滑模施工水泥混凝土路面技术经济分析
安道晶1,宋燕玲2
(1.山西晋中路桥建设有限公司;2.山西交通科学研究院)
摘 要:结合镇江至大港一级公路滑模施工水泥混凝土路面的实际情况,对滑模施工和人工施工进行技术经济分析。
关键词:水泥混凝土路面;滑模施工;技术经济分析
中图分类号:U416.216.04 文献标识码:A 文章编号:1008-3383(2002)05-0036-02
1 滑模施工的特点
滑模摊铺机是智能化大型水泥混凝土路面现代化施工机械,它将布料、振捣、提浆、压实成形、抹面、打拉杆集于一体,一次完成整个路面的铺筑成型。
为了便于展开滑模施工与人工施工(配三轴滚整平机)的费用分析比较,有必要从经济角度比较其特点。
(1)滑模摊铺机正常摊铺速度1~3延米/min,目前国内摊铺日进度最快已达1600m/d(宽8.5m、厚25cm)。美国最快一天可摊铺2km,镇江至大港一级公路滑模施工日进度最快也达1000m/d,滑模施工速度快,缩短工期,可提早开放交通。具有很高的社会效益和经济效益。
(2)由于摊铺速度快,满足其连续施工要求的混凝土供应量很大,需要强大的原材料供应,自动搅拌和连续运输队伍与之相配合。必须建立较大规模的混凝土搅拌站。人工施工则规模小得多,滑模摊铺机械购置的使用和安装费用较人工高,这是造成滑模较人工施工投资大的重要原因。
(3)滑模施工是大型现代化施工方式,需要的人工少,劳动强度相对较小,但对工人的素质要求较高。人工施工则相反,劳动力用量大,素质要求低,工程施工中人工施工的人工费用比滑模施工要高得多。
(4)人工施工需专门支模,而滑模施工则不必,可节省这部分支模的人工费和模板费用。如果工程量一定,两种施工方式所用的混凝土材料费用差别较小。
(5)滑模摊铺混凝土路面强度高、匀质性好,使用寿命长,后期维护费用低。
2 滑模施工与人工施工费用分析
这里以镇大一级公路滑模施工2000年6月份完成的路段单幅面板12km(除去桥涵构造物长度)为基础进行比较。
实际铺筑里程11825m,宽度8m,厚度25cm。
摊铺总面积11825×8=94600m²。
混凝土方量94600×0.25=23650m³。
2.1 两种施工方法的工、料、机费用
(1)施工人员工资单价按每人每天20元计,滑模施工直接施工人数45人,每天工作12h,按1.5工日计。滑模摊铺假定每天施工700m;人工所需工日根据工程量查《公路工程预算定额》(交工发[1992]65号)。两种施工方式的人工费用对比见表1。
(2)两种施工方式材料费用比较。
滑模施工比人工施工增加了减水剂及粉煤灰费用,减少钢模费用,其他基本相同。计算材料单价为工程建设期间工地的实际价格,工程量按设计图计算。两种施工方式材料费用对比见表2。
(3)机械费用比较。
机械分班单价SP850摊铺机和150m³/h,搅拌楼按实际单价计算,其余均按《公路工程机械分班费用定额》计算。两种施工方式机械费对比见表3。
其中:滑模施工时,混凝土运输以13.36元/m³承包出去。
滑模施工1台150m³/h混凝土搅拌楼,人工施工必须配2台25m³/h搅拌站。
三轴滚整平机每台班摊铺200m。
SP850滑模摊铺机台班费中,含布料机械费。
三轴滚整平机台班费含发电机组费用。
150m³/h搅拌楼台班费含机械喂料费用。
2.2 两种施工方式的费用对比分析
工料机费用对比见下表4。
现就这段路来分析滑模施工每天摊铺多少米时,其施工费用与人工施工费用相等。求解这个问题,必须将与施工进度有关和无关的费用区分开来。
在工程量确定后,材料费与进度无关,人工费与机械费与进度有关。
设滑模摊铺机平均每天摊铺Lm时,两种施工方式的施工费用相等,按上述计算方法对滑模施工的工、料、机费用计算如下:
人工费:20×45×1.5×11825/L=15963750/L(元)
材料费:4196808.8(元)
机械费: 964108.46×700/L = 674875922/L(元)
令此时滑模施工的工料机总费用与人工施工的
总费用相等: 15963750/L+ 674875922/L+4196808.8=6070011.32(元)
求解得:L=369(m)。
由上可知该路段滑模施工每天铺369m时,其施工费用与人工施工时相等。就滑模摊铺机的速度而言,当配备150m³/h的拌和及运输能力时,这个日施工进度是比较容易达到的。实际施工中该路段平均日施工进度690.0m,最大日进度1000m。
2.3 结论
通过以上分析,可以得出如下结论:
(1)滑模施工和人工施工水泥混凝土路面材料费占总费用的81%和73%;滑模施工人工费少,机械费多;人工施工人工费多,机械费少。
(2)镇大一级公路滑模施工从2000年4月至2000年6月完成了24km水泥混凝土路面的摊铺任务,机械施工宽度8m,板厚25cm,在当时当地的条件下,滑模施工与人工施工的等投资平衡点为369m/d,该工地正常条件下平均日施工速度690m,该工程建设投资较人工施工节省。
(3)不同工效下,工程里程与节约费用的关系是线性关系,给定工效,工程量越大,节约费用越多。
给定工程量,工效越高,节约费用越多,但是1000m/d以上增大不显著。给定工程量,超过平衡点,节约费用随工效提高增加得很快,超过1000m/d不大明显。给定工效,工程量大小对节约费用影响很大,滑模摊铺水泥混凝土路面工程量越大,费用节省得越多,经济效益越显著。
(4)人工施工和滑模施工同时应用外加剂技术时,滑模施工的经济效益更加明显,在11825m单幅路段内滑模施工还可节约12.8万元。
3 技术经济和社会效益分析
3.1 直接经济效益
滑模施工与人工施工两种施工方式相比,要获得好的经济效益,必须有工程规模和施工速度。镇大一级公路24km滑模施工在正常施工条件下,平均进度690m/d,超过平衡点369m/d,比人工施工节约费用87.2万元,经济效益显著。
3.2 粉煤灰的应用效益
在滑模施工中应用粉煤灰,可节省工程水泥用量的10%,考虑粉煤灰本身价格和使用费用,可节省水泥投资9.7%,每立方米混凝土可节省6元,镇大一级公路滑模施工24km路段(48000m³)应用粉煤灰节约投资28.8万元,有巨大的经济效益。
3.3 社会效益
(1)促进了混凝土路面施工技术的进步和现代化。
(2)促进了工程机械制造等相关行业的技术进步。
(3)提高了水泥混凝土路面工程质量和服务品质。
滑模施工混凝土路面的工程质量较人工施工大幅度提高,抗折强度和动态平整度远高于后者,提高了行车速度和舒适性,降低了路面的破坏和养护费用,减少了车辆油耗。滑模摊铺施工速度快,工期短,可以提早开放交通,提高了服务品质,取得了较好的经济效益和社会效益。
4 环保效益
(1)使用了粉煤灰,变废为利,不仅有巨大的经济效益,而且具有显著的环境保护效益。
(2)由于滑模施工的混凝土路面动态平整度好,行车噪声比人工施工的混凝土路面小,降低了司乘人员的疲劳和对附近居民的噪声干扰。
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