豎向設(shè)計在工業(yè)項目中的重要作用

陳曉云

摘要：豎向設(shè)計是工程設(shè)計中一個重要組成部分，它與規(guī)劃設(shè)計，總平面布置密切聯(lián)系而不可分割.尤其在工業(yè)設(shè)計中更為重要，工業(yè)項目占地面積大，工藝流程復雜，如何充分利用地形，合理組織豎向關(guān)系，對項目的節(jié)省投資和節(jié)約用地上起著很關(guān)鍵的作用。本文從石油化工項目和礦山項目兩方面來分別說明豎向設(shè)計的重要性。

關(guān)鍵詞：豎向設(shè)計;土石方;石油化工;礦山

一、緒論

我國人多地少，耕地資源稀缺，當前又處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期，建設(shè)用地供需矛盾十分突出。切實保護耕地，大力促進節(jié)約集約用地，走出一條建設(shè)占地少，利用效率高的符合我國國情的土地利用新路子，豎向設(shè)計對節(jié)約用地有著至關(guān)重要的作用。不同類型的工業(yè)項目對豎向設(shè)計的要求不同，但總體來說都是要節(jié)約用地，滿足工藝流程要求。石油化工廠區(qū)的通常選在化工園區(qū)內(nèi)，場區(qū)地勢平坦，豎向設(shè)計主要側(cè)重于場地雨水排放，場區(qū)的防洪排澇。礦山項目多位于山區(qū)，地形復雜，礦山工業(yè)場地豎向設(shè)計的主要任務(wù)是結(jié)合礦山工藝流程，根據(jù)建設(shè)單位提供的礦區(qū)地形圖，利用和改造現(xiàn)有場地自然地形，經(jīng)過多方案比選確定合理的場地布置形式和各建筑物的控制標高，使其能夠在滿足生產(chǎn)和使用要求的前提下，同時達到土石方工程量及場地防護工程量小，投資節(jié)省，建設(shè)速度快的要求.礦山工業(yè)場地豎向設(shè)計是礦山總圖運輸設(shè)計的一項重要組成部分，其設(shè)計水平的優(yōu)劣直接關(guān)系到礦山工藝流程是否合理順暢，工業(yè)場地是否安全穩(wěn)定，礦山生產(chǎn)是否方便適用，而且也會直接影響到該工程項目的建設(shè)投資.雖然設(shè)計者在設(shè)計中有豎向理論的指導，但如何將理論知識運用到實際工作中，如何將理論與實際工程項目，尤其是復雜地形的工程項目結(jié)合起來對每個設(shè)計者是一個挑戰(zhàn).本文在研究礦山工業(yè)場地豎向設(shè)計的基礎(chǔ)上，如何對地形復雜的工業(yè)場地在滿足生產(chǎn)上的內(nèi)外部運輸聯(lián)系和雨水順利排出的要求下進行合理的豎向銜接進行了闡述。

本人根據(jù)多年的石油化工廠和礦山設(shè)計工作實踐經(jīng)驗，結(jié)合一些工程實例介紹了豎向的布置要求，合理確定工廠豎向標高，并對設(shè)計過程中積累的場地豎向設(shè)計難題，通過探索，分析，歸納出一些具有現(xiàn)實意義的理念與方法。

二、石油化工項目豎向設(shè)計

石油化工項目多選用平坦場地，現(xiàn)在石油化工廠多集中布置在化工園區(qū)內(nèi)，其豎向布置的基本原則如下：

（1）豎向標高園區(qū)規(guī)劃統(tǒng)一劃定，企業(yè)內(nèi)部設(shè)計標高要和園區(qū)統(tǒng)一協(xié)調(diào);

（2）滿足工藝生產(chǎn)、物料輸送對豎向標高的要求;

（3）裝置的道路布置應(yīng)與廠區(qū)道路相協(xié)調(diào)，并與廠區(qū)道路順接;

（4）保證場地不受洪水、區(qū)域性積水的威脅，使場地雨水排除順暢。

石油化工項目場地多采用平坡式布置（圖1），平坡式布置有利于工藝布置，裝置之間聯(lián)絡(luò)方便，便于消防道路布置和地下管線埋設(shè)。但有時候受場地坡度條件限制平坡式布置需要大量的開挖或回填，產(chǎn)生很大的土方工程量，就采用臺階式布置（圖2），但由于石油化工消防要求比較高，裝置周邊要求有環(huán)形消防通道，不同臺階之間要求有聯(lián)絡(luò)道路和管廊聯(lián)系，因此會增加項目占地面積，所以需要綜合考慮占地面積和土方工程費用最終確定豎向布置方案。

