雄安新区建筑骨料供应模式研究
季土荣JI Tu-rong；周瑛ZHOU Ying
（中国水利水电第八工程局有限公司，长沙410004）
摘要： 雄安新区及周边的建筑骨料现有产能小、质量难以保证、环境问题突出，无法满足雄安新区的建设要求。传统的分散式建筑骨料供应方式，存在规模小，环保配套措施不够，开采料场破坏地形地貌等弊端，不满足建设新发展理念的创新发展示范区的要求。研究新的供应模式供应建筑骨料保证供应、质量优良、对环境无污染，符合新区发展理念，满足雄安新区建设要求。
关键词： 新的供应模式；保证供应；质量优良；环境无污染
1 雄安新区周边建筑骨料料源现状
1.1 新区建筑骨料料源来向
雄安新区位于太行山东麓、冀中平原中部、南拒马河下游南岸，在大清河水系冲积扇上，属太行山麓平原向冲积平原的过渡带。全境西北较高，东南略低，海拔标高7m～19m，自然纵坡千分之一左右，为缓倾平原，土层深厚，地形开阔，植被覆盖率很低，境内有多处古河道。
经调研，雄安新区内并无建材矿山资源；保定市建材骨料资源主要集中在西部太行山脉的附近县市，主要以易县、涞水县、满城区、顺平县、唐县、曲阳县、阜平县为主，其中又以易县和涞水县的储量、品种、开采规模和地理位置最占优势。
此外，考虑综合利用，附近的南水北调调蓄库工程和抽水蓄能电站工程开挖料也可纳入料源比选范围。
1.2 既有料场分布与产能现状
根据保定市发布的《建筑石料供应矿山企业正面清单（2018 年第1 期）》，上述两县合格的矿山企业共计15 家，实际产能707 万吨/年，其中易县9 家、产能523 万吨/年，涞水县6 家、产能184 万吨/年。
1.3 产业现状
通过调研发现，保定市区域内砂石资源开发利用总体存在点多面广、布局多小散、开发利用水平不高等问题，砂石资源低水平开发利用带来沉重的资源和生态环境压力。
①产业集中度、规模集约化程度低，无法应对市场需求，总体产能偏紧。由于历史形成传统生产方式和资源等多方原因，砂石生产企业大多分布在山区或矿山等边缘地区。多数砂石企业没有依据各地矿源和市场的不同，在科学和详细试验研究基础上进行矿址选择，生产规模，工艺流程和设备的选型配套等研究论证工作。90%以上的生产企业没有试验室，国家标准中规定的出厂检验和提供合格证基本没有落实，无法满足市场对绿色建筑骨料的需求。
②信息采集统计渠道不畅，难以管理。由于对砂石缺少正确认识的传统观念，行业内的产业不规范，砂石行业的产、供、销各环节没有纳入国家工业管理体系，因而也没有相应的行业信息数据统计管理系统。导致行业的情报资料、发展信息采集和统计没有渠道，很多数据是估算，不能反映行业的真正情况，缺少信息交流平台，因而不能全面和深入统计行业技术、数据，导致不能准确地掌握行业发展现状。
颜色釉瓷按色釉种类分：由一个器型通体一种釉色的叫做单色釉，多色相间于一个器型的叫做多色釉或者花釉。像祭红，祭蓝属单色釉，三阳开泰属多色釉。 按照烧成温度分可分为高温颜色釉和低温颜色釉。1200度以上的叫做高温颜色釉，1000度以下的叫做低温颜色釉。颜色釉种类繁多，色彩效果多样，到现在为止基本大自然能出现的颜色颜色釉都可以烧制出来。
③目前现有采矿企业处于资源掠夺型开采、低端粗放型生产阶段。矿山开采不规范埋下诸多安全隐患，且很多露天矿山企业只开采不治理，开采遗留地质安全隐患、矿区环境不恢复绿化。
④生产工艺及设备落后、高能耗高污染、环保不达标、从业人员有待提高整体素质。现有企业生产设备简陋，环保问题凸显，企业规模小，产业集中度低，生产者素质不高，难以形成生产基地规模化和标准化，无法满足市场对绿色建筑骨料的需求。
⑤矿产资源综合利用率低；产品质量参差不齐，产品单一。
积极开展专业教育改革，优化专业人才培养方案建设，将创业教育融入到专业建设和专业课程体系中，特别是将更多的前沿专业理论和技术融入到核心专业课程中，结合创业教育，引导学生开展以专业技术为核心的创新创业活动。在专业核心课程建设和教学过程中，通过组建创业兴趣小组，在课程学习过程中开展创业方案设计或者创业实训实践活动。通过多种渠道和方式引导创业教育与专业教育的融合发展。
