陳 長(zhǎng)
(水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,北京市 100120)
混凝土溫度控制是在混凝土施工過程中,為防止由于溫度原因?qū)е禄炷亮芽p所采取的措施。在水電工程大體積混凝土施工中,為了控制溫度預(yù)應(yīng)力,防止產(chǎn)生裂縫;以保證工程質(zhì)量,需從設(shè)計(jì)和施工的各個(gè)方面采取技術(shù)措施進(jìn)行溫度控制。為此而發(fā)生的費(fèi)用,泛稱混凝土溫度控制措施費(fèi)。
設(shè)計(jì)院在編制設(shè)計(jì)概算時(shí),溫度控制措施費(fèi)按建筑物混凝土工程量乘溫控措施費(fèi)用指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。由于未對(duì)實(shí)際工程混凝土溫控措施從設(shè)計(jì)到施工做任何的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,確定單位混凝土溫控措施費(fèi)用指標(biāo)隨意性很大,據(jù)調(diào)研,在高海拔地區(qū)同類型水電站混凝土溫度控制措施費(fèi),有的按每立方米混凝土20元指標(biāo)計(jì)算,有的按50元指標(biāo)計(jì)算,還有的按100元指標(biāo)計(jì)算,其混凝土溫控措施費(fèi)用指標(biāo)相差較遠(yuǎn)。近20年來,設(shè)計(jì)院已不再按設(shè)計(jì)和施工技術(shù)方案計(jì)算溫控措施費(fèi),大多數(shù)造價(jià)工程師對(duì)溫度控制措施費(fèi)的計(jì)算方法不甚了解,各電站的溫度控制措施費(fèi)指標(biāo)又彼此相互交叉引用,影響了可研設(shè)計(jì)階段的溫控措施費(fèi)計(jì)算的準(zhǔn)確性和合理性。
本文就混凝土溫度控制措施所包含的內(nèi)容,為此所發(fā)生的費(fèi)用應(yīng)如何進(jìn)入工程項(xiàng)目,以及費(fèi)用的計(jì)算方法等進(jìn)行分述。
(1)改善混凝土骨料級(jí)配,采用低流態(tài)或干硬性混凝土,摻加混凝土外加劑和粉煤灰,使用中、低熱水泥等措施,以減少水泥用量降低水化熱。
(2)改善施工方法,如采取薄層澆筑混凝土,增加散熱面積。
(3)拌和混凝土?xí)r,加入適量的冰屑、冰水,或?qū)⒐橇虾退嗟囊徊糠只蛉窟M(jìn)行預(yù)冷,用以降低混凝土的入倉(cāng)溫度。
(4)在大壩體內(nèi)埋設(shè)循環(huán)水管,通冷卻水降低混凝土溫度。
(5)在寒冷的季節(jié),特別是高寒地區(qū),采取防寒保溫措施,如:預(yù)熱骨料,蓋防寒暖棚,延長(zhǎng)拆模時(shí)間,防止表面溫度劇變等。
上述溫控措施所發(fā)生的工程及費(fèi)用在設(shè)計(jì)概算中按以下原則進(jìn)行歸類處理。
(1)改善混凝土骨料級(jí)配的溫控措施所發(fā)生的費(fèi)用,均包含在混凝土材料單價(jià)中。根據(jù)設(shè)計(jì)提供的含溫控措施的混凝土配合比計(jì)算混凝土材料單價(jià),不再另列溫控措施費(fèi)用項(xiàng)目。
(2)改善混凝土施工方法的溫控措施所發(fā)生的費(fèi)用,包含在混凝土工程單價(jià)中。如混凝土采取薄層澆筑,澆筑混凝土的人工、立模及機(jī)械時(shí)間成本比厚層澆筑要高;根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)提供的混凝土澆筑入倉(cāng)面積及澆筑厚度計(jì)算混凝土工程單價(jià),溫控措施不再另列項(xiàng)目計(jì)算費(fèi)用。
(3)為降低混凝土溫度而興建的制冷系統(tǒng),如制冷車廠、冷凍樓、冰水池及管道,其土建工程及投資應(yīng)包含在施工輔助工程混凝土生產(chǎn)及澆筑系統(tǒng)工程的相應(yīng)項(xiàng)目?jī)?nèi)。
(4)為溫度控制而購(gòu)置的設(shè)備,如:氨壓機(jī)、冷水機(jī)、鍋爐、水泵等,僅為本工程投入使用的設(shè)備,其設(shè)備及安裝費(fèi)列入混凝土生產(chǎn)及澆筑系統(tǒng)工程的相應(yīng)項(xiàng)目?jī)?nèi)。如果作為周轉(zhuǎn)使用設(shè)備,按設(shè)備的折舊費(fèi)攤銷在冰、冷水、冷風(fēng)等基礎(chǔ)單價(jià)中,其設(shè)備安裝費(fèi)列入混凝土生產(chǎn)及澆筑系統(tǒng)工程的相應(yīng)項(xiàng)目?jī)?nèi)。
