濕陷性黃土地區的水泥廠總圖運輸設計要點總結

洪亮

【摘要】本文結合實踐經驗，對濕陷性黃土場地，水泥廠總圖運輸設計中的總平面布置、豎向設計等進行介紹，總結了濕陷性黃土地區總圖運輸設計的幾個要點，最后結合實際案例進行詳細分析。

【關鍵詞】濕陷性黃土；總平面布置；豎向設計

隨著國家經濟發展和西部大開發戰略的實施，水泥廠在黃土地區的建設項目日益增多，并且隨著落后產能的淘汰，規模越來越大，出現的問題也越來越多。這些問題，有的出在建構筑物，有的出在場地，有的出在地下管線，很多問題都與總圖運輸設計有一定聯系。本文針對總圖運輸設計中總平面布置和豎向設計提出了幾個設計要點。

一、濕陷性黃土地區水泥廠總圖運輸設計問題

我國黃土主要分布在北緯34o～45o之間的干旱和半干旱區內，山西省、陜西省大部分地區位于此區域內。經過調查，山西省、陜西省已經建成的多個水泥廠，建成投產使用不久便出現很多問題，如場地塌陷、擋土墻開裂、邊坡滑坡、道路破損嚴重、雨水溝開裂不均勻下沉等。經分析，水是產生這些問題的重要因素，排水不暢通常是這些問題產生的通病，即濕陷性黃土場地的特性——黃土遇水失陷。

二、總平面設計和豎向設計注意要點

很多廠區在做總圖設計時，為了統一、美觀，強調把總圖布置成規則的平面圖形，這種做法在非濕陷性黃土地區可能沒有什么問題，但在濕陷性黃土地區暴露出來的問題卻很多。因為沒有很好的與地形、地勢相結合，導致大的填、挖方，嚴重的破壞了現有的地形地貌。結合多個項目的總圖設計經驗，總平面布置和豎向設計需注意以下幾點。

（1）總平面布置

總平面布置，主要是完成廠區分區及內部建構筑物布置、道路骨架布置等工作。

1）分區及內部建構筑物布置：水泥廠主要根據生產工藝、使用功能進行分區設計， 一般分為原燃料準備區、生產區、廠前區等。在符合水泥工藝生產流程、操作要求和使用功能的前提下，分區內建筑物、構筑物等設施應采用集中、聯合、多層布置，盡量減少濕陷性黃土場地的用地面積，減少地下管線布置長度。

2）道路骨架布置：在廠區布置中，道路起著分割、聯系分區的骨架作用，并且要滿足總平面布置對運輸、消防、與建筑物距離、管線布置、綠化、豎向等的基本要求。通常道路呈環線布置，一般在道路的一側或兩側一定范圍內布置建構筑物。路側有排水設施，就要考慮排水設施對建構筑物的影響，因此在場地空間足夠的情況下， 應保證雨水溝與建筑物之間的防護距離。

（2）豎向設計

豎向設計，一般與總平面布置同時進行，并與廠外現有和規劃的運輸線路、排水系統、周圍場地標高相協調。豎向設計方案應根據生產、運輸、防洪、排水、管線敷設及土（石）方工程等要求，結合地形和地質條件進行綜合比較后確定[2]。針對濕陷性黃土地區豎向設計，總結了以下幾點。

1）雨水排除：濕陷性黃土地區，當采用道路排水時，道路需要設計一定坡度便于排水。道路與場地間設置擋墻或護坡時，道路坡度主要與臺段高差及變坡段長度有關系，一般坡度較大便于排水；當道路與場地相連通時，道路坡度太大不便與周圍場地銜接，坡度太小則不便排水，因此設計坡度在0.5%～1%是比較合適的。采用雨水溝排水時，雨水溝坡度不小于0.5%。

2）建構筑物周圍場地：一般場地道路邊緣距離建構筑物6m～8m[3]，濕陷性黃土地區建議距離建構筑物7m～9m，建筑物建筑級別為甲乙級時，還應繼續增大。

在場地問題中，發運廣場是水泥廠出現黃土失陷災害的“重災區”。很多設計者認為地面硬化處理為不透水地面，可以不考慮排水坡度或僅僅考慮了很小的坡度。由于發運廣場面積較大，雨水很難及時排走，當道路路面一旦出現破壞，雨水滲入基底與黃土接觸，便出現路面塌陷，雨水持續進入塌陷區，導致塌陷會繼續擴大。綜合考慮場地排水及交通運輸便利，建議發運廣場的設計坡度在0.5%～3%。

