論述石油工程總圖豎向設計

楊光

摘 要：豎向設計合理與否對節約用地、基本投資、建設進度、安全生產、運營管理等有重大的影響。根據建筑物、構筑物的布置要求和交通運輸線路的技術條件，正確地進行豎向設計，充分的利用地形，合理的改造地形，就可以少占良田。場地標高合理，則可以減少土方量，減少基建投資。因此，做好工業場地的豎向設計不僅是經濟合理的總平面設計要求，也是經濟建設發展的要求。

關鍵詞：豎向設計；場地初平；土方計算與平衡

1 前言

豎向設計是指對場地垂直方向的設計。豎向設計是工廠總平面設計的一個有機組成部分，它與總平面設計是密不可分的。對于建筑物、構筑物、工藝設備和各種交通運輸線路等的位置固定，不僅要用坐標確定其平面位置，還必須用標高確定其立面位置。離開了豎向布置的總平面就成了“空中樓閣”，離開了總平面布置的豎向設計則是“無的放矢”。 總圖的豎向布置設計過程為：場地初平、場地土方計算與平衡、單元豎向設計、布置排雨水系統并計算。

2 場地方面

2.1 場地初平

（1）場地初平是在大規模施工以前進行的，由于此時別的工程尚未施工，整個場地有條件進行機械化平土而沒有障礙物和工種的交叉作業，街區之間的土方調運、回填土的質量控制都較有利，施工效率高，土方單價也較便宜，最適宜于全廠性的土方調運。

（2）場地平土方式分為連續式、重點式。連續式指對整個場地都連續地進行平整而不保留自然地形；重點式指只對單元有關的區域進行平整而其它部分適當保持原有地形。

（3）場地初平的形式可分為平坡式、階梯式和混合式。平坡式是把場地處理成接近于自然地形的一個或幾個坡向的整平面，整平面之間的連接平緩，無顯著地高差變化；階梯式是由幾個標高差較大的不同整平面相連接而成。在連接處設置陡坡或擋土墻；混合式即上述兩種方式的混合，即在場地上有的地段采用平坡式，有的則采用階梯式。

（4）場地初平的平土標高和坡度應根據工藝及各單元布置的要求，在滿足地形、地質、水文地質等條件的前提下確定。需要注意的是，要結合平土標高和坡度要考慮的諸多因素，進行綜合技術經濟比較，具體問題具體分析，選擇經濟合理的布置形式。

2.2 場地土方計算與平衡

土方計算在平土標高確定后進行，其計算方法分為方格網法、斷面法、局部分塊計算法、整體計算法、最小二乘法；土方平衡是指對場地初平、單元二次平整、建（構）筑物和管道等的填、挖方量進行的計算和平衡，在土方平衡中，應考慮土壤的松散和壓實量。

3 總圖布置中常見的問題

3.1 大體積油罐的應用

油罐是石油工程站的基礎設施和核心設備，現代石油工程站的油罐正逐漸向大型油罐發展，這也是未來石油工程站建設的發展方向。同時大型油罐還可以起到節約用地的作用，因為油罐是石油工程站占地面積最大的設備，并且油罐與油罐間還應有一定的安全距離，已起到防火堤的作用，大型油罐可以在最大程度上減少占地面積。同時大油罐的使用可以降低油罐的數量，因此運輸管道、監測儀表等相關輔助設備的數量也相應減少，能夠起到降低成本和減少著火點的作用。較少的油罐數量也更加便于管理、檢測和維修。

3.2 總圖布置中分區

石油工程站的總圖布置過程中，要根據當地的地理環境、自然條件、運輸條件等對生產設備和相關配套設備進行統籌安排，根據其不同的功能劃分成不同的區域。同時總圖的布置和設計要根據石油工程站的規模和建設進度來安排工程進度，爭取做到既能快速完成石油工程站的建設又可以滿足長期發展的要求。要考慮到未來的發展程度，提前做出預留以滿足長期發展，尤其是石油工程站的主體設施及相關配套設施和運輸管線鋪設等問題，在滿足前期建設的基礎上，利用好公共輔助土地或以前期工程為基礎進行擴建，減少土地的浪費。

