國際EPC工程項目自建現場混凝土攪拌站方案探討

劉美序

摘 要：施工現場專用攪拌站技術方案設計。為了保證工程在項目所在地順利實施，根據工程情況、現場條件、現場需求、施工組織等因素，對各方面指標進行詳細的計算和論證，配置相對經濟、合理、適用的生產設備及輔助設施。隨著國際總承包項目日見增多，對總承包商的組織管理能力、技術水平、抗風險能力等提出了更高的要求，系統、規范化的思路有利于提高項目執行效率、保證項目順利實施，同時為其他工程項目提供可借鑒信息。

關鍵詞：混凝土攪拌站；砂石堆場；生產運營方案

中圖分類號：F284 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0096-02

1 基本概況介紹

以一個非洲市場水泥生產線項目為例，根據結構設計方案，土建工程預計的混凝土總用量約為7-8萬立方。根據初步現場調研反饋的信息，非洲當地因資源匱乏，施工材料供應有限，價格昂貴，商品混凝土平均價格達到160-180美元/方，建設成本非常高。在水泥、砂、石、施工用水保證供應的條件下，通過嚴密的經濟方案對比，考慮在施工現場自建混凝土攪拌站，專供本項目使用，既可以節約成本也可以保證混凝土的及時供應。在非高峰期也可以對外銷售，充分利用設備折舊，縮短成本回收期。

2 工程信息

工程環境條件：

地理位置：非洲西部

海拔高度：60m

標準大氣壓

基本風壓：0.52KN/m2

環境溫度：Max.31℃，Min.18℃，Avg.25℃

降水量：年平均1079.1mm

相對空氣濕度：最小濕度：76%（夏季）

最大濕度：82%（冬季）

平均濕度：80%（夏季）

降雪、地震：無

當地氣候氣象條件作為攪拌站實驗室配合比設計的重要依據，直接影響混凝土的坍落度、初凝時間、終凝時間等指標。

3 攪拌站主機設備選型

僅以單個項目實例討論自建攪拌站的方案，作為類似項目的借鑒和參考。

3.1 確定攪拌站生產能力

根據工程預估的混凝土方量、EPC合同土建總工期（假定為9個月）及已有類似項目施工經驗，確定按照高峰期澆筑混凝土量為1200方/天（晝夜施工）計算：每小時實際需要產量=1200/24=50m3。

考慮生產過程中設備故障、停電、設備維護保養、原料供應不足，取設備利用系數為0.8；考慮工人交接班時間、休息時間、攪拌車倒車時間等因素，取時間利用系數為0.8；理論生產能力=50/0.8/0.8=78m3。

因此，根據目前國內大型知名混凝土攪拌設備供應商提供的各設備類型，選用理論生產能力為90立方/小時的工程攪拌站最為契合。

3.2 攪拌站選配

（1）拼裝形式建議選用螺栓拼接式，EPC項目通常工期較緊張，不可控因素多，逾期罰款條件嚴苛，每一個執行環節均應以項目工期、成本為重要控制目標，為后續工作贏取寶貴時間資源。安裝時間節省10天左右、同時又便于后期拆解、運輸。

（2）水泥倉規格建議選用3個100噸的水泥散裝倉。當地水泥供應經常存在斷貨現象，為了保證現場連續施工，減少原料供應的不利影響，應確保原料的充足儲備。由于當地沒有粉煤灰，因此將廠家標配的1個粉煤灰倉改裝成水泥倉。因此每一項配置的選用均要因地制宜，靈活變通。

根據初步配合比設計報告，每方混凝土需要400kg水泥；300*1000kg/400kg=750m3因此水泥罐倉儲量可保證連續生產750立方混凝土。

（3）物料輸送形式建議采用皮帶式輸送，通過實際使用驗證，優點是性能穩定、故障率低、但占地面積相對較大，場地面積不受限制時適用。

攪拌站供應商水平參差不齊，除設備本身質量及價格外，是否在項目當地有售后服務站及配件庫也應作為重要的選擇依據，尤其在條件艱苦和資源匱乏的地區，24小時售后服務和維修保養服務，在后期運營中至關重要，是現場順利施工有效保障，管理決策者應特別重視成本最低不代表經濟最優，應成本與風險并濟。

3.3 混凝土攪拌車

生產出混凝土后，運輸是關鍵環節，是連接生產與施工的紐帶。90型攪拌站攪拌機每盤設計出料能力1.5立方，配備容積為9方的攪拌車，4盤整好裝滿。下列為計算攪拌車數量參考公式：

N=Q/60Vx（60L/S+T）

式中N —— 混凝土攪拌運輸車臺數（臺）；

Q——總混凝土方量（m3/h）；

V——每臺混凝土攪拌運輸車容量（m3/h）；

S——混凝土攪拌運輸車平均行車速度（km/h）；

L——混凝土攪拌運輸車往返距離（km）；

T——每臺混凝土攪拌運輸車總計停歇時間（min）

假定計算條件：運距2km，現場行車速度20km/h，澆筑時間10min，周轉時間5min。

攪拌車數量=78m3/60min*9m3*（60*2km/20+15min）=2.89臺。

同時考慮1個施工點的零星混凝土用量，確定共需4臺容量9m3的攪拌車。

3.4 其他輔助設備

（1）柴油發電機：如現場沒有施工用電，須單獨為攪拌站設置柴油式發電機，要保證連續供電生產，因此考慮2臺相應型號的柴油發電機，一用一備。同時將發電機采購或租賃、柴油機油消耗、維護保養費用均考慮進經濟分析中。同時應保證攪拌站生產、試驗室、辦公及其他輔助設施的用電。

