水利工程人工砂及人工砂混凝土应用效益分析——以广东省乐昌峡水利枢纽为例.pdf

I S S N 1 6 7 2 - 2 8 4 1 广东水利电力职业技术学院学报2 0 1 3 年 第 1 1 卷 第 3期 C N 4 4 -1 5 8 7， Z J o u r n a l o f Gu a n g d o n gT e c h n i c a l C o l l e g e o f Wa t e r R e s o u r c e s a n dE l e c t r i c E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 3，Vo 1 1 1 。 No 3 水利工程人工砂及人工砂混凝土应用效益分析 以广东省乐昌峡水利枢纽为例 钟华，王立华，杨永民，万家瑞 ( 广东省水利水电科学研究院，广东省水利重点科研基地 ，广东 广州 5 1 0 6 1 0 ) 摘要：就广东省乐昌峡枢纽工程人工砂及人工砂混凝土的经济效益和社会效益进行研究，结 果发现 ，乐 昌峡 水利枢 纽工程 人 工砂 运到施工现场 的生产成 本为 7 8 7元 m 3 。 C 3 0 级人 工 砂混凝土原材料成本比河砂混凝土低 2 5元 。C 3 5级低 1 9元 r n 3 ，使用人工砂混凝土大 大降低 了工程投资。因此工程建设中使用人工砂及人工砂混凝土，可减小河砂的过度开采， 保护河床，保护生态，具有良好的社会效益和生态效益。 关键词：人工砂；人工砂混凝土；经济效益；社会效益 中图分类号：T U $ 2 1 1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 6 7 2 - 2 8 4 1( 2 0 1 3 )0 3 - 0 0 1 4 - 0 3 乐昌峡水利枢纽工程位于韶关乐昌市境内的武 水中游，坝址紧靠原京广铁路塘角车站， 下距乐昌 市区约 1 5 k m、距韶关市区约 8 1 k m 。乐昌峡水利枢 纽工程是以防洪为主、结合发电，兼顾航运、灌溉 等效益的综合利用枢纽工程，是解决北江中上游尤 其是韶关市、乐昌市的洪水威胁，实现库堤结合防 洪体系，保障防洪安全和社会经济可持续发展的关 键性工程。 根据工程设计资料，乐昌峡水利枢纽工程为 等大 ( 2 )型工程 ，其主要建筑物为 2 级，次要建 筑物为3 级；工程主要建筑物包括拦河大坝、溢流 坝、引水系统、发电厂房、开关站等，次要建筑物 主要为上游转运码头等。拦河大坝为碾压砼重力 坝 ，坝顶长 2 5 6 m ，最大坝高 8 4 6 m 。主体工程常 态混凝土 2 3 8 7万 、碾压混凝土 3 0万 m 、混凝 土总量约 5 4 9 万 m ， 。考虑损耗，成品砂石料需要 量约 8 3万 r n 3 ，其中砂料 2 8 万 m ，粗骨料 5 5万 m ，每月产量不低于6 万 m 。 碾压混凝土大坝施工工期仅 1 2 个月，工期紧 张， 砂的供应时间集中且供应量大，当地河砂资源 难以保证供应 ，对工期具有一定的影响；河砂的细 度模数、含泥量等关键指标波动大， 细度模数总体 偏小、含泥量较大，影响混凝土的施工质量；由于 当地的河砂供应紧张，运输距离远，运输费用高， 因此河砂到达工地的价格每 r n 3 达到 1 1 0元，增加 了工程投资控制的难度。根据国内其它工程的经 验，河砂中微细颗粒少 ( 0 1 6 m m ) ，碾压混凝土 可碾性和抗渗性能较差，往往需要添加部分人工砂 或石粉，在碾压混凝土中使用人工砂细骨料较河砂 有利。因此乐昌峡水利枢纽工程最终决定采用人工 砂，料场选定为将军山石场，分别生产碾压混凝土 用砂和普通混凝土用砂。 因要注意环境保护，所以河砂的开采受到一定 的限制，同时工程建设迅猛发展， 砂的供需矛盾日 益突出，而碾压混凝土中人工砂 比河砂性能更优 越，因此推广应用人工砂势在必行。然而目前对人 工砂的经济效益和社会效益研究较少，难以消除人 们关于人工砂 “ 贵”的误解。同时，由于缺乏对人 工砂社会效益的评估，在实际使用过程中，人们根 本没有考虑社会效益 ，政策层 面也没有补偿机 制 。本文对乐昌峡水利枢纽工程人工砂及人工 砂混凝土的经济效益和社会效益进行了分析研究。 收稿日期：2 0 1 3 0 4 - 2 2 基金项目：广东省水利科技创新项目 ( 2 0 0 6 - 1 0 ) ； 本项 目 得到乐昌峡水利枢纽工程管理处资助。 作者简介：钟华 男，助理工程师，主要从事水工建筑材料研究 、 开发推广和工程质量检测工作。 钟华， 王 哗 ， 杨永民， 万家瑞： 水利工程人 工砂及人 工 懒士应甩拓彩 广 省乐昌 峡水 利枢纽为例 1 5 1 人工砂的成本分析 乐昌峡水利枢纽工程砂石厂 自2 0 0 9 年 9 月投 产，至 2 0 1 2年 6 月结束生产 ，共计生产人工砂 3 2 3万 m 。