3.3 消防泵房的布置

消防泵房是石油工程站消防工作的基礎設施，所有規模的石油工程站都應設置消防泵房，具體設置要求應根據石油工程站的具體情況、可能發生火災的種類、消防用水量等特點來進行安排，在易發生火災的范圍內設立消防泵房，當火災發生時可以盡快趕到火災地點。

3.4 豎向布置

若石油工程站必須建設在山區等斜坡時，由于山下普遍都是生活區域，如果突發火災造成石油泄漏，泄漏的石油就會形成一條火焰向生活區襲去，對人民群眾的生命和財產安全都會帶來極大的威脅。因此，在山區建造石油工程站時，就要考慮到山區地形。山區石油工程站通常以臺階方式豎向布置，利于石油的運輸，但同時也利于火災的蔓延，為了避免這種情況就要建設防火堤，可以較為有效的降低山區火災的程度。

4 單元豎向設計

工廠由單元所組成，單元可分為條條單元和塊塊單元兩大類。條條單元是指鐵路、道路、各種地上和地下工程管道等；塊塊單元是指工藝裝置、油罐組及泵房、油品裝卸設施、循環水場、污水處理場、動力站、空分空壓站、控制室、變配電室以及其他公用和輔助生產設施等。

4.1 條條單元豎向布置

條條單元的設計地面（即通道設計地面）一般保持場平設計地面，故不需要再做單元豎向布置，但廠內道路一般單獨出道路橫斷面設計圖，而有些設計單位則把它劃為廠區豎向布置的一部分，不單獨出圖，因此，單元豎向布置實際上就是各種不同類型的塊塊單元豎向布置。

4.2 塊塊單元豎向布置

塊塊單元豎向布置一般以場平設計地面為基礎進行豎向設計，只有當不進行全廠性場平時才以自然地形為基礎。塊塊單元豎向設計實際上就是場地的二次平整。它是在主體工種施工完畢后進行的，此時土建施工過程中產生的工程余土、工程垃圾則可就地平衡用來填高本單元場地并進行露天場地鋪砌面的施工以達到最終的豎向布置設計標高和坡度的要求，這就是二次平整，因此二次平整的范圍只是單元內，但當某些單元有大型建筑物時就會出現單元間、街區間的土方調運，比如延遲焦化裝置、污水處理場、循環水場，這種土方調運土方量很少，且工地上障礙物較多故常采用人工施工。

4.3 工藝裝置豎向布置

為了使工程余土不致外運，在單元內平衡掉，工藝裝置的設計標高一般高出場平地面0.15～0.3米。而且裝置內外地坪的這一高差有利于盡快排出單元內雨水，也有利于裝置內外雨水系統的連接。工藝裝置內地面豎向一般宜采用鋸齒坡，主管帶中心線或排組設備中心線宜為脊線，檢修道路路邊一側宜為谷線。

5 排雨水系統

排雨水方式一般分為明溝、管道、明溝與管道相結合三種方式。煉油廠排雨水一般都采用明溝系統。根據場地的坡度和區域干道的布置情況把廠區劃分成若干個排水區，每個排水區設置各自的明溝系統。明溝排雨水系統規劃的任務即是把這些明溝系統組織起來，初步確定每段水溝的形狀、斷面尺寸和縱坡。水溝形狀一般有矩形、梯形兩種。水溝縱坡宜與地面坡度相同或稍大，但不應小于2‰。斷面尺寸和縱坡的規劃應估計到流量的逐漸增加、地下管線交叉、涵洞高度、工程地質、水文地質等條件。排雨水規劃要綜合考慮多因素，排雨水計算僅僅是核算排水溝的能力。

6 結語

在石油工程站總圖設計當中，我們需要考慮很多因素，比如工程所在地的地址、交通運輸條件等等。想要提高石油工程站的經濟效益，要在設計和布置下很大的功夫，這可以為日后石油工程站更好的建設打下良好基礎。

參考文獻：

[1] GB50160-92.石油化工企業設計防火規范[S].

[2] 林鑫.石油企業的消防安全管理探討[J].江西化工，2013.