陳曉云

摘要：豎向設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)中一個(gè)重要組成部分，它與規(guī)劃設(shè)計(jì)，總平面布置密切聯(lián)系而不可分割.尤其在工業(yè)設(shè)計(jì)中更為重要，工業(yè)項(xiàng)目占地面積大，工藝流程復(fù)雜，如何充分利用地形，合理組織豎向關(guān)系，對(duì)項(xiàng)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(xiàng)目和礦山項(xiàng)目?jī)煞矫鎭?lái)分別說(shuō)明豎向設(shè)計(jì)的重要性。

關(guān)鍵詞：豎向設(shè)計(jì);土石方;石油化工;礦山

一、緒論

我國(guó)人多地少，耕地資源稀缺，當(dāng)前又處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時(shí)期，建設(shè)用地供需矛盾十分突出。切實(shí)保護(hù)耕地，大力促進(jìn)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(guó)國(guó)情的土地利用新路子，豎向設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)約用地有著至關(guān)重要的作用。不同類型的工業(yè)項(xiàng)目對(duì)豎向設(shè)計(jì)的要求不同，但總體來(lái)說(shuō)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(chǎng)區(qū)地勢(shì)平坦，豎向設(shè)計(jì)主要側(cè)重于場(chǎng)地雨水排放，場(chǎng)區(qū)的防洪排澇。礦山項(xiàng)目多位于山區(qū)，地形復(fù)雜，礦山工業(yè)場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)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(chǎng)地自然地形，經(jīng)過(guò)多方案比選確定合理的場(chǎng)地布置形式和各建筑物的控制標(biāo)高，使其能夠在滿足生產(chǎn)和使用要求的前提下，同時(shí)達(dá)到土石方工程量及場(chǎng)地防護(hù)工程量小，投資節(jié)省，建設(shè)速度快的要求.礦山工業(yè)場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)是礦山總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要組成部分，其設(shè)計(jì)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(chǎng)地是否安全穩(wěn)定，礦山生產(chǎn)是否方便適用，而且也會(huì)直接影響到該工程項(xiàng)目的建設(shè)投資.雖然設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)中有豎向理論的指導(dǎo)，但如何將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中，如何將理論與實(shí)際工程項(xiàng)目，尤其是復(fù)雜地形的工程項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)者是一個(gè)挑戰(zhàn).本文在研究礦山工業(yè)場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，如何對(duì)地形復(fù)雜的工業(yè)場(chǎng)地在滿足生產(chǎn)上的內(nèi)外部運(yùn)輸聯(lián)系和雨水順利排出的要求下進(jìn)行合理的豎向銜接進(jìn)行了闡述。

本人根據(jù)多年的石油化工廠和礦山設(shè)計(jì)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合一些工程實(shí)例介紹了豎向的布置要求，合理確定工廠豎向標(biāo)高，并對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中積累的場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)難題，通過(guò)探索，分析，歸納出一些具有現(xiàn)實(shí)意義的理念與方法。

二、石油化工項(xiàng)目豎向設(shè)計(jì)

石油化工項(xiàng)目多選用平坦場(chǎng)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(biāo)高園區(qū)規(guī)劃統(tǒng)一劃定，企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)標(biāo)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(duì)豎向標(biāo)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(chǎng)地不受洪水、區(qū)域性積水的威脅，使場(chǎng)地雨水排除順暢。

石油化工項(xiàng)目場(chǎng)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(shí)候受場(chǎng)地坡度條件限制平坡式布置需要大量的開(kāi)挖或回填，產(chǎn)生很大的土方工程量，就采用臺(tái)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(tái)階之間要求有聯(lián)絡(luò)道路和管廊聯(lián)系，因此會(huì)增加項(xiàng)目占地面積，所以需要綜合考慮占地面積和土方工程費(fèi)用最終確定豎向布置方案。