砂石厂至料仓往返运输距离平均为 6 0 k m 。两台强击式反击破碎机为碎石和人工砂生 产的共用设备，根据实际使用情况进行分摊计算。 人工砂生产设备采购费明细如表 1 所示，生产成本 如表 2 ，人工砂运到施工现场的生产成本为 7 8 7 元 m 3 。从表 2可知 ，由于本工程砂石厂离坝址较远 ， 人工砂的场外运输成本达到总成本的 5 1 9 ，如果 不考虑这部分成本 ，人工砂的出厂生产成本仅为 3 7 9 元 m 3 。砂的运输成本在其采购价中占有较大 的比重，当运输距离较远时尤甚。而人工砂可以就 近开采，减小运输费用 ， 从而降低砂运到施工现场 的价格，因此人工砂在高速公路和大型水利水电枢 纽工程中往往具有价格上的优势。 表 1 设备采购费明细 说明：强击式反击破碎机为碎石和人工砂生产共用设备，根据两者的实际占用时间进行分摊 2 人工砂混凝土的成本分析 当采用相同的水泥、碎石，坍落度相同，不使 用外加剂时，相同强度等级的混凝土配合比和成本 如表 3 所示。C 3 0 级人工砂混凝土原材料成本比河 砂混凝土低 2 5 元 m ，C 3 5 级人工砂混凝土低 1 9 元 ， m ， 。在较低强度等级时 ，人工砂混凝土可节约 更多水泥，经济效益更显著。 按照乐昌峡水利枢纽工程当地运到工地现场的 采购价格，河砂 1 2 0元 ， m ，人工砂 9 O元 ， m 。如 果按人工砂与河砂等量取代，创造经济效益 9 7 5 万 元。当强度等级相同时， 人工砂混凝土平均可节约 水泥 3 0 k v m ，常态混凝土可节约水泥 7 2 0 0 t ，若 3 3 0 元 t ，则创造经济效益 2 3 8 万元。为了弥补河 砂中细颗粒少的缺陷，河砂碾压混凝土需要增加水 泥和粉煤灰约 4 0 k g m ， ，相当于人工砂节约水泥和 粉煤灰 1 2 万 t ， 水泥和粉煤灰综合单价按 2 5 0 元 t ， 则创造经济效益约 3 0 0 万元。因此乐昌峡水利枢纽 工程使用人工砂混凝土创造直接经济效益 1 5 1 3 万 元。 3 人 工砂 的社会 效益 由于河砂资源短缺，价格不断上涨，在经济利 益的驱使下，我国很多地方出现了乱采、乱挖河砂 的现象，近几年尤甚。大规模无序开采河砂造成河 道下切、堤岸崩塌、河道阻塞的现象，也对防洪造 成严重影响，对人们的生命财产安全造成威胁。广 东省就曾多次发生因河砂过度开采，导致河床严重 下切，造成堤岸崩塌 、岸边建筑垮塌的严重事故 ， 直接威胁到堤内人民的生命财产安全，教训深刻。 为此，国务院和各地政府相继采取了一系列控制措 施和出台了禁采和限采河砂的规定。河砂作为一种 资源，必须按规划开采。 广东省河道采砂管理条 例对广东省主要河道的采砂规模进行了规划，并 已于 2 0 0 5 年 5月 1日起实施。规划的采砂规模与 工程实际的需求存在很大的缺口，特别是在珠江三 1 6 广东水利 电力职业技术学院学报 2 0 1 3 ， 1 1 ( 3 ) 表 2 人工制砂技术经济成本组成 表 3 相同强度等级的人工砂和河砂混凝- I- m 合比及原材料成本分析 注：1 本表中人工砂石粉含量为 1 2 细度模数 3 0 1 区；河砂细度模数 2 4 。 区 2 所有原材料单价为乐昌峡水利枢纽工程送到工地现场的价格 ( 下转第4 6页) 广东水利电力职业技术学院学报 2 0 1 3 ， 1 1 ( 3 ) Di s c u s s i o n o n t h e W e l d i n g M e t h o d u n d e r Pr e s s u r e f o r Re p a i r i n g Hi g h Pr e s s u r e S t e a m Pi p e l i n e U J i n - y o n g ( G u a n g d o n g Yu e j i a P o w e r C o L t d ， Me i z h O H 5 1 4 0 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n t h e p o we r p l a n t ， b e c a u s e t h e h i g h t e mp e r a t u r e a n d h i g h p r e s s u r e s t e a m p i p e l i n e s a l e i n t h e l o n g t e r m r u n n i n g s t a t e ， h i g h - t e mp e r a t u r e o x i d a t i o n o r g a s e r o s i o n r e s u l ti