jiǎn)化溫控措施。文章以塔林西水庫(kù)為例，通過(guò)堆石混凝土圍堰與常態(tài)、碾壓混凝土圍堰的施工工序?qū)Ρ龋治龆咽炷羻蝺r(jià)構(gòu)成，最終確定適合本工程重力式圍堰的填筑材料。

膠結(jié)顆粒料；堆石混凝土圍堰；單價(jià)分析；經(jīng)濟(jì)分析

1 圍堰填筑方案

塔林西水庫(kù)上游側(cè)重力式縱向圍堰設(shè)計(jì)頂高程412.50m，建基面高程385.00m，最大堰高27.5m，堰頂寬度5.0m，邊坡坡率1∶0.7。圍堰混凝土采用人工骨料。工程所在地石料儲(chǔ)量豐富，石料質(zhì)量符合規(guī)范要求，表觀密度、可碎性、抗凍性等指標(biāo)滿(mǎn)足混凝土骨料的要求[1]。天然砂礫料含泥量、輕物質(zhì)及針片狀顆粒含量等指標(biāo)超標(biāo)，且級(jí)配不平衡，需要經(jīng)過(guò)篩洗加工，并調(diào)整骨料的級(jí)配。根據(jù)當(dāng)?shù)靥烊唤ㄖ牧系膬?chǔ)量及分布情況，重力式圍堰可選擇碾壓混凝土、常態(tài)混凝土、埋石混凝土、堆石混凝土及漿砌石等填筑材料。漿砌石及埋石混凝土存在施工工序復(fù)雜，工期長(zhǎng)，施工期間需要投入大量勞動(dòng)力等缺點(diǎn)，本次重點(diǎn)研究分析碾壓混凝土、常態(tài)混凝土及堆石混凝土3種填筑方案，分別為方案1、方案2及方案3。圍堰填筑方案的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 圍堰填筑方案設(shè)計(jì)參數(shù)表

2 圍堰單價(jià)構(gòu)成

投資計(jì)算式為工程量和單價(jià)的乘積，其中工程量主要受建基面高程、幾何尺寸、分區(qū)填筑等因素影響。當(dāng)工程量確定時(shí)，填筑方案的單價(jià)將是決定投資的主體。單價(jià)的高低主要受人工、材料、機(jī)械的消耗量及價(jià)格信息影響。價(jià)格信息具有市場(chǎng)波動(dòng)性。定額中人工、材料、機(jī)械的消耗量是社會(huì)平均勞動(dòng)力生產(chǎn)水平的體現(xiàn)。單價(jià)中人工、材料、機(jī)械的消耗量隨著填筑材料的類(lèi)型而變化。

建筑工程單價(jià)由直接費(fèi)F1、間接費(fèi)F2、利潤(rùn)F3、材料補(bǔ)差F4、稅金F5等部分組成。間接費(fèi)、利潤(rùn)及稅金是以費(fèi)率形式計(jì)取。樞紐工程混凝土澆筑的間接費(fèi)費(fèi)率9.5%，利潤(rùn)7%，稅金11%。材料補(bǔ)差計(jì)算式為材料預(yù)算價(jià)與材料基價(jià)的差乘以材料消耗量。建筑工程單價(jià)F的計(jì)算詳見(jiàn)公式：

(1)

直接費(fèi)包括基本直接費(fèi)和其他直接費(fèi)兩部分，基本直接費(fèi)是影響單價(jià)的主要因素，其他直接費(fèi)的費(fèi)率取10.5%?；局苯淤M(fèi)由人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械使用費(fèi)組成。人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械使用費(fèi)計(jì)算式是相應(yīng)消耗量與人、材、機(jī)預(yù)算價(jià)的乘積。人、材、機(jī)消耗量可定額法或?qū)嵨锪糠ㄓ?jì)取。

3 圍堰施工工序

堆石混凝土是利用高自密實(shí)性能混凝土(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“自密混凝土”)填注堆石體的空隙，形成完整、密實(shí)、具有設(shè)計(jì)強(qiáng)度的大體積混凝土。自密混凝土能夠依靠自重在堆石體空隙等狹小曲折空間內(nèi)長(zhǎng)距離流動(dòng)充填，并可充填細(xì)小孔隙尖端的混凝土。

