荒漠地區廠礦企業總圖設計

胡軍鋒

(西安有色冶金設計研究院)

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荒漠地區廠礦企業總圖設計

胡軍鋒

(西安有色冶金設計研究院)

摘要結合工程實例，介紹了荒漠地區廠礦企業總圖設計要點。就總平面布置、豎向設計、道路設計、防風固沙、生態保護等方面進行了分析，并提出了相應的技術措施，供荒漠地區廠礦企業總圖設計參考。

關鍵詞荒漠礦區總圖設計防風固沙生態保護

近年來，許多位于荒漠地區的廠礦企業，在項目總圖設計中，遇到了不同于常規地區的問題。本文結合荒漠地區工程實例，探討了荒漠地區廠礦企業總圖設計的要點，并提出相應的技術方法，為荒漠地區廠礦企業總圖設計提供借鑒。

根據地理學上的定義，荒漠是“降水稀少，植物很稀疏，因此限制了人類活動的干旱區”。本文中的荒漠地區特指沙漠、戈壁分布的地區，主要分布在我國西北地區。其特點為：①終年少雨或無雨，年降水量一般少于250mm，且多為陣雨型，愈向荒漠中心愈少；②氣溫、地溫的日差和年差大，多晴天，日照時間長；③風沙活動頻繁，地表干燥，裸露，沙礫易被吹揚，常形成沙暴，冬季更多；④部分戈壁灘地區，地表下滲能力弱，大范圍暴雨易引發洪水，位于高山地區的荒漠，上游存在雪山時，春夏季易引發融雪洪水；⑤荒漠地區生態系統具有脆弱性，且有其特有的生物多樣性；⑥周邊工業基礎薄弱，協作條件差；⑦交通條件差，物料運輸困難，多以汽車運輸為主。

1　荒漠地區廠礦企業總圖設計

結合荒漠地區廠礦企業建設的自然條件、社會協作條件及經驗，荒漠地區廠礦企業總圖設計應該在總平面布置、豎向設計、廠外道路設計、防沙固沙、生態保護等方面給予足夠重視。

1.1總平面布置

總平面布置的優劣直接影響到企業建設投資及運營成本，而且建成后較難改變布置形態，對企業有較長遠的影響，應引起足夠重視。荒漠地區廠礦企業總平面布置除了要滿足工藝流程需求、確保廠內物流順暢外，還要根據當地的自然地理條件，做出針對性的總平面布置[1]。

(1)采光。我國荒漠多處西部及北方地區，冬季十分寒冷，往往還伴有大風揚沙天氣，良好的采光對生產非常重要。無論是從節能還是環保角度來說，自然采光設計都有重要意義。因此為自然采光創造有利條件，總平面布置中建筑物宜南向、南東向或南西向，除有良好的朝向外，建筑物之間還應保持一定的日照間距。

(2)防風。建筑物長軸應盡量平行常年主導風向，尤其是冬季主導風向，減少風沙及冬季寒風侵襲。在總平面布置中對機加工車間、維修間、倉庫等受工藝流程約束較小的車間，可采取“四合院”式的圍合布置形式。在滿足重要建筑的采光基礎上，廠前區也可采用聯合建筑，健身和文娛活動設施應盡量放置在室內。各分區及建筑之間可通過便捷的交通廊道聯系，夏季防暑遮蔭，冬季防風防沙。廠前區宜布置多層建筑，且建筑高度不宜過高，建筑外形應以流線型為主，防止風沙堆積和夏季雷雨的干擾。

(3)間距。對于沙漠地區建廠，應特別注意總平面設計中各類間距的選取。由于沙子具有易塌落、流動等特性，沙漠地區總平面設計過程中，對于建構筑物之間的間距選取應充分考慮到這些因素，避免建設中期或后期維護開挖而影響基礎穩定。

