河南省新乡市方正公路工程监理咨询公司 曲艳芬 453003
摘要：对于公路工程项目施工中，堆料场选址合理性至关重要，尤其是在工期与成本控制压力下，探讨材料运输的最优化路径和选址科学性就显得更为迫切。本文以材料储备定额原理为基础，从公路建设中对施工材料运输成本最小化上来展开选址研究，从而得出科学的选址模型。
关键词：公路工程 施工管理 堆料场 选址研究
1 引言
公路工程项目施工因投资金额大、涉及施工现场管理不确定性因素多，以及施工机械、材料数量庞大等因素的制约，在推进生产管理效率上，迫切需要从施工实际来展开研究。现场堆料场是公路项目施工的关键点之一，特别是在工期、成本等指标压力下，如何从堆料场的科学合理上来保障施工需要，如何结合堆料场的规模来减少堆料场管理成本，而减少物料运输损耗，提高临时设施的使用率将是选址工作的首要目标。本文将结合公路工程项目施工特点，从堆料场的选址优化中探索出切合实际的科学模型。
2堆料场在公路工程项目施工中的作用探讨
在公路工程项目施工实践中，各类物料的运输与存放必不可少，而建立临时堆料场是满足工程施工需要的关键。从概念来看，堆料场主要是对施工中用到的钢材、砂石、水泥等材料的存放与保管，也是验收入库、领用、加工处理的主要场所，其作用主要表现在：一是起到对项目施工的缓冲作用，从堆料场的科学选址上，可以有效缓解施工材料供给矛盾，平衡各生产工序的供求关系，并为施工进度的有序进行提供保障；二是起到对各施工环节的连接作用，从施工材料的采购、运输、验收、仓储及加工、领用来看，借助于堆料场，可以更好的结合各施工环节来完成相应材料的动态管理；三是满足对施工材料的领用和保管作用，材料进场需要在验收完成后入库，并分类存放，利用堆料场来满足其管理要求，同时，对于某些材料可以在堆料场进行再加工，如对钢筋的二次加工等，以确保施工材料有效管理；四是对优化公路工程项目管理具有的其他作用，如结合施工地形来选址，能够改善材料运输环境，合理的规划堆料场规模还能够提升施工进度，缩短场内运输距离，提高项目管理效率。
3 公路项目施工堆料场建设问题及管理原则
对于堆料场的选址及建设，能够从公路施工各环节来平衡对材料的供需关系，减少现场材料运输距离和管理成本，优化公路工程施工交通环境。而如果出现堆料场选址不合理，往往给工程施工带来额外负担。一方面从工程施工工期和施工成本控制来看，堆料场规模设计过大，对堆料场空间的利用率大大降低，还增加了施工现场材料管理费用和临时征地费，无形中增加了建设成本；如果堆料场设计规模过小，往往导致堆料场储备量不足，而造成因缺料影响工期目标的实现；另一方面从堆料场选址 合理性上来看，如果出现选址不合理，不仅增加了施工材料的运输成本，还给施工现场带来更大的运输压力，不利于施工成本目标的控制与实现，难以发挥堆料场的科学价值。根据公路工程施工材料与工器具管理要求，科学的管理方法需要满足施工要求、现场环境、材料保管及领用等方面有序调控。为此，为了从公路工程施工现场提升材料管理效率，减少或避免施工成本或浪费的发生，需要遵循相应的管理原则。一是对材料入场的计划性原则，有计划的完成对施工材料的采购，从确保施工需求上保质保量进场，并实现对堆料场空间的合理占用；二是对材料的验收原则，无论哪种施工材料的进场都需要经过严格验收，而对于不合格的材料要杜绝入场；三是存放合理性原则，对施工材料的存放管理是堆料场管理的重点，也是科学设计和规划堆料场的关键指标，从材料存放上要满足现场交通管理及施工进度的管理需要求；四是限额领用原则，从推进施工管理效率上，引入生产节约理念，特别是对材料的限额领用，要在保障施工质量及施工任务的基础上严格落实领用数量；五是监督核算原则，做好项目材料使用监督与核算，从现场材料消耗量上进行控制，减少项目施工成本，提升材料利用率。
4 公路施工堆料场规模模型的建立
