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摘要：所谓的工业总图设计，就是在保证生产工艺及其相关要求的前提下，与相关场地紧密结合，并且合理地对相应的建筑物、交通运输、工程管线等设施的空间位置进行确定，并在空间和时间上进行良好地衔接，使其成为一个舒适安全的有机整体。如何充分利用地形，将总图布置的即合理又经济，对于总图设计提出了更高的要求。基于此，本文主要对厂区地形与总图设计进行分析探讨。
关键词：厂区地形；总图设计
1、前言
各类工业企业工艺流程各不相同，因此对于厂区用地要求也不相同。对于水泥厂而言，水泥工艺存在着大量物料输送，因此水泥厂对场地有其特殊要求。不同的地形有不同的布置方式，一般地形坡度横向以1%-2%较好，2%-4%尚好，5%以上布置须作台阶式布置。因此场地的地形对于工厂总图布置方式起着决定性作用。
2、厂区地形与总图设计
水泥工厂总图设计一般包含总平面设计、竖向设计、土石方工程、管线综合、道路工程、防洪设计等子项工程，各个环节都是相互制约、相互影响的，因此总图设计时要对各个子项工程进行全盘考虑。
2.1厂区地形对总平面设计的影响
水泥工厂总平面设计是对厂区场地范围内的建筑物、构筑物、露天堆场、运输线路、管线、绿化及美化设施等，作全面合理地相互配置，并综合利用环境条件，创造出符合工厂生产需要的统一的建筑群体。通常场地分为平地和山坡地，对于不同的场地，应结合厂区场地地形、地势选择不同的布置方式。对有一定坡度的场地要合理利用地形、地势，坡度较大时，根据工艺流程对不同车间设计不同的高程，采用阶梯式布置。通常情况下水泥厂的原材料堆放区域尽可能的放在场地高处，利用自然高差实现物料自流输送，有利于减少提升高度，节约基建投资，降低运营成本。一般情况下，在地形平坦地区，总平面布置较灵活，也容易得多。平坦地区厂区的竖向布置比较单一，基本上都是采用平坡式布置。
2.2厂区地形对竖向设计及土方工程的影响
水泥工厂总图设计的好坏，一方面体现在工艺流程是否顺畅，交通物流组织是否合理上，另一方面就是工程量是否最优。这就要求合理利用地形并合理设计车间标高，即总图中的竖向设计。在平坦地区，由于高差较小，土石方工程量较小，车间标高较容易确定；但在山地或者复杂地形中，具有较大的高差，且地形坡向不规则，这就加大了厂区标高的设计难度，这就需要综合考虑厂区土石方平衡、厂区排水等情况。厂区的土石方工程量，根据地形情况和外部条件，需尽量做到填挖方平衡，同时又避免大挖、大填。台阶的高度宜为3～6m，两台阶之间宜用挡土墙或护坡连接。但在大多数情况下，山坡地建厂特别是坡度较陡的山地，因受地形条件，外部交通运输线路标高、防排洪的要求等因素影响，土石方平衡很难做到。在这种情况下，设计中就应考虑土石方工程施工的综合经济效益，化弊为利，合理地进行土石方调配。
2.3厂区地形对道路设计的影响
在平坦的场地建厂时，厂区道路线路较容易选择，一般较容易形成环形道路，路网较规则，道路占地面积较小。山坡地建厂时，总图布置多为分台段式布置，，因此道路线路往往受限，路网也多不规则，且由于台段上和台段下都需要检修道路，再加上道路护坡，因此道路占地面积较大。山坡地建厂时，厂区内运输道路纵坡一般以小于5%为宜，尽量控制在7%以下，特殊情况下不能超过10%，否则将对厂区的安全运行产生不利影响。
2.4厂区地形对管线设计的影响
管网尤其是给排水管网布置往往是沿着道路埋设，因此不同的地形对于管网也产生了不同的影响。山坡地建厂的，场地存在着一定的坡度，道路坡度也比平坦地形厂区要大，自流管线(无压)系统如生产、生活排水管、雨排水管等管道的流速，也随之增大，因而增加了排放能力，从而可以缩小管径，节省基建投资；场地存在一定坡度，管线顺场地坡度敷设，埋深较平坦地区小；工厂所需的生产、生活给水，也可以利用自然地形构建高位水池，增加水压，从而减少泵的投入，节省基建投资，减少生产运营费。当然，山坡地建厂地形复杂，厂区道路不如平原地区建厂的厂区道路规整，特别是在挖石方区域，管线布置和管线施工较困难，但平坦地区因受场地的坡度限制，管线的埋设深度较大。