2 新区建筑骨料需求预测
2.1 新区建设规模预测
2.1.1 测算依据
《规划纲要》对新区建设规模的相关论述主要包括：
①规划期限至2035 年，并展望本世纪中叶发展远景。
在对照组治疗方案的基础上，再予六子养阴煎治疗，药物组成：女贞子15 g，枸杞子15 g，五味子9 g，沙苑子10 g，栀子5 g，柏子仁12 g，旱莲草15 g，生地黄12 g，山茱萸15 g，牡丹皮15 g，远志20 g，牡蛎25 g，甘草6 g。每日1剂，水煎取汁300 mL，分早晚2次口服。治疗1个月为1个疗程，共1个疗程。
②启动区面积20 至30 平方公里，起步区面积约100平方公里，中期发展区面积约200 平方公里。
③新区远景开发强度控制在30%，建设用地总规模约530 平方公里。
④新区规划建设区按1 万人/平方公里控制。
①至规划期末（2035 年），预测新区建设用地规模为320 平方公里，规划人口320万人。其中城市建设用地290 平方公里，美丽乡村建设用地30 平方公里。
2.1.2 新区建设规模预测
②新区各项房建工程于规划期末2035年提前2 年完成，即将2019 年-2033 年作为建设期年限，建设年限15 年。
我们乘船向“小鸟天堂”驶去。水面越来越宽，渐渐地，一大片榕树林出现在眼前，就像一顶帽子罩在水面上。“这片树林好大呀！”同行的一名游客不禁感叹道。导游马上纠正说：“这不是一片树林，而是一棵大榕树。”原来，从榕树上垂下来的“胡须”叫作“气生根”，它们垂到地上，伸进泥土里，然后又生根发芽，长出小苗，所以这里看上去就像是一片树林。“独木成林”，真是太神奇了！
按照《规划纲要》以上相关论述，及稳步推进、重点项目适时启动的原则及规模适度、用地集约的要求预测：
③新区各项市政工程较房建工程提前2 年完成，即将2019 年-2031 年作为建设期年限，建设年限13 年。
④近期依据新区相关建设计划及中国城市规划设计研究院提供规划数据，预测新区近期建设规模约40 平方公里（启动区20平方公里、容东安置区10 平方公里、昝岗建设区10 平方公里），容积率1.0，建设年限4年，规划人口40 万人。
2.2 新区建设量预测
2.2.1 测算依据
①依据对新区内现状建筑调研，规划保留部分现状建筑，对其余建筑进行拆迁及改造（改造比例40-80%）。
设计意图： 通过学生小组调查本县的生物种类的一些情况，不仅挖掘了地方的特色教学资源，训练了学生调查、表达交流等多种能力；还增强学生感性认识生物多样性和热爱家乡情感。通过自主学习完成资料分析自主构建出生物种类的多样性概念，同时渗透爱国主义教育。
②城市道路交通规划设计规范中规定城市道路网密度为3～4km/km2，规划取值3.5（近期取值4）。
③《全国城市市政基础设施规划建设“十三五”规划》规划城市新区新建道路综合管廊建设率达到30%。
④根据全国各城市地铁统计，万人拥有地铁密度为0.6 至0.9 公里，规划取值0.9（近期取值1.1）。（表1-表3）
2.2.2 新区建设量预测
根据企业所得税的优惠形式不同，可以分为直接优惠和间接优惠。其中优惠税率、税收抵免以及免税期属于直接优惠，注重事后奖励；而加计扣除、加速折旧以及投资抵免则属于间接优惠，注重对创新行为的鼓励。
依据新区相关规划数据及国家相关规划用地标准，预测至规划期末（2035 年）新区建筑总面积约为2.5 亿m2，其中新建建筑面积2.3 亿m2。规划道路面积约为7040 万m2，其中城市道路面积6380 万m2；规划综合管廊340 公里；规划轨道交通290 公里。
预测近期40 平方公里范围内，建筑总面积约为4000万m2，其中规划道路面积约为880 万m2，规划综合管廊48 公里；规划轨道交通44 公里。
2.3 装配式建筑比例预测
