關(guān)德海 ,薛晶晶

(1.中國恩菲工程技術(shù)有限公司,北京 100038;2.中國電力工程顧問集團華北電力設(shè)計院有限公司,北京 100120)

0 引言

伴隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)國際化趨勢以及工業(yè)資源國單一資源出口逐步向資源國內(nèi)深加工轉(zhuǎn)變,促使國內(nèi)外資本在本國投資建廠,在帶動產(chǎn)業(yè)向下游延伸、增加附加值的同時,也大大促進本國經(jīng)濟發(fā)展速度。一些行業(yè)的工業(yè)企業(yè),其核心設(shè)備屬于進口的重大件,此設(shè)備的運輸、安裝及未來使用均對工廠的總平面布置及道路設(shè)計提出更高的要求。只有全面性考慮、精細化設(shè)計,才能達到項目工程建設(shè)與生產(chǎn)運營綜合效益的良好體現(xiàn)。

1 重大件設(shè)備運輸安裝及使用特點

(1)重大件設(shè)備多為重型超大成套設(shè)備,通常為裝置的核心部分,具有很高的裝備制造水平、技術(shù)壁壘和知識產(chǎn)權(quán),伴隨經(jīng)濟社會發(fā)展與工程建設(shè)項目的集成化、大型化的要求而快速發(fā)展。重大件設(shè)備通常外形尺寸超大、超長、超寬,超重、不可解體而且價值很大,其運輸、安裝直接關(guān)系到工程項目的建設(shè)進度。

(2)重大件設(shè)備運輸具有門檻高、成本高、風(fēng)險大、周期長、速度慢等特點,同時對運輸?shù)目煽啃?、安全性、技術(shù)水平、全流程服務(wù)提出很高的要求,也對現(xiàn)代運輸設(shè)備與起吊設(shè)備有著很高的要求。在安裝過程中,通常是專用運輸設(shè)備與大型吊裝設(shè)備輔助作業(yè)完成。

(3)含有重大件設(shè)備的廠房設(shè)施在生產(chǎn)使用過程中對周邊的建筑、環(huán)境、空間等諸多因素綜合要求較高,力求達到安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保、舒適的效益目標(biāo)。

2 總平面布置

總平面布置是在總體布局的基礎(chǔ)上,根據(jù)工廠的性質(zhì)、規(guī)模、生產(chǎn)流程、交通運輸、環(huán)境保護、防火、防爆、安全、衛(wèi)生、施工、檢修、生產(chǎn)、管理、廠容廠貌、預(yù)留發(fā)展等要求,結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、外部設(shè)施等因素經(jīng)過多方案比較、合理布置,擇優(yōu)確定。此處需要著重指出的是,一般國外重大件設(shè)備是海運到港,然后陸地運輸,為了增強重大件運輸?shù)谋憷院桶踩?廠區(qū)標(biāo)高不宜過高,外部道路的設(shè)計與施工應(yīng)具備良好條件,滿足道路運輸?shù)男枨蟆?/p>

2.1 設(shè)備廠房位置的選擇

本項目設(shè)備外形尺寸長×直徑約為41 ×6 m,重量約為900 t,此設(shè)備價值高、技術(shù)復(fù)雜,是本項目的核心設(shè)備,其廠房外形尺寸長× 寬約為80 ×85 m。所在位置除了滿足上下游工藝銜接順暢、管線盡量短捷的要求,還需根據(jù)廠房大小選擇合適場地,確保地基良好、基礎(chǔ)形式簡單;廠房周邊應(yīng)空間開闊,便于土建、安裝、檢修等作業(yè);同時還要根據(jù)風(fēng)向因素,盡量避免廠房上下游的空氣環(huán)境相互干擾。根據(jù)諸多因素,將此廠房布置于靠近廠區(qū)中部的場地開闊的挖方地塊,地基良好且便于與上下游工藝車間聯(lián)系,同時位于清潔廠房盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)、原料裝卸粉塵污染較大車間盛行風(fēng)向的上風(fēng)側(cè),操作環(huán)境良好。

2.2 廠房周邊配套設(shè)施

廠房西側(cè)布置9 m 寬全廠性主干道,另外三面布置服務(wù)于本廠房的6 m 寬支路,共同組成環(huán)形道路網(wǎng),滿足消防的相關(guān)要求。其中9 m 寬道路遠離廠房30 m,充分考慮設(shè)備運輸專用車轉(zhuǎn)彎、行駛、安裝作業(yè)具有良好的操作空間,6 m 寬道路距離廠房10 m 左右,同時為檢修提供充足空間。

本項目地處熱帶季風(fēng)氣候、全年高溫多雨,場地排水采用明溝形式,為保持場地完整性,盡量減少明溝對場地的分割,同時節(jié)省建設(shè)投資,將道路采用單橫坡布置,在遠離廠房的道路外側(cè)設(shè)置明溝,收集屋面及場地雨水。