石油化工場(chǎng)地內(nèi)雨水多采用暗管收集，因此場(chǎng)地內(nèi)高差不會(huì)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(guò)管道排到園區(qū)雨水系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員考慮場(chǎng)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(jì)采用多坡向設(shè)計(jì)，標(biāo)高要比周邊消防道路中心標(biāo)高高。但石油庫(kù)罐區(qū)周邊的道路要求要高于罐區(qū)防火堤外地面標(biāo)高0.5m。廠前區(qū)通常布置在全廠內(nèi)地勢(shì)較高地段，罐區(qū)、污水處理廠布置在地勢(shì)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(xiàng)目用地通常不會(huì)有大的土石方工程量，園區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，不需要大的填挖土方工程，設(shè)計(jì)中只考慮二次場(chǎng)平的土方工程量，豎向設(shè)計(jì)中要考慮二次場(chǎng)平土方平衡，基槽余土要用于二次場(chǎng)平中，減少土方外運(yùn)工程量。

三、礦山項(xiàng)目的豎向設(shè)計(jì)

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

項(xiàng)目位于新疆硫磺溝，由于原來(lái)場(chǎng)地距離飲用水源過(guò)近，相關(guān)部門限期搬遷整改，建設(shè)單位只能另外選址開(kāi)井口建設(shè)地面運(yùn)輸場(chǎng)地。項(xiàng)目地址位于山區(qū)，地面運(yùn)輸項(xiàng)目包括井口房、篩分車間、儲(chǔ)煤倉(cāng)、汽車快裝站、地磅房等。要把這幾部分放在一個(gè)平臺(tái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，利用周邊地形，分別放在不同的平臺(tái)上，相互之間通過(guò)輸煤棧橋聯(lián)系。各個(gè)地塊還要保證車輛能夠到過(guò)，保證設(shè)備能夠順利進(jìn)場(chǎng)。確定初步方豎向布置方案后，開(kāi)始進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)，各個(gè)場(chǎng)地豎向標(biāo)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(kāi)挖量，由于地層下面是巖石，開(kāi)挖難度很大，碰到堅(jiān)硬巖石需要爆破，土方工程費(fèi)用很高，所以豎向標(biāo)高的確定很重要，每塊場(chǎng)地標(biāo)高還要場(chǎng)地的聯(lián)絡(luò)道路要在規(guī)范允許的坡度范圍內(nèi)到達(dá)場(chǎng)地，經(jīng)過(guò)多次和場(chǎng)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(jì)標(biāo)高。

如上圖3中，1.井口房設(shè)計(jì)標(biāo)高1146;2.篩分車間設(shè)計(jì)標(biāo)高1163;3.儲(chǔ)煤倉(cāng)設(shè)計(jì)標(biāo)高1142;4.汽車快裝站設(shè)計(jì)標(biāo)高1119;5.地磅房設(shè)計(jì)標(biāo)高1096。充分結(jié)合工藝流程和地形特點(diǎn)布置各個(gè)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(jì)在當(dāng)代社會(huì)意義重大，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)隨著科技發(fā)展，我國(guó)工業(yè)化水平越來(lái)越高，各地出現(xiàn)了越來(lái)越多的新型工業(yè)園區(qū)和現(xiàn)代化礦山項(xiàng)目，對(duì)原有的工礦企業(yè)的升級(jí)改造提出新的要求。豎向設(shè)計(jì)作為工礦項(xiàng)目計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，其設(shè)計(jì)工作的好壞對(duì)于整個(gè)工廠的工藝流程，使用功能以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都有非常重要現(xiàn)實(shí)的意義，也對(duì)響應(yīng)國(guó)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(lái)，樹(shù)立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，已成為新時(shí)代推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、統(tǒng)籌環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的戰(zhàn)略思維。這就對(duì)工礦企業(yè)的豎向設(shè)計(jì)提出更高的要求，要求工程師在設(shè)計(jì)中不僅要考慮滿足工藝流程、交通運(yùn)輸、防洪排澇、土方平衡等要求，還要兼顧環(huán)境保護(hù)、生態(tài)保護(hù)、水土保持、經(jīng)濟(jì)等各方面的要求。在豎向設(shè)計(jì)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(dāng)代人需要的同時(shí)做到不損害后代人的利益。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)石油化工集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《廠區(qū)豎向布置技術(shù)規(guī)定》Q/SH 0700-2008

[2]《場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)》作者：雷明 出版社：中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版時(shí)間：2017年04月