依据国家及地方相关政策，我国装配式建筑正处于高速发展期，装配式建筑比例将逐年提高。依据住房和城乡建设部科技与产业化发展中心《雄安新区装配式建筑发展战略规划（初稿）》，新区装配式建筑考虑装配式混凝土结构、装配式钢结构、现代木结构及混合结构等多种结构体系。其中住宅建筑的80%、公共建筑的25%（学校、医院等）按装配式混凝土建筑考虑，即装配式混凝土建筑占新区建筑面积的比例约为58%。（表4）
表1 新区各类建设用地比例测算表
表2 新区各类建设用地容积率测算一览表
2.4 装配率预测
依据住建部发布《装配式建筑评价标准》，单体建筑按照装配率达等不同指标，评价为A 级、AA 级、AAA 级装配式建筑。依据《雄安新区装配式建筑发展战略规划（初稿）》，到2025 年，原则上符合条件的新建建筑、轨道交通、地下综合管廊和桥梁等建设工程全部实现装配式建造；新建建筑中，70%以上采用装配化装修；采用装配式建造的被动式超低能耗建筑占新建建筑的比例达30%以上。到2030 年，新建建筑达到国际领先水平，装配化装修得到全面普及，绿色发展成效明显，形成一套可复制、可推广的创新发展模式。
规划预测新区至规划期末（2035 年）装配式建筑装配率达到50%，近期装配式建筑装配率达到40%。
表3 各类用地建筑面积测算一览表
表4 《雄安新区装配式建筑发展战略规划（初稿）》装配式建筑比例
表5 雄安新区商品混凝土需求量
图1 雄安新区混凝土需求总量年分布图
2.5 新区混凝土需求总量预测
雄安新区商品混凝土需求量（使用量）=工业与民用建筑商品混凝土用量+其它商品混凝土需求量（使用量）。
①工业与民用建筑商品混凝土用量预测。
工业与民用建筑商品混凝土用量计算方法：预测未来年份工程竣工面积，将竣工面积乘以经验系数0.33-0.35即为预拌商品混凝土需求量（或者使用量）。
当前煤炭开采深度不断增加，煤层开采危险系数不断增大，无人采掘装备作为当前国际煤炭领域的发展前沿和久攻未破的世界性难题[1]。机器人化掘进装备的发展是确保我国具备煤炭能源持续生产能力与矿工人身安全的重要举措[2-3]。悬臂式掘进机是煤矿综掘工作面的核心机电设备，但由于环境的恶劣性与现有理论的局限性，尚未形成适当的综掘工作面远程监控系统，且掘进机位姿检测技术作为综掘工作面无人化的基础，尚未有合适的位姿检测精度验证系统。
根据规划预测至规划期末雄安新区将新增工业与民用建筑22847 万m2。其中装配式混凝土建筑占比按53.5%考虑（预制率按50%考虑），预制混凝土计2139 万m3；考虑到只供应新区70%的预制构件，则预制构件总量为1497 万m3，现浇混凝土约2139 万m3。装配式钢结构建筑及钢构混凝土建筑占比约31.5%，根据经验每平方米用钢量约为0.06t，则总需求量为432 万t，现浇混凝土为0.2 m3/m2，则现浇混凝土量为1439 万m3。现代木结构建筑比例2.0%，其他建筑比例约13.0%，现浇混凝土量为1040 万m3。雄安新区需工业与民用建筑商品混凝土现浇总量为4618万m3。
②其它商品混凝土需求量（使用量）预测。
参考类似工程综合管廊每米混凝土方量约为25m3，预测新区管廊需混凝土总量约为840 万m3，其中：预制混凝土总量约为235 万m3，现浇混凝土总量约为605万m3。
1）市政道路
预测至规划期末，新区道路总面积为7040 万m2，按经验系数0.30，则需2112 万m3 的水泥稳定料；按经验系数0.08，则需563 万m3的沥青混凝土。
2）公用设施及广场绿化
例如，教师讲解到《直线的方程》这一章节时，首先，可以根据教学内容向学生提出两个问题：“普通直线方程是什么形式？”“哪种直线方程是最基本的形式？”教师提出问题后，应该引导学生共同思考问题，学生在思考过程中会产生其他疑问。学生提问的基础是已经进行思考，但是没有得到答案，这个过程也是学生理解和消化数学知识的过程。
320km2 的公用设施及广场绿地总用地面积7680 万m2，按经验系数0.05，则需现浇混凝土7680 万m2×0.05≈384 万m3。
3）综合管廊