堆石料一般采用自卸汽車(chē)直接入倉(cāng)，以挖掘機(jī)平倉(cāng)為主，靠近模板部位采用人工輔助平倉(cāng)。根據(jù)國(guó)內(nèi)已實(shí)施項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)，自密混凝土配合比多為一級(jí)配(石子粒徑5-20mm)。自密混凝土應(yīng)具有良好的流動(dòng)性、自密實(shí)性能穩(wěn)定性、抗離析性。流動(dòng)性通過(guò)坍落度擴(kuò)展試驗(yàn)驗(yàn)證，可通過(guò)V形漏斗試驗(yàn)驗(yàn)證自密混凝土的抗離析性能。自密混凝土運(yùn)輸入倉(cāng)一般采用泵送或泄槽。根據(jù)塔林西水庫(kù)重力式縱向圍堰擬定方案的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定其施工工藝流程。各方案的施工工序及相應(yīng)的施工設(shè)備詳見(jiàn)表2。

表2 圍堰填筑方案施工工藝對(duì)比表

4 圍堰消耗量確定

堆石混凝土由堆石和自密混凝土組成，自密混凝土的消耗量主要受堆石率影響，隨著堆石率的增大而減小。堆石率是指單位體積堆石混凝土中堆石所占的體積比，一般可在0.55-0.58范圍內(nèi)選取。堆石料應(yīng)新鮮、完整、質(zhì)地堅(jiān)硬，粒徑不宜小于300mm，最大粒徑不應(yīng)超過(guò)結(jié)構(gòu)斷面最小邊長(zhǎng)的1/4。堆石料的飽和抗壓強(qiáng)度宜為堆石混凝土抗壓強(qiáng)度等級(jí)的2倍。

碾壓、常態(tài)及堆石混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C25，抗凍等級(jí)F300，抗?jié)B等級(jí)W6。碾壓及常態(tài)混凝土的人工、材料、機(jī)械消耗量按定額法計(jì)取。堆石混凝土消耗量依據(jù)國(guó)內(nèi)已實(shí)施工程的統(tǒng)計(jì)資料，并咨詢(xún)相關(guān)單位的意見(jiàn)，結(jié)合定額要求進(jìn)行計(jì)算。各方案采用的主要消耗量詳見(jiàn)表3，表中各指標(biāo)均為合計(jì)值。

表3 圍堰主要消耗量指標(biāo)表

5 圍堰經(jīng)濟(jì)分析

圍堰屬于臨時(shí)建筑物，應(yīng)快速完成填筑，及早發(fā)揮效益；宜盡可能降低這一部分的投資；主要安排在施工準(zhǔn)備期內(nèi)填筑。圍堰擬定方案的設(shè)計(jì)工程量總量相同，防滲體系及填筑材料存在差異。堆石混凝土溫控措施可大大簡(jiǎn)化，或者不需要。碾壓與常態(tài)混凝土方案需要采取嚴(yán)格的溫控措施，防止內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致大量表面裂縫，并做好新澆堰體的安全越冬保護(hù)。

根據(jù)表2分析可知，堆石混凝土方案采用自卸汽車(chē)、挖掘機(jī)、攪拌機(jī)、混凝土泵等常規(guī)施工機(jī)械設(shè)備。機(jī)械設(shè)備前期投入小，且不需要壓實(shí)機(jī)械。堆石混凝土及碾壓混凝土方案的施工速度均較快。堆石混凝土宜采用外撐式模板，模板接縫緊密要求高于常態(tài)混凝土。

根據(jù)表3的計(jì)算結(jié)果，結(jié)合各方案的消耗量情況，方案3堆石混凝土的單價(jià)最便宜，其次是方案2碾壓混凝土。

綜上所述，堆石混凝土圍堰施工速度快，總體投資省，可簡(jiǎn)化溫控措施，甚至不需要。堆石骨料在自重下堆積咬合，提高了堆石混凝土自身的抗拉、抗裂性能。因此，設(shè)計(jì)階段塔林西水庫(kù)重力式縱向圍堰推薦采用堆石混凝土方案。

[1]中華人民共和國(guó)水利部.SL678—2014膠結(jié)顆粒料筑壩技術(shù)導(dǎo)則 [S]．中國(guó)水利水電出版社，2014.

1007-7596(2017)05-0185-02

2017-04-18

蒲道巍(1984-)，男，湖南懷化人，工程師。

TV551.32

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