2.5厂区地形对厂区排水及防排洪的影响
水泥工厂占地面积较大，往往10公顷以上，因此厂区的排水问题显得尤为重要。在平坦地区建厂，雨水排除系统做不好往往形成内涝，并且由于场地高差较小，因此为了满足纵坡要求往往水沟较深或者水沟较宽，这样就大大增加了建设成本；而对于山坡地，由于场地存在高差，雨水排泄较顺畅，且基本为分散式排水，不存在内涝问题。但山坡地厂址四周存在地表径流系数大、山洪汇水量大的问题，暴雨洪水对厂区存在很大威胁，因此厂区外需设置防洪沟或截水沟，将雨水引至远离厂区的泄水口。
3、项目实例分析
在多年的水泥工厂建设过程中，我们在水泥厂的厂址选择及场地地形利用方面积累了丰富的经验，取得了一定的成绩。
3.1项目简述
某日产4500吨新型干法水泥配套纯低温余热发电项目，该生产线地形高差30m，用地非常紧张，工程地质条件差，场地为湿陷性黄土，场地内存在多条泥石流沟，同时要考虑防洪等影响。
3.2厂址概述
该项目厂址位于白银市白银区王岘街道东涧沟下游北岸，属于白银区管辖，东南方向距白银市区约14km。建设场地位于祁连山脉北山东端，场地内高差变化大，山体多呈南北向展布，主峰呈东西向，山脊、山峰较为陡峭，地貌单元构造剥蚀低山山地，山前有一开阔冲沟（东涧沟），宽度约100m左右，场地内部无建筑物拆除。该项目厂址为山坡荒地及少量河流冲积平地，符合国家工业企业用地政策。
3.3方案布置
结合场地条件、公路交通运输、工艺流程等特点，总平面进行合理布置：
石灰石预均化库位于厂区的西北侧地势较高地段，靠近矿山来料方向缩短输送距离；原料堆棚位于厂区西侧，利用地形高差，采用高站台低货位形式，增加堆棚储量，节约用地面积。主生产区位于东涧沟上开阔地段，且平行于其走向，布置有从原料粉磨到熟料库的生产车间，从西向东呈“一”字型布置。煤预均化库位于主生产区的东北侧地势较高地段，利用高差缩短皮带长度。水泥制成及成品发运区位于厂区东南侧，靠近场外运输道路，布置有水泥调配库、水泥磨、水泥库、包装及成品站台等车间。厂前区位于厂区最东侧，远离噪音及粉尘区，包括宿舍、办公楼、食堂浴室等。
建设场地地势东北高西南低。石灰石预均化库标高为1825.00m、m煤均化库车间标高为1820.00m、原料调配库及原料堆棚区设计标高为1818.00m、原料磨及窑尾设计标高为1816.00m、窑头设计标高为1815.00m、熟料库及水泥磨设计标高为1813.00m、水泥库及包装车间为1812.50m。厂内高差较小的挡土墙采用直立式挡土墙，高差较大特殊地段采用衡重式挡土墙。初步估算土石方工程量82万m3，其中挖方50万m3，填方32万m3。
这样布置的优点为分区明确，充分利用建设场地和地形高差，原料物流从高到低，布局紧凑顺畅；工厂景观良好。各功能分区明确，相互间干扰小。如图1-1所示
图1-1
4、结语
厂区地形是把双刃剑，如何充分利用地形，是总图运输设计成败的关键因素。在工厂总图设计中，综合处理好地形对总图设计中平面布置、土石方工程、竖向设计、道路设计、管线综合、防洪设计等各子项的影响，设计中进行多方面的考虑，充分、合理地利用其有利因素，化弊为利，定会设计成既经济又合理的佳作。
参考文献：
[1]韩丹燕，覃大华．浅谈工业总图设计中的合理性叨．建材发展导向，2016(14)：118．
[2]GB50187-2012，工业企业总平面设计规范[S]．
论文作者:赵国强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/9
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