三、總圖實例

a） 工程概況

該項目位于陜西省黃土區，黃土濕陷等級為Ⅱ級自重濕陷性黃土，一般5m左右厚。項目用地部分為現有廠區已平整場地，標高1036.00，其余為荒坡地，場地標高1024.00 ～1050.00。廠外現有一條運輸道路，還有一條規劃道路，交通運輸便利。

b） 總平面布置

根據場地地形地勢，結合總平面設計原則，在滿足生產、運輸的情況下，結合自然地形條件，考慮以上總圖布置要點，合理確定總平面布置。

（1）首先對廠區進行分區，在分區內進行建構筑布置。

整個廠區主要分為：原燃料準備區、主生產區、廠前區共三個功能分區。

原燃料準備區：位于廠區的北側和東側，根據地形并結合工藝流程，采用“L”型布置。原燃料堆棚的長度較大，對地基承載力的均衡性要求較高，總圖布置時考慮將其布置在挖方區，呈條形布置。料漿池、清水池等水池構筑物，將其布置在廠區最低處。

主生產區：位于廠區的西側，從北向南“一字形”依次布置，磨機、燒成系統、儲存庫等重要生產車間布置在挖方區，減少回填對建構筑物的影響。回填區作為檢修道路、綠化用地或布置一些輕型建構筑物。

廠前區：靠近門口處，方便出行，布置有辦公樓、宿舍、食堂、浴室等子項。地勘資料顯示，此位置濕陷性黃土層厚3m左右，為小山包，場平后黃土無濕陷性，適合布置地下水道管線較多的建筑物。

其他輔助生產設施如電力室、空壓機站、中控室、水處理各車間、機電修、材料庫等根據功能及場地條件，在生產線周圍布置。其中原料磨電力室布置在原料磨收塵下、水泥磨電力室在水泥磨收塵下、包裝電力室和包裝車間合建，相當一部分輔助設施“住進高樓”，從而大大節省用地[4]。

（2）道路骨架布置

本項目中骨架道路間距103m，建構筑物布置比較緊湊。受地形和原有場地標高限制，廠區骨架道路坡度較小，不能作為排雨水通道使用，因此在道路的兩側（局部一側）設置雨水溝。在滿足水泥廠建（構）筑物防火間距要求的前提下，盡量加大各建構筑物距離道路雨水溝的間距，間距5m～6m，滿足規范要求。

以上布置，在滿足生產、運輸及主要間距要求的前提下，布置緊湊，主要建構筑物均布置在挖方區；建構筑物用地范圍內，挖方大于填方，余方用于處理廠區東側邊溝，擴大廠區可用地邊界，在新的回填區上進行綠化美化廠區環境，不進行建筑布置。

c） 豎向布置

本工程廠區豎向設計采用臺段式，項目豎向設計注意了以下幾點：

（1）雨水排除：項目要求，場地雨水不可以無組織散排，不可以排入東、西、北側廠外。該項目因地形特點，廠區依靠道路排雨水無法實現，需采用明溝排雨水，雨水明溝設置于道路的兩側，1031.00臺段的雨水收集到雨水池，用泵通過壓力管道打到主溝，將雨水排出廠區。雨水溝坡度一般不小于0.5%，困難部位不小于0.3%。

（2）建構筑物周圍場地：整個廠區的道路設計標高低于場地建構筑物散水標高，高差在0.1m～0.5m，道路與建構筑之間的場地形成0.5%～6%的坡度，場地多為硬化或進行不透水地面處理（0.3m厚3：7灰土）雨水可以順利匯入雨水溝，保證建構筑物周圍無積水。發運廣場設計如圖所示的排水方向，場地坡度0.6%～1.3%。

四、結語

總平面布置和豎向設計是廠區總圖運輸設計的重點，也是難點。不同于一般場地，由于黃土地區的特殊土質，總圖運輸的總平面布置和豎向設計應該更受重視。鑒于以往設計的失敗教訓及成功經驗，濕陷性黃土地區場地排水是關鍵。文中總結幾個設計要點，希望有助于設計者設計時參考。

參考文獻：

[1]濕陷性黃土地區建筑規范[S].中國建筑工業出版社，GB50025—2004：22-23.

[2]工業企業總平面設計規范[S].中國計劃出版社，GB50187—2012：43.

[3]水泥工廠設計規范[S].中國計劃出版社，GB50295—2008：附錄A.

[4]孫建，王成鵬.淺析水泥廠總平面創新設計[J].中國勘察設計，2009（8）：34-37.