（2）1臺的專用裝載機，用于上料。

（3）汽車泵由于采購成本較高，考慮常備一輛（臂架最大垂直高度43m，最大理論輸送量120m3/h，型號根據工程結構特點靈活選用），高峰期現場租用。

（4）地泵主要用于有混凝土筒倉滑模施工的項目，配備一臺，最大垂直布料高度110m，最大排量85m3/h。

4 砂石堆場

4.1 堆場設計要求

原材料露天堆放，自然排水，場地平整時要求有一定的排水坡度；堆場面積應滿足貯存期的要求，陸路運輸貯存周期按10天考慮；為了便于裝載機取料，各不同粒徑的物料應集中堆放；為避免混料，各物料間設置擋墻。

4.2 堆取料方式

自卸車卸料、裝載機取料。

4.3 堆場計算

條件：

（1）貯存周期7天。根據當地材料市場的供應情況確定。

（2）材料生產損耗系數（%）：散裝水泥0.5～1；砂子3～5；一般碎石3～5；

（3）假定基本配合比，水泥：水：砂：石=400kg：185kg：600kg：1250kg；材料用量，80000方混凝土，9個月工期，高峰期每天1200方混凝土。詳細砂石用量見表1。

條件：物料貯存量=（總用量/生產天數/材料容重）*貯存天數=料堆占地面積*單位面積貯存定額參考指標（m3/m2）砂堆積密度=1.45t/m3，石子堆積密度1.65t/m3

結論：高峰值：砂貯存量=720/1.45*7=3475m3；石貯存量=1500/1.65*7=6363m3；平均值：砂貯存量=180/1.45 *7=868m3；石貯存量=375/1.65*7=1590m3根據堆場單位面積內貯存定額參考指標，堆料高度2m，料堆寬度10m，參考指標1.8m3/m2。高峰值：砂堆場占地面積=10*200*1.8 =3600>3475m3，石堆場占地面積=10*365*1.8=6570>6363m3，平均值：砂堆場占地面積=10*50*1.8=900>868m3，石堆場占地面積=10*92*1.8=1656>1590m3考慮場地限制，建議按照平均值選用堆場尺寸，寬10m長150m。攪拌站應在施工現場統一規劃單獨區域進行建設，同時設置圍墻。除材料堆場外，還應設置生產區域、蓄水池、辦公區域、試驗室、停車場、機修車間、洗車場、沉淀池、倉庫、門衛、攪拌車和原材料專用的出入口等。

5 生產運營方案

5.1 項目進度計劃

編制進度計劃應充分考慮各個執行環節。確定出關鍵路線后倒推最晚完成時間。各里程碑事件包括：前期方案對比、設備采購、設備生產及發運、海上運輸、現場攪拌站土建建設、設備安裝調試、試配試驗、試生產。

5.2 攪拌站安裝所需的人材機資源

（1）人數視攪拌站規模而定。廠家安裝指導人員、安裝施工人員（應包含焊工、電工、油漆工等）。

（2）吊車、焊機、施工用發電機。

（3）安裝完畢試生產10-20盤，即15-30方混凝土提前安排原材料進場。外加劑如當地采購不到，需從國內提前準備發運。

5.3 運營模式選擇

方案一：全部分包給土建施工單位，施工單位負責采購攪拌站及試驗設備等，建設生產及辦公、生活等輔助設施，負責生產期間的運營管理和維護。（優點：有助于攪拌站生產與現場施工的協調配合與統籌管理，有利于資源成本的節約。缺點：甲方對混凝土及施工質量的控制力量減弱，可能會造成甲供原料浪費現象。）

方案二：甲方采購設備，國內發運，由土建施工單位負責現場安裝、生產、運營、管理。甲方配現場配專人負責原材料采購及生產管理。（優點：甲方擁有設備所有權，項目完成以后處理設備獲得殘值，或利用于其他項目，可節約成本。缺點：生產運營期間施工人員不愛惜、不認真維護設備，會造成設備磨損嚴重等現象，設備維修保養及燃油費用比較高。）

方案三：選擇有攪拌站運營經驗的公司建設專用現場攪拌站，簽訂商品混凝土供應合同。（優點：專業公司有運營攪拌站的經驗及成熟的技術實力，甲方不用投入資金購買設備，前期投資較少，現場建站有利于保證供應。缺點：合作默契程度、風險承擔能力有待考證。）

5.4 運營人員配置

提前招募運營人員，包括站長、生產經理、司機、材料員、試驗員等必要崗位。

5.5 試驗室設備

試驗設備應充分考慮所有必試試驗，包括水泥試驗、砂試驗、石試驗、混凝土試驗、砂漿試驗、外加劑試驗等。

6 結語

本文從項目執行、經濟最大化的角度，以一項目實例論述了為滿足國際EPC工程土建施工需要，同時規避當地的材料價格風險，來進行攪拌站生產設備選型、多個生產運營方案的優缺點探討及執行過程中需考慮的必要因素。為在資源匱乏地區執行的項目提供借鑒。