其它商品混凝土需求量（使用量）主要是市政工程的商品混凝土需求量。主要由市政道路、公用设施及广场绿化、轨道交通等构成。
综合上述调查分析成果，不难看出，为满足新区建设需要，建筑骨料、商品混凝土和装配式构件的生产供应存在以下几个突出问题：
依据经验地铁及轨道交通混凝土每米方量约为18.8m3/m，预测新区地铁及轨道交通需混凝土总量约为541 万m3，其中：预制混凝土总量约为311 万m3，现浇混凝土总量约为230 万m3。
综上所述，至规划期末，预估雄安新区混凝土需求总量约为10556 万m3。（表5）
2.6 建筑骨料需求总量估算
基于上述混凝土需求总量和类似建设经验，换算求得绿色建筑骨料需求总量约2 亿t。若考虑绿色建筑骨料供应辐射雄安周边区域，上述需求总量将进一步增大。
2.7 新区混凝土年度需求量预测
依据新区规划及建设计划等相关资料，规划考虑京津冀区域发展、城市建设周期及2022 年冬奥会等因素，按照稳步推进的规划原则预计混凝土需求高峰年出现在2026年，总需求量约1091 万m3。其中现浇混凝土年最高需求量约536 万m3，沥青混凝土年最高需用量约73 万m3，水泥稳定料年最高需求量约275 万m3，预制构件混凝土年需求量约207 万m3。根据混凝土年高峰需求量，换算绿色骨料的年高峰需求量约为2000 万t。（图1）
3 存在的主要问题
4）地铁及轨道交通
3.1 产能缺口巨大
雄安新区建设时间紧、任务重，每年对建筑骨料的需求量巨大，现状产能缺口巨大，无法满足新区建设需要。特别是起步区建设，对建筑材料需求强度大，相比现状产能出现突变，必然会对现有供应关系造成巨大冲击。
3.2 成品质量难保证
由于缺乏统一规划，料场开采和骨料生产加工基本上属于“小、散、乱”的状态，大多工艺和设备落后，缺乏先进的技术、设备和管理理念，难以满足新区建设对上述建筑材料的质量要求。
四个人面面相觑。上官星雨捏着玉玦，将头伸进缺口。缺口之下，三五尺之深，水面如镜，映照出花容月貌的女孩儿自己。对，那就是她，跟之前在黄河岸边看到的一脸泥炭的乞丐不同，她的剪剪秋水，漆黑头发，海棠般的脸，明亮俏丽，这花瓣雨的洗濯，又让她回到上官家小姐的样子。
3.3 环境保护问题突出
由于缺乏绿色发展理念，管理不规范，措施不到位，各环节的环境保护问题均较为突出。不少骨料开采和加工厂、装配式构件厂均因环境保护问题被勒令停产，特别是料源开采环节对生态环境破坏严重。即便是仍在生产的料场、商品混凝土搅拌站、装配式构件厂，其采取的环境保护、水土保持和节能降耗措施及其效果也难以符合新区建设理念及其具体要求。立足生态优先、绿色发展的理念，新区建设不可能再走先污染后治理的老路，不可能允许再出现“小、散、乱”的局面。
3.4 骨料大规模供应保障亟待解决
为满足新区建设节点目标，预计2020 年即需启动起步区的基础设施建设，2021 年开始，新区市政、管廊、轨道交通、房建等工程将逐步全面铺开。可以肯定，新区对绿色建筑骨料的需求量将在很短时间内迅猛增长。依靠既有产能改造提升和传统的公路运输方式，将难以保障新区建设对高质量绿色建筑骨料的需求。而且，骨料大规模公路运输方案带来的交通、安全、环保和供应可靠性问题将无法消除且短期内也难以缓解。因此，为满足新区建设需求，骨料大规模供应保障急需创新技术和工程手段予以解决。
4 雄安新区建筑骨料供应模式整体规划
4.1 总体思路
基于“生态优先、绿色发展、科学谋划、技术领先、节能环保，创新示范”规划原则，以问题为导向，从供给侧着手，统筹开展顶层设计和全面规划，提出整体解决方案，并通过创新技术和工程手段，有效破解新区建设过程中绿色建筑骨料在料源、产能、质量、环保、交通运输等方面的突出问题。
4.1.1 主要产能保障立足于新建的集约化、规模化、专业化、现代化生产基地
