勾先東,劉洪衛(wèi)
(北京市工業(yè)設(shè)計研究院有限公司,北京100055)
汽車產(chǎn)業(yè)作為我國經(jīng)濟發(fā)展中重要的支柱產(chǎn)業(yè),取得了突出的成績,產(chǎn)銷量長期居全球第一位,同時帶動上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對我國經(jīng)濟發(fā)展起到了不可替代的作用。
在我國,總圖運輸最早在大型鋼鐵項目中應用,到現(xiàn)在,民用、公建、工業(yè)項目中均有參與,覆蓋面越來越廣,發(fā)揮的作用也越來越重要。
汽車廠作為汽車生產(chǎn)的基地,是汽車產(chǎn)業(yè)中重要的一環(huán)。在整個建設(shè)周期中,總圖運輸?shù)脑O(shè)計內(nèi)容作為前期和總體成果的集中展現(xiàn),發(fā)揮了重要的作用。
本文擬對汽車廠設(shè)計中總圖運輸?shù)脑O(shè)計內(nèi)容、流程和常見問題做詳細論述。
汽車廠按功能分區(qū),一般可分為廠前區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、路試區(qū)與成品車停車場4 大部分。
廠前區(qū)是廠內(nèi)外聯(lián)系的樞紐,也是對外展示工廠形象的重要區(qū)域,包括員工停車、辦公、研發(fā)、展示等多種功能,設(shè)計時要考慮功能融合,既成為對外展示的亮點,又滿足工廠內(nèi)對公共空間的使用需求。
生產(chǎn)區(qū)是整個工廠的核心,主要布置沖壓車間、焊裝車間、涂裝車間、總裝車間,另根據(jù)生產(chǎn)需要可布置發(fā)動機車間、電池車間、零部件車間等生產(chǎn)車間;還布置有輔助功能的動力中心、污水處理站、倉庫、油庫油泵房、消防泵房、消防站等。生產(chǎn)區(qū)占地面積較大,要考慮布局緊湊,生產(chǎn)流線順捷,物流運輸距離短,近期、遠期結(jié)合等布置原則。
路試區(qū)包括試車跑道、特殊測試路等,供總裝車間下線車輛進行質(zhì)量檢驗。
成品車停車場分為車輛停放區(qū)和發(fā)車區(qū),為獨立布置的露天硬化場地,臨總裝車間布置。停放區(qū)停放檢驗合格滿足出廠條件的成品車等待發(fā)運,發(fā)車區(qū)為成品車裝車運輸?shù)膱龅?。汽車廠示例如圖1 所示。
圖1 汽車廠示例
前期收集的資料包括用地規(guī)劃條件、用地地形圖、四周用地情況、市政資料(道路、市政管線)、地方性管理技術(shù)規(guī)定等,作為設(shè)計開展的基礎(chǔ)資料,需仔細研讀指標及要求,并落實到設(shè)計中。
根據(jù)廠區(qū)的功能分區(qū)及其重要程度,可按如下設(shè)計流程分步進行。
3.2.1 生產(chǎn)區(qū)
汽車生產(chǎn)流程,包括沖壓件生產(chǎn)、車身總成、車身上漆、汽車總裝,分別在沖壓車間、焊裝車間、涂裝車間、總裝車間進行,考慮生產(chǎn)線配合、物流運輸?shù)纫蛩兀宰畲蠡岣呱a(chǎn)效率為主要原則布置上述4 大生產(chǎn)車間的位置。除此之外,生產(chǎn)區(qū)還可根據(jù)生產(chǎn)需求布置發(fā)動機車間、零部件車間、電池車間等,完善生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
主車間位置確定之后,輔助用房主要包括:動力中心、污水處理站、油庫油泵房、倉庫、危險品庫、固廢料庫等,可根據(jù)體量大小、生產(chǎn)流程、場地空位靈活排布。生產(chǎn)區(qū)示例如圖2所示。
圖2 生產(chǎn)區(qū)示例
3.2.2 廠前區(qū)
廠前區(qū)是對外聯(lián)系的樞紐,沿城市道路布置,引導外部人員和車輛進入廠區(qū),并通過門衛(wèi)結(jié)合廠區(qū)標識設(shè)計,以點帶面地展示工廠形象,成為對外展示的亮麗風景線,并為城市風貌增加亮色。
廠前區(qū)還是工廠的公共空間,分布員工停車、辦公、研發(fā)、展示等多種功能建筑,設(shè)計時需巧妙地融合各種功能建筑,結(jié)合景觀元素為廠內(nèi)員工提供舒適、優(yōu)美的工作環(huán)境。
3.2.3 路試區(qū)
路試區(qū)包括試車跑道及特殊測試路段,主要為總裝車間的下線車輛進行質(zhì)量檢測,測試汽車各項行駛性能,以保證車輛達到出廠標準。
路試區(qū)根據(jù)車輛測試性能要求,結(jié)合用地情況,一般沿用地長邊臨紅線布置,使直線測試路段最長,同時布置一處或兩處圓環(huán)測試路段。