n g i n t h i n n e r o r p e r f o r a t e d wa l l t u b e w i l l i n e v i t a b l y h a p p e n ， w h i c h c a u s e s t h e l e a k a g e o f s t e a m An o t h e r k i n d o f l e a k a g e s t e a m ma y b e c a u s e d b y t h e t r a c h o ma a s a r e s u l t of ma n u f a c t u ri n g d e f e c t s i n p i p e l i n e i t s e l f I n t h e a b o v e s i t u a t i o n s ， t h e l e a k i n g p i p e l i n e c a n n o t b e i s o l a t e d o r t h e v a l v e i s n o t t i g h t l y s h u t , wh i c h r e q u i r e s U S t o t a k e t h e me t h o d o f we l d i n g w i t h p r e s s u r e t o c o mp l e t e the t a s k o f e l i mi n a t i n g d e f e c t s wi tho u t a f f e c t i n g t h e n o r ma l p r o d u c t i o n T h e r e ale ma n y w e l d i n g me t h o d s f o r r e p a i r i n g p i p e l i n e u n d e r p r e s - s u r e ， a n d e a c h h a s i t s o wn a d v a n t a g e s I n t h i s p a p e r ， c o mb i n i n g o u r p r a c t i c a l p r o d u c t i o n e x p e r i e n c e ， t h e w e l d i n g t e c h n o l o g y o f r e p a i ri n g h i g h p r e s s u r e s t e a m p i p e l i n e i s e l a b o r a t e d i n d e t a i l s Ke y wo r d s ： o v e r h e a t e r ； s h i e l d e d me t a l a r c we l d i n g ； r e p a i r i n g u n d e r p r e s s u r e ( 上接第 1 6页) 角洲地区，基本建设规模巨大、砂的供应尤其紧 张，河砂的供需矛盾 13 益突出。多年来，由于建设 工程持续高速发展，广东省尤其是广州市，优质的 河砂资源已经越来越少。市场上砂的细度模数不断 变小、含泥量增大，质量呈迅速下降的趋势。同 时，工程挖方和隧道弃渣大量堆放，占用耕地，破 坏了环境。而利用隧道弃渣或就近采石加工人工砂 既可解决砂资源不足的问题 ，又可保护生态环境。 因此，合理利用当地资源，降低建设投资，发展、 研究和推广应用人工砂势在必行。 4结论 乐昌峡水利枢纽工程人工砂运到施工现场的生 产成本为 7 8 7 元 m ；乐昌峡水利枢纽工程 C 3 0 级 人工砂混凝土原材料成本比河砂混凝土低 2 5 元 m s ， C 3 5 级低 l 9 元 m ，使用人工砂混凝土大大降低了 工程投资 ；工程建设中使用人工砂及人工砂混凝 土，可减小河砂的过度开采，保护河床 ，保护生 态，具有良好的社会效益和生态效益。 参考文献 【 l 】 陈家珑 人 工砂 一新 型建筑用砂 【 J 】 新型建筑材料 ， 2 0 0 2 ，( 0 6 ) ： 3 2 - 3 4 【 2 】 孔凡营 浅论发展人工砂 J 】 中国建材 。