程 飛 /文

庫架一體式冷庫的貨架施工方法優(yōu)化

程 飛 /文

根據(jù)華美冷鏈物流中心一號(hào)庫庫架一體式冷庫項(xiàng)目的設(shè)計(jì)參數(shù)，在其單體規(guī)模、高度、工作溫度、結(jié)構(gòu)形式等方面均要求較高；貨架作為庫板的支撐，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及施工精度均高于常規(guī)立體倉庫貨架的要求；且本項(xiàng)目對(duì)工期要求也十分苛刻。針對(duì)以上挑戰(zhàn)，項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)采用科學(xué)的項(xiàng)目管理方法，優(yōu)化貨架安裝的施工方案，保證了項(xiàng)目的工期與質(zhì)量目標(biāo)。

庫架一體式倉庫、貨架安裝、單元模組、流水化施工作業(yè)

庫架一體式自動(dòng)化立體冷庫利用貨架作為庫房結(jié)構(gòu)支撐，外側(cè)附以保溫庫板充當(dāng)庫房外部結(jié)構(gòu)，在單位面積利用率、基建成本、節(jié)約能耗、施工周期等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)冷庫。由深圳市今天國(guó)際物流技術(shù)股份有限公司（簡(jiǎn)稱“今天國(guó)際”）承建的華美冷鏈物流中心一號(hào)庫庫架一體式冷庫（簡(jiǎn)稱華美冷庫），正是庫架一體式自動(dòng)化立體冷庫的典型代表，其建筑高度、單體規(guī)模、技術(shù)難度等方面在物流倉儲(chǔ)領(lǐng)域均創(chuàng)造了首屈一指的記錄。本文詳細(xì)介紹了該項(xiàng)目?jī)?yōu)化貨架安裝的施工方案。

一、項(xiàng)目概況

華美冷庫采用庫架一體式型式，占地2.2萬平方米，高度45米（含地面以下9米），溫控空間近40萬立方米。整個(gè)冷庫為單體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部平均劃分為4個(gè)單獨(dú)區(qū)域，各區(qū)域之間采用防火保溫材料隔斷，工作溫度為-25℃到-18℃。整體平面布置見圖。在存儲(chǔ)區(qū)，近7萬個(gè)貨位，配置16臺(tái)歐洲進(jìn)口雙伸位巷道堆垛機(jī)，貨架采用歐洲先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)，材料也全部采用進(jìn)口材料，貨架材料用量約為4000噸；在出入庫區(qū)，分上下兩層設(shè)計(jì)，每層配置輸送設(shè)備約300臺(tái)，完成貨物的出入庫輸送功能；在裝卸區(qū)，需出入庫的貨物，利用叉車作業(yè)完成冷藏車與輸送設(shè)備之間的裝卸。該冷庫是目前國(guó)內(nèi)高度最高、單體規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的庫架一體式自動(dòng)化冷庫之一，也是世界上最先進(jìn)的低溫冷庫之一。

庫架一體式冷庫比常規(guī)冷庫在空間利用率上有較大提高，原因在于其結(jié)構(gòu)形式上的不同。常規(guī)冷庫需要依托于土建結(jié)構(gòu)為主體，在其內(nèi)部搭建冷庫，土建結(jié)構(gòu)受制于跨度限制，需要在庫區(qū)內(nèi)部布置大量的結(jié)構(gòu)立柱，如結(jié)構(gòu)立柱在貨格內(nèi)，則整列的貨位都將被占用；如結(jié)構(gòu)立柱在貨架排與排之間，則導(dǎo)致貨架整體寬度與長(zhǎng)度方向的增加，此外，庫區(qū)周邊的結(jié)構(gòu)立柱與墻體也會(huì)占用大量可利用的空間；而庫架一體式冷庫則利用貨架為主體來搭建冷庫，摒棄了土建結(jié)構(gòu)，將空間全部利用起來，大大提高了對(duì)空間的利用。結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際設(shè)計(jì)，其空間利用率相對(duì)常規(guī)設(shè)計(jì)提高了近15%。見圖2、圖3、圖4。

