高原路面工程各类施工机械施工效益与成本浅析

高原路面工程各类施工机械施工效益与成本浅析

丘禹鹏曹杜娟

中交一公局厦门工程有限公司福建厦门361000

摘要:由于四川藏区特别的地质风貌气候环境与乡土人情，对工程项目有较大影响，通过高原地区2个路面项目的相关数据，对高原项目与一般项目在各类施工机械工作性能问题进行研究。

关键词:机械功率；机械油耗

1.项目背景

1.1川西高原地质地貌

甘孜藏族自治州位于四川省西部,青藏高原东南边缘，是我国最早建立的地区级藏族自治州。甘孜州为大陆季风性高原型气候，可分为高山、山原和高山河谷三大气候类型，素有“一山有四季，百步不同天”。全州平均海拔3500米以上，平均气温7.8℃，极端最低气温-37.7℃，空气含氧量只有内地的50％－65％左右。地质岩层构造方面，川西高原以浅变质的板岩、千枚岩等岩石为主[1]。

1.2工程概况

甘白路位于四川省甘孜藏族自治州白玉县境内，属于国家三级公路路面改造工程。该工程主要施工段落位于海拔4000米之上，全长214.65km，路面设计宽度为7.5m，路面结构自下而上分为30cm碎石垫层、25cm水泥稳定碎石基层、7cm沥青上下面层。

2.高原路面工程各类施工机械功率与油耗分析

2.1发电机组

高原地区电力设施不够完善，为了完成施工进度，配备正确的发电机组对项目正常施工进度意义重大。受高原特殊环境条件的影响，柴油发电机组功率下降，柴油油耗增加，热负荷上升，对发电机组功率及主要电气参数产生较大影响，发电机组油耗率、热负荷升高和可靠性的下降会给工程成本带来严重损失。所以只有正确认识高海拔地区对柴油发动机的功率影响的危害性，才能正确合理地选购适合自己使用的柴油发电机组，以免造成不必要的浪费。

高原低温起动条件比较严酷。海拔4000m以内极端温度虽不是很低(-30℃)，但由于气压低，起动时压缩终点压力及温度不够，以及增压装置对起动进气的阻滞作用，因此使起动状况不佳。但对机组来讲，有利的方面是起动负荷相对较低，可在起动后温度上升至适当状况再加载[2]。

2.2装载机组

装载机在高原环境下机械性能主要表现为工作油耗大、机械启动难等缺点。其中工作油耗大的主要原因为高原环境下氧气含量低，能源燃烧不充分，大气压强小，压缩气体的压力与温度不够所致。

随着海拔的升高，装载机耗油量也随之增大，普通地区正常工作情况下，机械的每小时油耗在11.9L/H-12.6L/H之间，当海拔升高到3000米，机械每小时耗油量比2000米处工作时耗油量平均上升6.9%-8.7%；当海拔升高到4000米时，机械工作每小时耗油量比3000米处工作时每小时耗油量平均上升8.5%-12.5%。根据相关研究表明，高原地区机械油耗的上升主要是由空气含氧率、大气压差、机械性能、工作环境、工作内容等几个因素共同决定。

机械正常工作情况下，其实际工作功率只能达到额定功率80%-90%，当海拔升高到3000米，其实际功率只能达到额定功率的75%-80%，当海拔升高到4000米以上，机械的实际功率会发生明显下降，工作值最大下降40%-45%，只能达到额定功率值的57%-63%。其额定功率下降主要是由空气含氧率、大气压差、低温、空气含微粒浓度、机械性能、工作内容等几个因素共同决定。

2.3自卸车组

甘白路LM4标工程混合料运输量达近40万吨，整个工程运输费用600万，占工程合同额的15%，所以对自卸车工作效益与成本深入研究，是工程成本控制的一个关键点，通过以下数据我们可以清楚知道，运输车的油耗是运输成本的重点，在无法改变运输设备硬件的情况下，结合实际工作情况，项目部签订运输合同，不能以按月租赁机械形式进行，应该以分包形式进行。

2.4沥青拌合站

沥青混凝土搅拌站作为路面施工的重要生产设备，在公路建设面层施工中占有极其重要的地位，国家规定的基本型号有1000型、2000型、3000型、4000型，1000型的额定生产率为120t/h，2000型的额定生产率为160t/h，3000型的额定生产率为240t/h，4000型的额定生产率为320t/h。高原地区随着海拔提高含氧率与大气压强发生明显下降，中氧气只有内地地区的60%-70%，压强只有80%。

甘白路LM4标沥青混凝土设计工程量约5.5万吨，热料耗重油8.4.0kg/T-9.2kg/T，工程需要重油462吨-506吨，价格为4900元/T，重油采购金额为226万-248万元，通过以下几个路面工程在沥青混凝土加工时平均油耗值对比，我们可以得出结论：高原工程中由于重油燃烧不充分、石料温较低、湿度较大，导致沥青混凝土加工重油消耗比常规项目平均高出2kg/T，这个数据在以后高原工程投标工作中，需要得到重视。

有效降低沥青拌合的成本，在高原环境下，需将目光锁定到节约燃油消耗、设备改进、以及人员操作这些方面。其中降低燃料消耗是最普遍且最立竿见影的一种措施[3]。简单方案是在沥青混合料的加温过程中，利用成本较低的渣油、重油、燃料油、燃气或煤替代传统生产使用的柴油，具体采用何种燃料应该根据当地的能源情况而定，比如洛三项目中，该项目因地制宜将天然气作为沥青拌合的主要燃油，每吨沥青耗重油约为6kg/t-7kg/t,二氧化碳排放20kg，改用天然气以后，每吨沥青混凝土天然气用量约5.5kg，二氧化碳排放量13kg，减少7kg。

3.结束语

随着西部资源开发力度的不断加大，国家战略对西部高原地区的工程施工项目日益增多。高原环境下的施工条件艰苦、气候恶劣、难度大、技术要求高、成本难控制、人员易流失，当今代下背景下，充分挖掘企业内部潜力、控制成本、提高高原环境下工程施工的效益，必将为企业立足西部开发带来更大的效益。

参考文献:

[1]张明革.《浅谈如何应对青藏铁路建设的三大难题》?青海人民出版社.2004

[2]伍林.《浅谈高速铁路工程建设环境保护》?铁道建筑技术出版社.2005

[3]程晓青.高原低温环境对工程机械的影响与对策措施[J].青海科技.2002