(5)混凝土壩體內(nèi)埋設(shè)循環(huán)水管道,包含在擋水建筑物細(xì)部結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目及投資中,不單列項(xiàng)目計(jì)算費(fèi)用。
(6)寒冷季節(jié)澆筑混凝土所采取的一切防寒保溫措施,如防寒暖棚、預(yù)熱骨料、蒸汽、保溫材料等費(fèi)用,全部包括在冬雨季施工增加費(fèi)用中,不單列項(xiàng)目計(jì)算費(fèi)用。
(7)拌和混凝土?xí)r加入的冰屑、冰水,預(yù)冷骨料和水泥的冷水、冷氣,壩體內(nèi)通冷水等所發(fā)生的措施費(fèi),列入混凝土壩(閘)工程和溢洪道工程的“溫控措施”中。
上述各項(xiàng)溫控措施費(fèi)用,分別進(jìn)入設(shè)計(jì)概算各有關(guān)工程項(xiàng)目、費(fèi)用、單價(jià)之中。以“溫度控制措施費(fèi)”名義在設(shè)計(jì)概算列項(xiàng)的僅僅是為降低混凝土溫度而發(fā)生的加冰、加冰水、通冷水、通冷氣等措施費(fèi)用。
施工組織設(shè)計(jì)根據(jù)水電工程實(shí)際高溫期對(duì)混凝土澆筑的影響,需要對(duì)混凝土澆筑的部位的溫度采取控制措施,按施工總進(jìn)度確定混凝土溫控約束部位,計(jì)算出需采取不同溫控措施的混凝土量。主要有供冰混凝土溫控量、供冷水混凝土溫控量、供冷風(fēng)混凝土溫控量等。
溫控措施費(fèi)按以下公式計(jì)算:
混凝土拌和冷卻耗冰(水)費(fèi)
式中:B——進(jìn)行溫控的混凝土量,m3;
C—— 達(dá)到預(yù)期溫度每立方米混凝土加冰(水)量,t;
D1——冰(水)單價(jià),元/t。
混凝土壩體內(nèi)通冷凍水費(fèi)
式中:H——達(dá)到預(yù)期溫度通水時(shí)間,h;
Q——每小時(shí)通冷凍水量,m3;
D2——冷凍水單價(jià),元/m3。
混凝土壩體內(nèi)通河(井)水費(fèi)
式中:H——達(dá)到預(yù)期溫度通水時(shí)間,h;
T——配備水泵數(shù)量,臺(tái);
TS——水泵臺(tái)時(shí)費(fèi),元/(臺(tái)·h)。
式(3)中如果配備的水泵是多種型號(hào),A3=H×水泵組(臺(tái))時(shí)總費(fèi)用,總臺(tái)時(shí)費(fèi)按不同型號(hào)水泵的臺(tái)數(shù)和對(duì)應(yīng)的臺(tái)時(shí)費(fèi)乘積之和計(jì)算。
預(yù)冷砂石骨料耗水費(fèi)
式中:GL——預(yù)冷骨料量,m3;
Q—— 達(dá)到預(yù)期溫度每立方米骨料耗水量,m3;
D3——水價(jià),元/m3。
風(fēng)冷骨料費(fèi)用
式中:H——達(dá)到預(yù)期溫度通風(fēng)時(shí)間,h;
Q——單位產(chǎn)冷風(fēng)量,m3/h;
D4——冷風(fēng)價(jià),元/m3。
進(jìn)行溫控的混凝土數(shù)量及其單位加冰(水)量;預(yù)冷砂石骨料的數(shù)量及其單位用水量; 壩體通水時(shí)間和臺(tái)時(shí)通水量;風(fēng)冷骨料通風(fēng)時(shí)間和臺(tái)時(shí)產(chǎn)風(fēng)量等,由施工組織設(shè)計(jì)提供。對(duì)所提供的冰、水量,要把冰、冰水和一般冷水分別開。一般冷水又應(yīng)區(qū)分取自河流、水井、施工供水系統(tǒng)的水。
冰、冰水、冷風(fēng)單價(jià)的計(jì)算,如果在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置制冷系統(tǒng),可與風(fēng)、水、柴油發(fā)電機(jī)供電的基礎(chǔ)單價(jià)的編制方法相同,按施工組織設(shè)計(jì)提出的設(shè)備配置、生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)強(qiáng)度進(jìn)行分析計(jì)算。其計(jì)算公式如下:
式中:K——能量利用率;
K1——供冰(冰水、冷風(fēng))的損耗率;
SJ—— 用水的價(jià)格(如果制冷風(fēng),不計(jì)該項(xiàng)費(fèi)用);
TJ——供冰(冰水、冷風(fēng))設(shè)施維護(hù)攤銷費(fèi)。
如果是外購(gòu)冰塊,可與材料預(yù)算價(jià)格的編制方法相同。通入混凝土壩體的水和預(yù)冷砂石骨料等用的水,如果取自施工供水系統(tǒng),則可直接套用施工用水的單價(jià)。