另外，廠區通道寬度設置也應考慮這一因素。以利于廠區管線敷設。對于管線復雜的廠區，盡可能選用綜合管溝和綜合管架敷設，以便于管線施工和維護。

1.2豎向設計

荒漠地區廠礦企業建設場地多平緩，往往廠區內地形起伏不明顯，且坡向多變不易辨別總體坡勢。加之荒漠地區干旱少雨，設計者往往不重視豎向設計。荒漠地區雖然年降水量少，但變率大，一次暴雨的降水量可占全年降雨總量的1/3或更多。地表來不及滲透，便形成漫流，并在低洼處匯流形成洪水。如在格爾木某企業現場踏勘時，一場暴雨過后，在廠外道路途經的沙漠地區，洪水將道路沖斷，地面被沖刷出5m多深的大沖溝；在哈密地區某金礦的工業場地選址中，有一廠址方案靠近匯流谷線，每隔幾年該區域內就會發生一次洪水，防洪難度較大，經技術經濟比較后排除了該方案。因此，在荒漠地區重視豎向設計，無論是從降低投資費用，還是廠區安全等因素考慮，都有其重要意義。做好荒漠地區豎向設計應采取以下措施：

(1)重視項目選址，避免將項目選址在易受洪水威脅地段。當受到客觀條件限制時，通過技術經濟比較后可選址于受威脅較小地段。如何分析廠址受威脅程度，可在踏勘的基礎上依據當地大范圍地形圖，利用計算機軟件分析生成坡向分析圖，對流域進行分析，計算流域洪水量和洪水位。當無法獲得當地大范圍地形圖時，也可利用谷歌地球軟件，獲得該區域衛星照片及高程數據進行分析。

(2)對于上游匯流面積較小的場地，可在場地上游沿有利地形設置防洪堤墻，將上游洪水引導至受保護區域外。防洪堤墻可采用鉛絲石籠建設，并應保證一定基礎深度，避免洪水掏空基礎。防洪堤墻應高出計算洪水位0.5m以上。

(3)對于地勢較平緩，甚至稍有低洼的場地，除了考慮土方工程量優化外，還需保證場地匯水能順利排出場地外，避免場地內積水。為了取得合理設計標高，可借助計算機軟件生成不同高度范圍的投影面加以分析，最終結合土方工程量綜合分析，確定場地合理設計標高[2]。

1.3道路設計

荒漠地區由于路網欠發達，往往需要修建較長的廠外道路連接至公路。由于風的作用，路基易遭到風蝕，路面易受到砂埋，從而降低了路基的穩定性及路面的通過性。為了保障企業外部運輸，在設計中要充分考慮特定自然因素，同時采取防治措施[3]。

(1)廠外道路選線。荒漠地區廠外道路路線設計除了滿足一般的線路設計要求外，還需根據荒漠公路自然區域特點、地形地貌特性、風力與風向，合理選線。充分考慮風沙自然災害，并注意環境保護，做到路域與自然環境及宏觀地貌相協調，盡可能使原地面自然狀態的變化程度減至最小。合理繞避或直穿不良區域，盡量使路線方向與主導風向平行或銳角相交，使沙害程度減至最小。選線時應盡量避開有可能受到洪水威脅的區域，無法避開時盡可能減少受威脅的路段長度。

(2)廠外道路路基設計。路基是路面的基礎，路基工程應具有足夠的強度、穩定性和耐久性。在沙漠地區筑路應調查當地治沙經驗，結合不同的沙漠類型和道路工程特點，根據風沙地貌特點，風沙運動特征，風向、風力、路線與風向的關系，選擇合理的路基斷面形式及防止路基被風沙吹蝕和積沙掩埋的工程或生物防護措施。

戈壁地區的路基填料可利用當地天然級配的砂礫。沙漠地區的路基填料中若粉黏粒含量超過30%，其強度會驟減，可采用化學加固或敷設土工布的方式，增加路基強度及穩定性。沙漠地區路基應優先采用路堤式，采用合理的路堤高度和邊坡坡度，以盡可能減少沙埋和風蝕。

荒漠地區降雨稀少，路邊溝和排洪涵洞容易被沙埋，一般情況可不設排水設施，但在有大流域匯水的路段要考慮排水。可將路面設置為過水路面，并在上游設置擋水堤墻，合理引導雨水通過過水路面。