下線車輛的直線加速、剎車性能、轉(zhuǎn)向性能在路試區(qū)試車跑道的直線段和圓環(huán)路段進行檢測;操縱性、穩(wěn)定性、涉水性能、爬坡性能等,通過特殊測試路如起伏路、坑洼路、石塊路、卵石路、扭曲路、共振路、爬坡路、涉水路等進行檢測。特殊路段集中設(shè)置,多布置在試車跑道入口附近,既方便車輛完整完成路試項目測試,也便于有選擇性地測試某幾項性能。
3.2.4 成品車停車場
成品車停車場為下線車輛的停放、轉(zhuǎn)運場地,分為停車區(qū),發(fā)運區(qū)。根據(jù)廠區(qū)的產(chǎn)能和車輛運輸周期考慮位置及占地大小,滿足車輛成組有序停放,行車路線合理,方便進出的要求。路試區(qū)及成品車停車場示例如圖3 所示。
圖3 路試區(qū)及成品車停車場示例
3.2.5 總平面方案
功能分區(qū)明確后,在滿足規(guī)劃條件、地方性政策、相關(guān)規(guī)范要求下,進行多方案比選。
總平面布局的內(nèi)容相互制約,互相影響,要立足生產(chǎn)需求,與工藝專業(yè)緊密配合,整體考慮,協(xié)調(diào)各限制因素,反復推敲,優(yōu)選出最終方案。
總平面布局確定后,可進行豎向設(shè)計。汽車廠多位于城市建設(shè)用地內(nèi),豎向設(shè)計包括場地標高的確定、土方量計算、擋墻及護坡標高的確定等內(nèi)容,這幾項互相關(guān)聯(lián),需統(tǒng)籌考慮。
汽車生產(chǎn)工藝要求,沖、焊、涂、總4 大車間有密切聯(lián)系,包括汽車零部件的運輸、管道介質(zhì)的輸送等,采用平坡式對生產(chǎn)最為有利,生產(chǎn)區(qū)基本在同一標高上。
豎向設(shè)計的限制因素包括以下幾方面。
3.3.1 粗平標高
首先,考慮廠區(qū)粗平標高與廠外市政道路的關(guān)系,為了滿足雨、污水排水順暢,粗平標高應高于市政道路。粗平后進一步綜合考慮道路、硬化場地結(jié)構(gòu)層做法,建筑物的室內(nèi)正負零標高、室外標高,地面結(jié)構(gòu)層做法,基礎(chǔ)余土等因素,進行二次平整,二次平整標高通常比設(shè)計場平標高低20~30 cm,由施工過程中余土回填至設(shè)計場地標高。
3.3.2 市政道路標高
廠區(qū)出入口的標高應高出市政道路,防止雨水倒流,根據(jù)前期收集的市政資料,或采用現(xiàn)場實測的方法,確定出入口處市政路標高。
3.3.3 雨污水排放條件
汽車廠的用地面積比較大,幾十至幾百公頃不等,雨水排放多采用分區(qū)計算,分別接入市政不同的接口,避免管線距離過長,埋深過大。
國家推行海綿城市和雨水調(diào)蓄政策,根據(jù)相應的指標要求在廠區(qū)內(nèi)設(shè)置下凹綠地和雨水調(diào)蓄設(shè)施,部分雨水可經(jīng)過調(diào)蓄設(shè)施加壓后排至市政管網(wǎng)。
廠區(qū)污水排放根據(jù)環(huán)評報告要求,在污水處理站之后設(shè)置一個市政污水接口,并實施在線監(jiān)測,合理考慮污水管線的路由和排水坡度,滿足排放要求。
綜合以上因素,初步確定建筑單體室內(nèi)正負零標高,以此為基礎(chǔ)確定建筑室外標高、道路廣場標高等,在推算過中,經(jīng)過試算,數(shù)次推導,最后確定合理的豎向標高。
3.3.4 道路設(shè)計
道路系統(tǒng)作為工廠的骨架,對生產(chǎn)和運輸起到了關(guān)鍵作用,同時作為廠區(qū)景觀的一部分,也承擔了景觀展示的作用??倛D中的道路設(shè)計包括確定道路的平面布置、寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、縱坡、橫坡、人行道布置、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容。道路平面考慮廠內(nèi)建筑物分布,物流、人行流線等因素,滿足布局合理,道路通暢,可達性強,減少物流流線與人行流線的交叉等需求。
道路的寬度根據(jù)車輛行駛要求確定,廠內(nèi)行駛的車輛類型多種多樣,包括員工車輛、班車、運維車輛、物流貨車、轎運車等,車輛的參數(shù)和交通量不同,對道路的要求也不一樣,結(jié)合車輛行駛路線、相關(guān)規(guī)范綜合考慮:廠區(qū)主干路滿足各種車輛行駛兼顧經(jīng)濟性寬度可按9~12 m 設(shè)置,只有固定車輛行駛的區(qū)域如污水處理站、動力中心周圍道路寬度可按4~6 m設(shè)置。