水冷、風(fēng)冷骨料溫度措施控制費(fèi),根據(jù)混凝土骨料級(jí)配含量,折算成每立方米混凝土溫控措施費(fèi)。
按混凝土溫控措施費(fèi)的計(jì)算案例,說明溫控措施費(fèi)的計(jì)算流程。
某水電工程,擋水建筑工程為120萬(wàn)m3,設(shè)計(jì)確定的溫度控制基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土總量80萬(wàn)m3;其中,供冰的混凝土量20萬(wàn)m3,供冷水混凝土溫控量40萬(wàn)m3,供冷風(fēng)混凝土20萬(wàn)m3;壩體混凝土通冷水時(shí)間2000 h。施工現(xiàn)場(chǎng)布置一套制冷容量350萬(wàn)卡的制冷系統(tǒng)。冰水按5℃考慮,計(jì)算混凝土溫控措施費(fèi)。
第一步:根據(jù)制冷系統(tǒng)所配備人工、設(shè)備及生產(chǎn)產(chǎn)量,按式(6)計(jì)算出冰、冷水和冷氣等基本單價(jià)。計(jì)算中應(yīng)注意,如果所配備的設(shè)備是業(yè)主一次性投入,在臺(tái)時(shí)費(fèi)計(jì)算時(shí)一類費(fèi)用不計(jì)算設(shè)備折舊費(fèi)和大修理費(fèi);如果是施工單位自帶設(shè)備生產(chǎn),就計(jì)算折舊費(fèi)和大修理費(fèi);人工按機(jī)上人工考慮,不再考慮輔助人工;電、氨液及冷凍油等易耗材料按設(shè)備臺(tái)時(shí)費(fèi)中的“二類費(fèi)用”計(jì)算。
按上述原則計(jì)算的冰、冷水和冷氣等基礎(chǔ)單價(jià)分別為:216.38元/t,22.48元/t,0.3元/m3。
第二步:根據(jù)設(shè)計(jì)提供的達(dá)到混凝土預(yù)期的溫度要求,每立方米混凝土所需的冰、冷水和冷風(fēng)的數(shù)量,如每立方米混凝土需55kg冰,50kg冷水,86m3冷風(fēng),混凝土壩體內(nèi)每小時(shí)通54m3冷水,根據(jù)上述單價(jià)和混凝土單價(jià)取費(fèi)費(fèi)率計(jì)算出供冰、供冷水、供冷風(fēng)等混凝土溫控措施單價(jià)。
計(jì)算出的混凝土溫控措施單價(jià):
供冰:55×0.216.38×1.37=16.30元/m3
供冷水:50×0.02248×1.37=1.54元/m3
供冷風(fēng):86×0.3×1.37=35.35元/m3
壩體內(nèi)通冷水:54×22.48×1.37=1663.07元/h
注:1.37為混凝土單價(jià)計(jì)算的取費(fèi)綜合費(fèi)率系數(shù),包括其他直接費(fèi)、間接費(fèi)、利潤(rùn)和稅金等費(fèi)率。
第三步:計(jì)算出供冷水、供冰、供冷風(fēng)及大壩通水的混凝土溫控措施費(fèi)。
供冰:20×16.30=326萬(wàn)元
供冷水:40×1.54=61.6萬(wàn)元
供冷風(fēng):20×35.35=707萬(wàn)元
壩體內(nèi)通冷水:2000×1663.07=332.61萬(wàn)元
本工程溫控措施費(fèi)為上四項(xiàng)費(fèi)用之和1427.21萬(wàn)元。
第四步:計(jì)算溫度控制措施費(fèi)指標(biāo)。
本工程混凝土溫控約束部位的溫控措施費(fèi)指標(biāo)為:
1426.21/80=17.84元/m3
按建筑物混凝土工程量測(cè)算溫控措施費(fèi)指標(biāo)如下:
1426.21/120=11.89元/m3
[1] 趙順波.混凝土結(jié)構(gòu)溫控防裂分析[M]. 北京:中國(guó)水利水電出版社,2013.
[2] 龔召熊.水工混凝土的溫控與防裂[M]. 北京:中國(guó)水利水電出版社,1999.
[3] 水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,可再生能源定額站.水電工程費(fèi)用構(gòu)成及概(估)算費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)[M].2013年版. 北京:中國(guó)電力出版社,2014.
[4] 王德勇,孫志杰.水利水電工程混凝土溫度控制施工技術(shù)與措施[J].大科技,2014,(16).
[5] 李厚斌.水利水電工程混凝土的施工溫度控制與裂縫預(yù)防[J].中國(guó)水運(yùn)(理論版),2007,(09).