本項(xiàng)目貨架安裝要求四個(gè)月完工，還需考慮保溫庫板的施工便利。按照貨架供應(yīng)商Supervisor的以往經(jīng)驗(yàn)，至少需要六個(gè)月的安裝時(shí)間。在實(shí)際施工階段，經(jīng)過分析論證，確認(rèn)整個(gè)施工工期的瓶頸為吊裝環(huán)節(jié)。經(jīng)充分討論，圍繞吊裝環(huán)節(jié)，優(yōu)化貨架施工方案，并優(yōu)化施工作業(yè)的方式，將實(shí)際施工工期控制在了四個(gè)月內(nèi)完成；同時(shí)，為配合保溫庫板施工便利性，通過對(duì)內(nèi)部4個(gè)區(qū)域合理安排施工順序，為其提供了合理的交叉施工作業(yè)面，保障整體的施工進(jìn)度。以下具體介紹優(yōu)化方案與施工方法。

圖1：整體平面布置

圖2：常規(guī)冷庫結(jié)構(gòu)示意

二、貨架施工難點(diǎn)

1.貨架的安裝基礎(chǔ)標(biāo)高為-8.5m，為下沉式基礎(chǔ)，其它區(qū)域標(biāo)高為±0m。且貨架為重型貨架，單件重量超出人力作業(yè)能力，近4000噸的材料需要通過吊車轉(zhuǎn)運(yùn)至-8.5m的安裝面，工作量巨大；

2.貨架廠商提供的安裝方案為貨架立柱片單片吊裝的方式。即在地面的工裝上，將貨架立柱片的前后單根立柱、橫拉桿與斜拉桿拼裝成立柱片，如圖5；然后，逐片吊裝立柱片；當(dāng)?shù)讓恿⒅跹b固定4組后，連接前后橫梁并緊固，組成穩(wěn)固結(jié)構(gòu)；吊裝第二層立柱片并固定在對(duì)應(yīng)第一層立柱片頂部，待4組吊裝完成后連接橫梁；依次重復(fù)上述步驟至第3、4層立柱以及第5層屋脊片的吊裝。由于采用單片吊裝方式，吊裝頻率高，且空中連接工作量大，對(duì)作業(yè)效率影響很大。

3.在項(xiàng)目總體工期方面，除了考慮貨架安裝外，還需綜合考慮庫板的安裝周期。庫板需依附貨架安裝，在貨架未安裝完成前庫板無法安裝，若貨架全部安裝完成，庫板又沒有足夠的施工作業(yè)空間與場(chǎng)地。如何合理安排貨架幾個(gè)區(qū)域的施工順序以配合庫板施工也是難點(diǎn)之一。

綜合上述情況，在現(xiàn)場(chǎng)施工條件、工作量、質(zhì)量要求、工期、氣候等方面均十分苛刻，對(duì)貨架的施工帶來了很大挑戰(zhàn)。

三、優(yōu)化方案與實(shí)施

經(jīng)過論證分析，提升安裝效率的核心在于提升主吊車的作業(yè)效率。而主吊車每次吊裝作業(yè)時(shí)長(zhǎng)基本固定，即每天能夠完成有效吊裝次數(shù)是有限的；如何保證在有限的吊裝作業(yè)次數(shù)內(nèi)安裝完成更多的物料，充分發(fā)揮吊車的作業(yè)效率就是關(guān)鍵。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種因素綜合分析，決定采用以“單元模組”吊裝為基礎(chǔ)的施工技術(shù)、流水化作業(yè)施工的方式來實(shí)現(xiàn)。