石油化工場地內(nèi)雨水多采用暗管收集，因此場地內(nèi)高差不會太大，各生產(chǎn)裝置只要保證雨水能夠排到道路兩側(cè)雨水口，雨水通過管道排到園區(qū)雨水系統(tǒng)。設(shè)計人員考慮場地內(nèi)不小于0.3%的坡坡向雨水口就可以滿足雨水順利排放。各裝置內(nèi)豎向設(shè)計采用多坡向設(shè)計，標高要比周邊消防道路中心標高高。但石油庫罐區(qū)周邊的道路要求要高于罐區(qū)防火堤外地面標高0.5m。廠前區(qū)通常布置在全廠內(nèi)地勢較高地段，罐區(qū)、污水處理廠布置在地勢較低地段，便于控制重力流管道埋設(shè)深度。石油化工廠內(nèi)道路縱向坡度不大于8%，道路橫坡1-2%，通常采用1.5%。

石油化工項目用地通常不會有大的土石方工程量，園區(qū)內(nèi)地勢平坦，不需要大的填挖土方工程，設(shè)計中只考慮二次場平的土方工程量，豎向設(shè)計中要考慮二次場平土方平衡，基槽余土要用于二次場平中，減少土方外運工程量。

三、礦山項目的豎向設(shè)計

礦山項目多位于山區(qū)，豎向設(shè)計要求比較高，要綜合考慮工藝流程，邊坡護理，防洪排澇，交通運輸，土方平衡等諸多因素。豎向設(shè)計對控制工程投資很重要。下面就我完成的一個新疆煤礦地面運輸搬遷項目描述礦山項目的豎向設(shè)計。

項目位于新疆硫磺溝，由于原來場地距離飲用水源過近，相關(guān)部門限期搬遷整改，建設(shè)單位只能另外選址開井口建設(shè)地面運輸場地。項目地址位于山區(qū)，地面運輸項目包括井口房、篩分車間、儲煤倉、汽車快裝站、地磅房等。要把這幾部分放在一個平臺無法實現(xiàn)，利用周邊地形，分別放在不同的平臺上，相互之間通過輸煤棧橋聯(lián)系。各個地塊還要保證車輛能夠到過，保證設(shè)備能夠順利進場。確定初步方豎向布置方案后，開始進行豎向設(shè)計，各個場地豎向標高的確定首先要滿足輸煤棧橋的角度要求還要減少土方開挖量，由于地層下面是巖石，開挖難度很大，碰到堅硬巖石需要爆破，土方工程費用很高，所以豎向標高的確定很重要，每塊場地標高還要場地的聯(lián)絡(luò)道路要在規(guī)范允許的坡度范圍內(nèi)到達場地，經(jīng)過多次和場外道路專業(yè)和工藝專業(yè)的溝通調(diào)整，最終確定各外功能區(qū)塊的設(shè)計標高。

如上圖3中，1.井口房設(shè)計標高1146;2.篩分車間設(shè)計標高1163;3.儲煤倉設(shè)計標高1142;4.汽車快裝站設(shè)計標高1119;5.地磅房設(shè)計標高1096。充分結(jié)合工藝流程和地形特點布置各個裝置設(shè)施，最高處和最低處相差67米，盡最大可能減少土方工程量。

四、結(jié)論

合理的豎向設(shè)計在當代社會意義重大，進入新世紀以來隨著科技發(fā)展，我國工業(yè)化水平越來越高，各地出現(xiàn)了越來越多的新型工業(yè)園區(qū)和現(xiàn)代化礦山項目，對原有的工礦企業(yè)的升級改造提出新的要求。豎向設(shè)計作為工礦項目計中的一個重要組成部分，其設(shè)計工作的好壞對于整個工廠的工藝流程，使用功能以及企業(yè)的經(jīng)濟效益都有非常重要現(xiàn)實的意義，也對響應(yīng)國家節(jié)約土地政策有著至關(guān)重要的作用。黨的十九大以來，樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，已成為新時代推進生態(tài)文明建設(shè)、統(tǒng)籌環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的戰(zhàn)略思維。這就對工礦企業(yè)的豎向設(shè)計提出更高的要求，要求工程師在設(shè)計中不僅要考慮滿足工藝流程、交通運輸、防洪排澇、土方平衡等要求，還要兼顧環(huán)境保護、生態(tài)保護、水土保持、經(jīng)濟等各方面的要求。在豎向設(shè)計中綜合考慮工礦企業(yè)廢水、廢液的收集處理，以及雨水收集，清污分流等功能要求。滿足當代人需要的同時做到不損害后代人的利益。

參考文獻：

[1]中國石油化工集團企業(yè)標準 《廠區(qū)豎向布置技術(shù)規(guī)定》Q/SH 0700-2008

[2]《場地豎向設(shè)計》作者：雷明 出版社：中國建筑工業(yè)出版社出版時間：2017年04月