新区建设对绿色建筑材料的需求强度大、时间紧，基于现有产能分析，只有通过在骨料开采与加工、商品混凝土生产供应、装配式构件生产供应等各环节新建足够规模的集约化、规模化、专业化、现代化生产供应基地，才能在有效保障新区建设对绿色建筑材料井喷式巨量需求和高标准质量要求的同时，切实全面贯彻绿色发展理念，彻底改变传统严重破坏生态环境、污染大的零散布局、小作坊式的生产格局。同时，这也突出体现了高端引领、创新示范的建设理念，有利于积极推动建筑骨料生产供应方式向集约化、规模化、专业化、现代化方向发展。
4.1.2 创新技术和工程手段，解决绿色建筑骨料供应瓶颈和紧迫需求
曹雪芹生活的明清时期是封建专制制度由极致而逐步衰落，同时，这一时期，资本主义经济萌芽，个人经济水平和文化意识进一步提高。个人思想行为的进步与落后的专制政权相互冲突的矛盾，出现了大量文人息政退养，独善其身的结果。江南私家园林其实就是当时文人、官宦斥资修建的隐逸之地，退养之所。
立足绿色发展理念，有必要改变以往骨料生产供应环节“脏乱差”的固有印象，避免骨料大规模长距离汽车运输导致的交通、安全、噪声、扬尘等问题，真正体现“绿色建筑骨料”的建设理念和实质。
同时，为有效保障新区建设对大规模绿色建筑骨料供应的紧迫需求，有必要尽快构建一条绿色环保、节能减排、便捷可靠的运输通道。
4.1.3 骨料生产侧和消费侧的各类生产基地相对集中布置
在角膜塑形镜的验配过程中，对于球镜度数较高的儿童，要注意去片后裸眼视力差的可能性，同时更重要的是无论裸眼视力高低，均能达到控制眼轴增长的目的。本研究对于临床角膜塑形镜的验配具有重要的借鉴意义。
这样做，有利于集约节约用地，有利于降低运营成本、减小建设运营带来的环境压力，同时也有利于减少和缓解大规模长距离物料转运带来的交通、环境保护、安全等问题。
4.2 方案总体构架及优势
在上述总体思路指引下，结合已有调查成果，经过反复研究、论证，提出如下的整体解决方案，即以创新、开放、共享的理念，打造“绿色建筑骨料与装配式构件供应智能一体化平台”——立足绿色建筑骨料供需两端，通过建设1 个物料供应系统，连接1 个大型绿色建筑骨料生产示范基地、1 个物料供应中心和2 个仓储中心，并通过先期建成的绿色智能物联网高效连接供需两侧、实现全过程全方位智能调配和管控，为雄安新区绿色建筑骨料提供完整的解决方案。
其中，料源规划环节，考虑相对较优的物料来向、料源质量和储量要求，统筹兼顾崖儿山调蓄库工程及抽水蓄能电站工程开挖料利用，并着重考虑与雄安建设整体安排的合理匹配，生产规模按满足高峰强度2000 万t 考虑。其中，调蓄下库位于徐水区义联庄乡，调蓄上库位于义王庄乡，均处于南水北调中线天津干渠分水口附近；规划先期建成调蓄上库、部分调蓄下库及抽水蓄能电站工程，远期扩建调蓄下库，为天津、雄安新区提供供水保障，同时缓解河北南网的调峰压力，保障电网安全稳定运行。该方案同时可作为矿山环境修复治理的示范工程。
新建绿色建筑骨料生产示范基地靠近新建主料源布置，按照“生态优先、绿色发展”的理念，采用国际先进工艺、低耗节能设备、全封闭生产线，实现“零污染、零排放、低噪音”，满足雄安新区所需绿色建筑骨料产量、质量和环保要求。
骨料运输和仓储环节，采用长距离封闭式带式输送系统连接骨料生产供应基地和骨料集中消耗点（主要是规模化的商品混凝土搅拌站和建筑产业园），沿途均为架空带式输送机。该方案在环保、安全、质量、工期、供料保证性等方面相比建筑骨料公路运输方案具有显著优势，可实现骨料长距离运输过程的“零污染”，同时不涉及移民，建设占地小、协调难度相对较小，有利于快速推进实施，及时有效解决新区建设所需绿色建筑骨料的大规模供应瓶颈问题和紧迫需求。
上述各环节都将纳入全过程绿色智能物联网，构建全环节的一体化平台。并通过技术创新和现代信息化手段，实现供需两侧的高效互联以及生产配送过程的个性化、配置化、可视化。
5 结束语
本课题主要研究建筑骨料供应城市建设的新模式，基于雄安新区建筑骨料需求，开展雄安新区建筑骨料供应模式关键技术研究，足够规模的新建产能集中供应，不仅为新区建设提供保障，也有利于利用市场化手段实现绿色建筑材料供应链的宏观调控，平抑市场价格，淘汰落后工艺和产能，确保成品质量，对于雄安新区建设有重要的现实意义，同时所获得研究成果可为以后推广雄安模式的设计和建设提供参考。