“單元模組”是將立柱片、橫梁以及其他附件組裝成一個(gè)整體。按圖紙要求，在地面連接組裝成一個(gè)單元，再整體吊裝至高空后與下層已經(jīng)就位的單元模組完成對(duì)接。每個(gè)模組由3個(gè)立柱片、10根橫梁及其他附件組成，1次吊裝就位，單元模組重量約1.5噸?！皢卧＝M”施工，如圖6。

原有方案吊裝次數(shù)較為頻繁，單一立柱片、單一橫梁需要逐次吊裝至高空再進(jìn)行組裝，單次吊裝重量約0.4噸。雖然吊裝重量較低，但貨架高度近46m，受吊車臂長(zhǎng)要求的影響，選用了100噸的吊車作為主吊車，故吊裝重量的微小差異并不影響吊裝作業(yè)。大幅度減少吊裝次數(shù)帶來了顯著的效率提升。同時(shí)，立柱片與橫梁的組裝工作在地面進(jìn)行，避免了高空作業(yè)，對(duì)工人操作的安全性及效率也有了大大的提升。

此外，還為模組組裝工位設(shè)計(jì)了工裝夾具，工人只需要將材料按組裝要求粗略擺放，精確定位依靠工裝限定，一方面節(jié)省了工人精確定位的時(shí)間，另一方面依靠工裝確定組裝好模組的整體尺寸，偏差可控，也使高空對(duì)接更加容易，進(jìn)一步優(yōu)化了模組與高空對(duì)接的作業(yè)效率。

同時(shí)，在地面設(shè)置了2個(gè)單元模組的組裝工位，交替進(jìn)行組裝，避免了主吊車的等待時(shí)間。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)算，吊車每次吊裝作業(yè)從模組組裝完成起算，吊至高空待作業(yè)人員固定后脫鉤返回模組組裝區(qū)域?yàn)橹?，單次耗時(shí)約30分鐘。這也意味著每個(gè)模組需在30分鐘內(nèi)組裝完成，才不至于造成吊車不必要的等待。在單元模組的組裝區(qū)域，又詳細(xì)劃分了各道工序，包括備料組、上料組、緊固組、質(zhì)檢組、吊裝協(xié)助組。通過適當(dāng)調(diào)配各組人手比例、優(yōu)化待組裝物料擺放位置、組裝技巧強(qiáng)化訓(xùn)練等措施，使各組人員之間默契配合，將單個(gè)模組的組裝時(shí)間由最初的40分鐘優(yōu)化至25分鐘，充分保障了吊車的作業(yè)效率。

除了單元模組的流水化組裝作業(yè)外，整個(gè)項(xiàng)目的安裝作業(yè)也按照流水化的模式進(jìn)行。分為立柱片拼接組、運(yùn)輸組、模組組裝、高空對(duì)接組、測(cè)量調(diào)整組、質(zhì)檢組等工序，以模組組裝為核心，各個(gè)工作組充分保證模組組裝的需求，進(jìn)而保證整體的吊車作業(yè)效率。立柱片拼接組分為2組在后臺(tái)其他區(qū)域進(jìn)行拼接，拼接好的立柱片經(jīng)過質(zhì)檢合格后，運(yùn)輸組由后臺(tái)±0m運(yùn)至-8.6m，待模組組裝使用；模組組裝完成后由吊車吊至高空，高空對(duì)接組完成上下段模組的連接工作，釋放吊車再次進(jìn)行吊裝作業(yè)；完成高空對(duì)接的模組由測(cè)量組進(jìn)行精度調(diào)整，保證整體的安裝質(zhì)量達(dá)到合同設(shè)計(jì)要求，質(zhì)檢組完成最后的檢查確認(rèn)。經(jīng)過短時(shí)間的磨合調(diào)整，每天最多可以完成吊裝作業(yè)16次，平均計(jì)算每天的吊裝作業(yè)次數(shù)約為12次，故在4個(gè)月內(nèi)完成了貨架的安裝工作，比預(yù)估至少6個(gè)月的時(shí)間減少了約35%，獲得了客戶與貨架制造商的高度認(rèn)可。