2 0 0 4， ( 0 9 ) ： 6 7- 68 Ap p l i c a t i o n Be ne fit An a l y s i s o f Ar t i fic i a l S a n d a n d Ar t i fic i a l S a n d Co n c r e t e i n Wa t e r C o n s e r v a n c y P r o j e c t T a k i n g G u a n g d o n g L e c h a n g G o r g e Wa t e r C o n t r o l P r o j e c t for E x a mp l e z HoNG Hu a ,WANG L i - h u a , YANG Y o n g - mi n g ,WAN J i a - r u i ( G u a n g d o n g R e s e a r c h I n s t i t u t e of Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r ， G u a n g z h o u 5 1 0 6 1 0 ， C h i n a ； G u a n g d o n g P r o v i n c i a l Wa t e r R e s o u r c e s K e y S c i e n t i f i c R e s e a r c h B a s e ， Gu ang z h o u 5 1 0 6 1 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：I n t h i s p a p e r ， e c o n o mi c a n d s o c i a l b e n e fi ts of a r t i fi c i a l s a n d a n d a r t i fi c i al s a n d c o n c r e t e i n G u a n g d o n g L e c h ang G o r g e Wa t e r C o n t r o l P r o j e c t w e r e s t u d i e d R e s u l t s i n d i c a t e tha t ， t h e p r o d u c t i o n c o s t o f a r t i fi c i a l s and t r a n s p o r t e d t o the c o n s t r u c t i o n s i t e i n L ech ang G o r g e Wa t e r C o n t r o l P r o j e c t i s R MB 7 8 7 p e r c u b i c me t e r s C o m p a r e d w i t h n a t u r a l s and c o n c r e t e ， t h e r a w ma t e r i als c o s t s o f a r t i fi c i al s a n d c o n c r e t e o f C3 0 d e c r e ase b y RMB 2 5 p e r c u b i c me t e r s wh i l e C 3 5 d e c r e a s e s b y RMB 1 9 p e r c u b i c me t e r s ，w h i c h p r o v e s t h a t u s i n g a rti fi c i al s a n d c o n c r e t e c a n r e d u c e the c o n s t ruc t i o n i n v e s t me n t g r e a t l y Me a n wh i l e ，a d o p t i n g a r t if i c i al s a n d an d a rt ific i a l s a n d c o n c r e t e i n t h e e n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o n c a n r e d u c e t h e o v e r e x p l o i t a t i o n o f n a t u r al s a n d ， p r o t e c t t h e r i v e r b e d s a n d e c o l o g i c al e n v i r o n me n t ， a n d i t ma yd owe l l i n s o c i a l ande c o l o g i c a l be n e fi t Ke y wo r d s ： alt ific i al s a n d ； a r t i fi c i al s a n d c o n c r e t e ； e c o n o mi c b e n e fi t ； s o c i al b e n e fi t