在超高速打击岩石的地冲击效应实验中，通过靶体分层浇筑设计和内置于靶体中的PVDF薄膜传感器，将靶体中的PVDF薄膜传感器的布设间距d分别设置为10，15，20，25，30，70 cm, 获得了花岗岩靶体内各层的地冲击应力时程曲线。图3为打击速度为3 558 m·s-1时，靶体各层实测应力波时程曲线；图4为打击速度为3 558 m·s-1时，靶体各层理论计算应力波时程曲线。从图中可以看出：理论计算结果和实验结果较为吻合，证明了本文的超高速撞击地冲击效应等效计算方法的合理性。
水利工程项目建设多为大型工程，工程量大是此类工程项目的普遍特征，其中，需要应用众多原材料，施工工序相对复杂、施工强度也相对较大。此种施工条件下，为保证施工质量，需要项目承建单位能够进行施工技术的谨慎选择，强化施工技术管理，以保证工程项目建设目标的实现。
参考文献：
[1]雄安新区规划纲要.
[2]全国城市市政基础设施规划建设“十三五”规划.
[3]雄安新区装配式建筑发展战略规划（初稿）.
Research on Building Aggregate Supply Mode of Xiong'an New Area
（Sinohydro Bureau 8 Co.，Ltd.，Changsha 410004，China）
Abstract: The building aggregates in Xiong'an New Area and its surrounding areas have small production capacity, difficult quality assurance, and outstanding environmental problems, which cannot meet the construction requirements of Xiong'an New Area. The traditional decentralized building aggregate supply method has the disadvantages of small scale, insufficient environmental protection supporting measures, destruction of topography and other defects in the mining material yard, and does not meet the requirements of constructing innovative development demonstration zone with new development concepts. This paper studies the new supply model to supply building aggregates to ensure supply, high quality, no pollution to the environment, in line with the development concept of the new area to meet the construction requirements of the Xiong'an New Area.
Key words: new supply model；guaranteed supply；good quality；environmental pollution-free
中图分类号： F274
文献标识码： A
文章编号： 1006-4311（2019）34-0103-04
作者简介： 季土荣（1984-），男，福建南平人，学士，工程师，研究方向为建筑骨料设计与施工。
标签：新的供应模式论文; 保证供应论文; 质量优良论文; 环境无污染论文; 中国水利水电第八工程局有限公司论文;