遷徙式綜合管廊預制廠建廠布局和工藝設計

屠娟（四川文軒職業(yè)學院管理工程學院 四川 成都 611330）

0 引言

預制綜合管廊具有大尺寸、大重量的特點，管節(jié)運輸受運輸線路中道路、橋梁荷載的限制較大，大噸位的長途運輸提高綜合成本，以上因素都對預制管廊在城市綜合管廊的應用推廣中產(chǎn)生很大的制約。因此，在預制拼裝綜合管廊構件批量生產(chǎn)、拼裝采用新技術、斷面標準化等相關關鍵技術中，工廠化構件生產(chǎn)技術處于基礎和先決地位；同時，針對預制管廊尺寸大、重量大，在工廠化生產(chǎn)上的實現(xiàn)上存在生產(chǎn)模塊不一致，生產(chǎn)標準不一致等問題，研究出一套標準化的大截面預制管廊工廠化生產(chǎn)技術將有利于預制管廊技術的推動與發(fā)展。本研究擬就管廊預制構件廠滿足就近、標準化、遷徙方便、批量生產(chǎn)等建廠條件，符合建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、節(jié)能環(huán)保、物流交通便捷、勞動力成本、標準化水平提升等要求下的布局和工藝提出設想。

1 產(chǎn)能計算與工效分析技術

1.1 產(chǎn)能計算

當期構件生產(chǎn)數(shù)量計算：Q=L×α÷k 其中：Q=當期生產(chǎn)構件數(shù)量，L=管廊總長度。

α=預制率，取70%。k依據(jù)構件類型變化，初步考慮單艙2m/節(jié)；雙艙2m/節(jié)；三艙1m/節(jié)。當期構件生產(chǎn)時間計算：D=(T-1.5)×30×β

其中D=當期生產(chǎn)天數(shù)，T=管廊施工周期。β=生產(chǎn)效率，取80%。

當期產(chǎn)能計算：N=Q÷D

1.2 模具需求計劃

依據(jù)多地考察情況來看，單套模具產(chǎn)能是每套每天生產(chǎn)2節(jié)管廊。

模具計算公式如下：M=N/2 M=模具數(shù)量，N=當期每天產(chǎn)能。

根據(jù)計算，雙艙I型模具需要15套，雙艙II型模具需要20套，雙艙III型模具需要11套，單艙模具需要3套，三艙模具需要5套。

2 廠區(qū)規(guī)劃

城市綜合管廊的項目涉及多個節(jié)點類型，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際應用與地質(zhì)條件等多方面考慮，依照實際使用的需求及相應規(guī)范的質(zhì)量標準，由于城市功能特殊形態(tài)和工程移動性，預制廠建設考量將會越來越成為城市管廊建設工程整體規(guī)劃一部分。預制廠區(qū)建筑布局主要包含5個功能分區(qū)，分別為生產(chǎn)區(qū)（廠房）、成品堆放區(qū)、附屬用房區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)等。考慮生產(chǎn)年限較短2~3年，所有建筑按照臨時建筑設計。

其中生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)和辦公區(qū)分開布置，避免生產(chǎn)區(qū)的噪聲污染。根據(jù)設計產(chǎn)能要求和模具需求，生產(chǎn)區(qū)設計為2跨，長寬定為146m和64m，根據(jù)工藝要求做適當調(diào)整；根據(jù)工藝邏輯需求，滿足布置合理、節(jié)約資源、安全有效的原則。成品堆場區(qū)通過成品運輸車把生產(chǎn)區(qū)運送至堆場，再將構件通過龍門吊吊裝至構件存放區(qū)域。根據(jù)時間構件存儲及周轉(zhuǎn)規(guī)律一般成品堆場緊鄰生產(chǎn)區(qū)，其面積與生產(chǎn)區(qū)比例為1:1~2:1。

附屬用房區(qū)主要為生產(chǎn)廠房提供動力，包括鍋爐房、配電房、水泵房等。水泵房同時考慮生活用水和消防用水。

辦公區(qū)含辦公室、會議室、衛(wèi)生間等，其中辦公室按20人辦公考慮，標準為每人5~10m2；會議室按照20人會議標準。

生活區(qū)包含管理人員宿舍和工人宿舍，管理員宿舍按20人考慮；工人宿舍按240人；配套衛(wèi)生間、停車棚、活動室、運動場等，確保員工居住在一個舒適的環(huán)境。