堆料场是对施工现场材料管理的重要场所，对于堆料场规模的确定是选址前的首要任务。为了促进现场材料管理的中转效率，对于堆料场规模的设定，需要从合理储备量上来探讨。现场材料储备定额是当前公路工程堆料场研究的主要内容，从概念上来看，材料储备定额是在一定生产水平和施工组织管理条件下，从满足生产需要上来获得的最优的材料储备数量。需要强调的是，对于不同区域、不同公路类型，随着施工季节及运输条件的限制，其定额值并非一定。可见，材料储备定额的明确，主要从以下几个因素来分析，一是对于材料采购的频次和额度，对于用量小的材料采购次数及额度相对较少，反之较大；二是储备最高量和最低量，从满足施工实际需要和资金投入上来计算最高及最低储备量；三是堆料场布局及规划，结合不同材料使用量及搬运特点，从堆料场布局合理性上来提升材料组织和使用效率；四是材料存储期限，从材料的保管与养护上来提升材料的储存质量。
在确定材料储备定额上，需要结合公路工程施工实际，从材料的储存标准和要求上明确合理的储备量、保险储备定额及季节性储备定额。保险储备量是在不确定性条件下能够满足施工需要的材料储备量，如在供货不及时等意外情况下造成的施工材料脱节时，能够满足生产施工需要的材料数量；而季节性储备量是在对季节性等因素的限制下所需材料的量，如冬季受冻、雨季受雨需要提前预备的材料数量等。因此，在构建公路工程施工某种材料的储备量时，其公式为：
（其中，i表示某种材料所需的采购频次，n表示某种材料总的采购频次，Qi表示某种材料第i次的采购量，Qz表示工程项目对某种材料总的需求量）。由此可以得出公路工程项目施工中，堆料场在满足各材料供需平衡中的最低总堆积量，并为堆料场选址提供科学参考。
5 公路施工堆料场选址模型的建立
堆料场选址需要考虑更多的管理因素，而对于选址抽象理论的研究，涉及到运筹学、统计学及生产实践等理论的影响，因此从方法的选择上，尤其是在近年来公路工程项目堆料场选址实践中，需要选址优势、劣势及选址适用范围等方面进行全面分析。总的来说，对于某公路建设工程可以从两种分类来探讨，第一类是对于公路附近有现场施工便道，其走向与新建公路具有一致性，从而直接利用便道来完成施工作业；第二类是新建道路没有施工生产便道，需要新建施工便道来满足工程施工材料的运输。
5.1对于第一类公路工程堆料场选址模型的构建
从第一类工程现场来看，在堆料场选址中需要结合工程运输量、运输成本及运输里程等指标，就运输总费用来确定堆料场的位置。从施工材料摊铺作业实际来看，对于某设定的堆料场，由于路线施工地址条件等情况的影响，距离公路两端的距离以最少运输费用为目标，我们可以利用积分法来构建堆料场选址模型。假设某新建公路长L米，运输材料总费用用F表示，特殊路段起始点为μ和η，ø表示为材料运输费率，x0为堆料场位置，ky表示为路基宽度，kt表示特殊路段宽度，α表示路基基层厚度，β表示路基底层厚度，θ表示基层和底层所用材料的密实度，λ材料运输损耗率，则根据公路项目施工现场材料施工运输总费用F表示为：
对之求导得出F'=2x0øθky(α+β)(1+λ)-øθ(α+β)(η-μ)(ky-kt)(1+λ)；当F’=0时得出x0=
。由此可见，当在第一类公路工程施工堆料场选址模型分析中，其一阶导数F’=0所得出的x0值，对应的材料运输总费用最少。
5.2对于第二类公路工程堆料场选址模型的构建
对于公路施工中第二类情况，需要充分考虑便道走向来实现运输路径最短，从而减少堆料场在施工材料运输及转移中成本最低。堆料场在选址时，需要从施工材料的需求分析中来组织好采购、仓储、分类管理及运输，将工作重心放在线路走向的设定及堆料场位置的计算上。假定新建公路材料运输总费用为R，堆料场位置坐标为Z（x0,y0），新建公路均分为r段，Nj表示均分后第j段，Wj表示第j段所需材料量，tj表示从堆料场到第j段的运输费率,Dj表示堆料场到第j段中心点的距离。则材料从堆料场到各施工段的总费用为R=
，从堆料场到第j段中心点的距离Dj=
，则可以得出R=
。从上式进行偏导求解，经过多次迭代得出x0,y0，从而确定堆料场的初始地点。
6 结束语
对于公路工程项目施工中堆料场选址与研究，需要从运输距离最短、运输费用最低、材料从堆料场至施工点的路径最优化上，分别从是否新建便道两种情况给出选址模型，从而确保堆料场设置的合理性和科学性，为促进公路工程施工成本控制和工期控制创造有利条件。
参考文献：
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