圖3：庫架一體式冷庫結(jié)構(gòu)示意

圖5：貨架片組裝

圖6：?jiǎn)卧＝M施工

圖7：貨架施工順序

在配合庫板安裝方面，根據(jù)本工程內(nèi)部4個(gè)分區(qū)的實(shí)際情況，實(shí)際安裝順序?yàn)?區(qū)、4區(qū)、2區(qū)、3區(qū)。在每個(gè)區(qū)域的貨架完成安裝后，轉(zhuǎn)到下一安裝區(qū)域盡量遠(yuǎn)離已完成區(qū)域，為保溫庫板施工提供安裝空間與場(chǎng)地。這樣做雖然犧牲了部分貨架安裝的便利性，增加了部分貨架施工時(shí)間，但從整體項(xiàng)目工期考慮還是有必要的，也實(shí)現(xiàn)了客戶提出的總體工期要求。貨架施工順序如圖7。

面對(duì)戶外夏季高溫作業(yè)的不利條件，通過調(diào)整作業(yè)時(shí)間，避開中午高溫時(shí)段施工的方式來解決；同時(shí)，也充分準(zhǔn)備夏季防暑降溫措施，提供充足的涼茶、防暑藥品；也安排專職安全人員，觀察、監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的施工安全狀況，對(duì)隱患及時(shí)提醒糾正；同時(shí)，針對(duì)各作業(yè)組團(tuán)隊(duì)作業(yè)的方式，指派組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，組內(nèi)成員相互監(jiān)督提醒，防患于未然。這樣既實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的安全目標(biāo)，也從側(cè)面保障了項(xiàng)目的總體目標(biāo)。

四、影響庫架一體式倉庫推廣的因素

庫架一體式倉庫相對(duì)于庫架分離式有著較多的優(yōu)點(diǎn)，但目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣卻并不理想。綜合分析主要有兩個(gè)因素制約著其推廣：

1.技術(shù)因素

庫架一體式倉庫以貨架為庫板支撐，對(duì)貨架的設(shè)計(jì)與材料選型等多個(gè)方面均有較高要求，既要考慮貨物的靜荷載、搬運(yùn)設(shè)備帶來的運(yùn)動(dòng)荷載，還有建筑設(shè)計(jì)時(shí)才需考慮的因素，如風(fēng)載荷、雨雪載荷、地震載荷以及屋面檢修載荷等的影響，以及其他公用工程設(shè)備承載等，需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和核算。由于國(guó)內(nèi)在此方面還未形成成熟的技術(shù)體系，只有小范圍、小規(guī)模的案例應(yīng)用，對(duì)庫架一體式技術(shù)的推廣帶來了一定的影響。

2.政策因素

庫架一體式倉庫目前在國(guó)內(nèi)尚無規(guī)范可循，其作為建筑歸類還是作為設(shè)備歸類也無明確依據(jù)，各地在政策方面還存在一定的不確定性。這就給用戶在前期方案規(guī)劃如何定位帶來了難題，如按建筑歸類，則需增加立項(xiàng)、審批等程序，且因無明確規(guī)范可循，審批難度可想而知，在一定程度上限制了其進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

基于上述原因，庫架一體式倉庫在國(guó)內(nèi)的推廣還需一定時(shí)日。隨著國(guó)內(nèi)成功應(yīng)用的案例逐漸增多，且伴隨著貨架技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造、安裝等方面的能力會(huì)越來越強(qiáng)，庫架合一式立體倉庫的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛；同時(shí)，積極借鑒國(guó)際上對(duì)此技術(shù)的成熟應(yīng)用，也會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范的完善，相信在不遠(yuǎn)的將來庫架一體式倉庫會(huì)有全面推廣的美好前景。

作者單位為深圳市今天國(guó)際物流技術(shù)股份有限公司