圖1 廠區(qū)布局圖

3 工廠生產(chǎn)線細部功能設計

3.1 管線和機電設計

現(xiàn)場主要管線為水管和電管、蒸汽管道，水管包括生活用水取水管、污水排水管、雨水管、消防水管等；鍋爐房緊鄰生產(chǎn)區(qū)，為構件養(yǎng)護提供蒸汽，最大壓強按照1Mpa考慮。電管分為生活和生產(chǎn)用電管道，線管設計需要結(jié)合現(xiàn)場市政管網(wǎng)位置，建筑物布置和使用功能和使用量來考慮。

3.2 生產(chǎn)用庫房設計

生產(chǎn)用庫房分為一般庫房和危險品倉庫，危險品應遠離其他建筑。倉庫容量是倉庫的主要參數(shù)之一，也是評價倉庫質(zhì)量的指標之一。庫容量的大小，首先取決于生產(chǎn)、經(jīng)營的需要。庫容量的計算，與庫內(nèi)貨物存放形式、裝卸搬運機械的類型以及通道等有關，在設計時，應根據(jù)實際情況具體計算。庫容量的大小，一般運用庫容量利用系數(shù)來計算。計算庫容量時，應考慮庫房的總損失=通道損失+蜂窩形空缺損失。本項目生產(chǎn)結(jié)構單一，倉庫主要儲存一些維修工具、埋件等耗材，所占空間小，同時考慮管理方便，將倉庫設置于管理員宿舍一樓，面積約60m2。

3.3 生活用房設計

生活用房作為臨建的重要組成部分，為了保證工作人員良好的休息，其選址需要較為僻靜的地方。為了方便管理，需將工人生活區(qū)和管理生活區(qū)分開，根據(jù)設計需求管理人員20人，工人240人，按照管理人員2名/間，工人4人/間設計宿舍。配套商店、食堂、停車場、衛(wèi)生間和陽光雨棚等。

4 總體布局與工藝流程

4.1 總體布局

廠區(qū)總面積47 304m2，長寬分別為324m和146m。主要分生產(chǎn)區(qū)、附屬用房、堆場、攪拌站、生活區(qū)幾部分。其中生產(chǎn)區(qū)分為2條生產(chǎn)線，滿足最高峰時期模臺使用和產(chǎn)能需求，日生產(chǎn)1 630m3構件；鋼筋車棚位于生產(chǎn)區(qū)右側(cè)，日生產(chǎn)鋼筋205t鋼筋。堆場面積8 960m2，長寬分別為140m和64m，考慮從堆場左右兩側(cè)裝車。攪拌站選擇HZS120型，理論產(chǎn)能120m3/h，按照一天20小時，滿足日生產(chǎn)2 400 m3混凝土需求，配套砂石堆場15 000m2，能滿足至少7天庫存，并且周圍空間較大，可根據(jù)實際情況加大砂石堆場面積。另外根據(jù)生產(chǎn)需求配備鍋爐房、水泵站、配電房、生活區(qū)等。

4.2 工藝流程

預制構件生產(chǎn)的核心關鍵是生產(chǎn)線的工藝形式和工藝流程，必須根據(jù)構件形式進行單獨的設計。預制管節(jié)的生產(chǎn)工藝主要包括生產(chǎn)模具、混凝土生產(chǎn)、混凝土澆筑、混凝土振搗、混凝土養(yǎng)護、構件拆模及吊運等。

圖2 預制管廊生產(chǎn)工藝流程圖

5 結(jié)語

本研究所形成的遷徙式預制綜合管廊廠建廠技術、構件廠的所有設備，包括都采用可搬遷、可移動方式，在成本、物流等方面具有固定式PC構件廠不可比擬的優(yōu)勢，搬遷后對原有環(huán)境影響小。遷徙式構件廠是為特定項目量身定制的，同時解決了廠房產(chǎn)能不足或過剩的問題。