1.4防風固沙

荒漠區防風固沙工程包括工程防治和植物防治。重點防護治理區域為工業場地外圍及廠外道路兩側區域，具體措施如下：

(1)當廠外道路穿過風口時，應采取固砂與阻沙相結合的防治措施，即采取上風側較遠處阻沙，固沙寬度為50～100m，路基兩側阻沙范圍為5m。

(2)道路防沙固沙最常用的方法是草方格防沙，通常在路基上風口一側沿路線選擇50～100m、下風口一側沿路線選擇30～50m設置草方格。草方格防沙一般為1m方格網，路基邊坡處一般為1m×0.5m方格網。若礦山企業距礦山較近，也可利用礦山廢石布置方格網。

(3)企業在廠址選擇時應盡量避開不利區域，以減少防治難度及工程量，廠區宜在四周設置固沙帶，固沙寬度為50～100m。

(4)一般能在荒漠地區建廠，其廠區周邊基本都有可靠充足的水源，因此可考慮在廠區外圍改善土壤環境，設置綠化防風沙帶，必要時在外圍配合草方格防沙。

1.5荒漠地區生態保護方面的要求

(1)荒漠地區生態系統脆弱，如果利用不合理，很容易導致土地沙化嚴重、土壤次生鹽漬化等一系列的生態問題。項目選址時應避免毀壞綠洲及植被生長較好的區域，盡量將工程建設對自然的不利影響降到最低。

(2)保護荒漠地區特有的生物多樣性。特殊的自然條件造就了荒漠地區特殊的動植物種類。我國荒漠地區的珍稀植物有綿刺、裸果木、蒙古沙冬青等，珍稀動物有蒙古野驢、野駱駝、詹蘭羚羊和捷爾倫羚等。在項目選址和建設中亦應充分考慮到工程對區域內動植物的影響，并采取保護措施。

(3)合理利用水資源，保護綠洲。在荒漠地區，水是最主要的限制因子，而綠洲農業是荒漠地區人類生存的最基本條件，因此，合理利用水資源，保護綠洲是荒漠地區發展的關鍵。水資源的不合理利用可能導致綠洲向荒漠轉化。

2　實例分析

某有色金屬冶煉廠位于內蒙古騰格里沙漠邊緣區域，項目用地區域內沙子覆蓋厚度達數十米，但因其具有較好的供水、供電、供煤及其他原料供應條件，當地政府在此設立工業園區。整個項目在園區總體規劃，各分區總平面布置、場地平整、風沙防治，包括建筑物基礎處理方案等方面，充分考慮到沙漠地區建設特點，并給于針對性設計。目前該廠已建成生產，取得了不錯的效果。

青海格爾木某鐵礦，地處高原戈壁灘地區，項目充分考慮區域匯流及周圍雪山融雪洪水對廠址的影響，合理選址，并采取相應防洪措施。總平面布置保證主要建筑物有較好的朝向，又盡量避免寒風侵襲。還利用生活區附近空地規劃有溫室大棚，為職工提供新鮮瓜果蔬菜，改善了職工生活水平，受到建設方好評。

3　結　論

總圖設計是一個復雜的系統工程，尤其在荒漠地區，面對惡劣的自然環境，需要考慮的因素也隨之增加。通過荒漠地區總圖設計實踐，作者認為，在總平面布置、豎向設計、道路設計、防風固沙、生態保護等方面，應結合荒漠地區自然特點，有針對性的進行設計，為企業節省投資，確保安全生產，提高企業經濟效益，同時也在生態保護方面積極踐行國家政策。

參考文獻

[1]雷明.工業企業總平面設計[M].西安:陜西科學技術出版社,1998.

[2]劉勇強，林斯平.平坦沙丘地形場地豎向設計特點探討[J].煤炭工程，2015，47(8):16-18．

[3]《有色冶金企業總圖運輸設計參考資料》編寫組.有色冶金企業總圖運輸設計參考資料[M].北京:冶金工業出版社,1981.

(收稿日期2016-04-27)

胡軍鋒(1982—)，男，工程師，710001 陜西省西安市南大街10號。