此外根據(jù)本項目特點,廠房周邊還設(shè)置了疏散避難場所,用于緊急狀況下工作人員疏散后的集合與應(yīng)對。

2.3 工程管架布置

作為項目的核心設(shè)備,廠房與外界聯(lián)系的管道線路繁多。為了滿足工藝生產(chǎn)要求,同時達到良好的空間效果,在總圖布局階段就根據(jù)工程經(jīng)驗和技術(shù)特點,對與本廠房聯(lián)系緊密的設(shè)施科學(xué)規(guī)劃、合理布局,對主廠房管線進出端口也提前梳理,完善廠房的詳細布置;使外部管線路徑盡量集中統(tǒng)一路徑,將主路徑以外的管線單一、數(shù)量較少的工程管線(例如動力電纜)采用局部直埋或電纜溝的形式穿越道路,最終達到工程綜合管架就近布置于廠房一側(cè),避免出現(xiàn)廠房被橋架包圍的情況。

對于項目有若干系列,分期建設(shè)的情況,還應(yīng)充分考慮前期管架施工后的凈空保證,確保后期設(shè)備運輸便捷、可行。本項目在橋架穿越設(shè)備運輸?shù)缆返臅r候,根據(jù)設(shè)備離地高度,將跨越道路的橋架凈空抬高至9 m,保證了良好的通行條件。

3 道路設(shè)計

本項目位于海島沿岸,對外物流只能依靠海運,設(shè)備到港卸船后需經(jīng)過廠外道路進入工廠范圍,在外部道路設(shè)計過程中不僅要滿足運營期間物流運輸量、運輸方式、運輸車輛形式、行車荷載、人員交通等因素,還應(yīng)充分考慮建設(shè)期間設(shè)備運輸?shù)囊蟆?/p>

3.1 設(shè)備及車輛技術(shù)參數(shù)

本項目運營年部分道路承擔(dān)的物料運入量為200 萬t/a,運出量為30 萬t/a,運入物料采用30 t 自卸汽車運輸,汽車外形尺寸長× 寬× 高為8.6 ×2.55 ×3.45 m;運出物料采用40 t 牽引汽車+半掛平板車運輸,整車外形尺寸長× 寬× 高為15.1 ×2.5 ×3.1 m。

本項目重大件設(shè)備外形尺寸長×直徑約為41×6 m,重量約為900 t,采用動力模塊平板車運輸,運輸車為并排兩軸線,總寬5.4 m,總長36 m,自重約200 t,重車單軸荷載約30 t。車輛底板高度1.5 m,自帶升降系統(tǒng),調(diào)節(jié)范圍±0.35 m,每組輪胎可獨立轉(zhuǎn)向,整車最小外側(cè)轉(zhuǎn)彎半徑為30 m。

圖1 車輛外觀圖

3.2 道路參數(shù)設(shè)計

根據(jù)運輸量、軸載、軸作用次數(shù)等條件,計算出外部道路路面寬度16 m,雙向四車道,兩側(cè)路肩寬度均為8.5 m,主要用于人員通勤步行、工程管線敷設(shè)、行道樹綠籬設(shè)置。

3.3 路基路面設(shè)計

圖2 重車正側(cè)面圖

圖3 填挖方道路橫斷面圖

本項目道路路基分為填方段和挖方段,基本無半填半挖路段。填方路段地基多為高含水量表土,且海拔很低,高程2 m 左右。結(jié)合工程地質(zhì)勘察報告,在路基施工前,清除路基范圍內(nèi)的雜草,有機雜質(zhì),雜填土,淤泥等,路基底部鋪筑強度滿足要求的中風(fēng)化挖方材料或外運石材作為排水墊層,厚度1.0 m,寬度超出坡腳外側(cè)1 m;項目場地挖方材料充足時,上部可繼續(xù)鋪筑中風(fēng)化或強風(fēng)化材料,厚度不小于2 m,填筑材料應(yīng)級配良好,最大粒徑不得大于150 mm。路面底面以下2 m 范圍采用強度滿足要求的中風(fēng)化或強風(fēng)化材料填筑,填筑材料應(yīng)級配良好,最大粒徑不得大于100 mm。填方需滿足孔隙率、壓實度等質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),地基表層碾壓密實后再進行路基填方,填方作業(yè)按照重型壓實標(biāo)準(zhǔn)分層壓實,填筑厚度以30 cm 為宜。

由于此段道路在建設(shè)期和生產(chǎn)運營期運輸頻繁、運輸量大,且重要性高,所以道路采用水泥混凝土路面設(shè)計。由于填方路段填方高度約9 m,回填土含水量較高,同時考慮到路基沉降的可能性及雨季施工等因素,將填方路段路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計為:30 cm 厚水泥混凝土面層,20 cm 厚水泥穩(wěn)定級配碎石基層,20 cm 厚級配碎石底基層,20 cm 厚天然砂礫墊層。由于部分挖方路段挖方高度較大,根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告,挖方后地基承載力較高,所以結(jié)合施工中實際情況可將填方路段路面厚度中的20 cm 厚水泥穩(wěn)定級配碎石基層取消。

4 總結(jié)

重大件設(shè)備運輸安裝與使用對項目總平面布置及道路設(shè)計提出較高要求,在進行相關(guān)設(shè)計時,不僅要考慮其運輸安裝的便利性,還要從整個工程項目的角度,結(jié)合技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境、安全、維護、使用等諸多因素綜合考量總圖布局,不斷優(yōu)化設(shè)計,為節(jié)省建設(shè)投資和提高生產(chǎn)運營的綜合效益提供有利條件。