道路的轉(zhuǎn)彎半徑考慮滿足消防車通行,轉(zhuǎn)彎半徑多按9~12 m 考慮。有特殊行駛要求的路段,如轎運車,車長在22.6 m 左右,考慮在其行駛路線上拓寬道路或加大轉(zhuǎn)彎半徑,以滿足行駛要求。
道路的縱坡、橫坡結(jié)合廠區(qū)豎向設(shè)計:縱坡在滿足規(guī)范最小坡度的情況下,起伏設(shè)置,在低點布置雨水口,便于排水;橫坡可根據(jù)道路寬度,建筑物的位置設(shè)置單坡或雙坡。
廠區(qū)人行道結(jié)合人行流線在道路路側(cè)設(shè)置,寬度多在1.5~2 m,設(shè)置立路緣石分隔人行與車行,保障行人的安全,完善的人行系統(tǒng)也成為評價工廠人性化的重要指標。
道路的路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計,結(jié)合不同的分區(qū)和車輛荷載,采用不同的做法,如廠區(qū)運輸?shù)缆罚捎贸R?guī)瀝青結(jié)構(gòu)層,員工停車場、成品車停車場的車輛停放區(qū),均為小型汽車行駛,可適當減小結(jié)構(gòu)層厚度或選擇透水磚做法。
廠區(qū)沿道路的綠化景觀,可以采用高大樹木、花灌木、草坪相結(jié)合的布置使空間具有層次感,綠色突出又有花色點綴,使沿路景觀豐富且富于變化。
3.3.5 管線綜合設(shè)計
管線綜合設(shè)計是在收集各專業(yè)管線相關(guān)資料后調(diào)整各管線平面和豎向之間的關(guān)系,達到節(jié)約用地、節(jié)省造價的目的,同時為現(xiàn)場施工提供管理依據(jù)。
要做好管線綜合設(shè)計,需要了解各個管線的介質(zhì)和特點,廠區(qū)內(nèi)可能分布有十幾種管線,排布方式又分為直埋、管溝敷設(shè)、地上管廊等多種方式,情況比較復雜,要想管線排布合理,需要在總平面布局的時候考慮管線路由和排布空間,如動力中心、污水處理站周圍管線較密集,要適當多留出一些空間。
在建設(shè)前期為了縮短設(shè)計周期,有時候業(yè)主會提供電子版的用地紅線范圍,而正式的文件并未下發(fā),設(shè)計中存在不確定性,在確定設(shè)計方案時,一定要拿到正式文件,復核各項指標,以保證準確性。
前期收集資料由不同的部門提供,各部門的文件之間可能存在坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)不一致的情況,會造成用地位置偏差,標高不統(tǒng)一等問題,需要注意復核。
建筑物間距根據(jù)建筑物火災危險性等級分類,按照GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[1](2018 年版)相關(guān)要求確定最小間距,布置時需注意預留一定的尺寸,如二級耐火等級的丙類車間之間的防火間距為10 m,設(shè)計時可按10.5 m 布置,否則施工中存在誤差,建成后間距可能不足10 m,影響驗收及使用。
道路設(shè)計前了解當?shù)夭牧?,要選用當?shù)爻S玫慕ㄖ牧稀?/p>
道路與建筑物的位置關(guān)系:道路設(shè)置縱坡與橫坡,如果道路貼建筑物建設(shè),道路有起伏會導致與建筑連接處高低不一,不美觀,可以設(shè)置綠化帶過度或道路只設(shè)置橫坡,在較低一側(cè)設(shè)置排水溝或鋸齒形偏溝排水。
交叉口豎向設(shè)計是道路設(shè)計中容易忽略的地方,交叉口處是縱坡與橫坡交匯的地方,需要合理設(shè)置豎向標高滿足行車平穩(wěn)和排水順暢,在設(shè)計中應重點考慮,避免交叉處有逆坡、積水等問題。
管線綜合設(shè)計是多專業(yè)協(xié)作的過程,在進行管線綜合的時候要考慮優(yōu)化管線長度,節(jié)省工程造價,減少管線交叉,減小施工難度等因素,并注意管井位置,避免與路緣石位置沖突,導致路緣石繞井布置,影響美觀。
總圖設(shè)計是一項嚴謹?shù)墓ぷ?,涉及的政策法?guī),標準很多,具有政策性、綜合性、不可更改性等特點,同時,總圖方案又具有多樣性的特點,需要設(shè)計人員對專業(yè)知識不斷學習、鉆研,還要在上下游專業(yè)縱向延伸,了解與總圖設(shè)計的相關(guān)知識,提高協(xié)調(diào)和溝通能力,在工程實踐中不斷總結(jié)提升,做到既能統(tǒng)領(lǐng)全局,保持大局觀,又能細致入微,從細處著眼,與相關(guān)專業(yè)更好地協(xié)作,運用專業(yè)知識,為工程建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),更好地發(fā)揮專業(yè)的統(tǒng)籌與引領(lǐng)作用。