豎向設計在工業項目中的重要作用

陳曉云

摘要：豎向設計是工程設計中一個重要組成部分，它與規劃設計，總平面布置密切聯系而不可分割.尤其在工業設計中更為重要，工業項目占地面積大，工藝流程復雜，如何充分利用地形，合理組織豎向關系，對項目的節省投資和節約用地上起著很關鍵的作用。本文從石油化工項目和礦山項目兩方面來分別說明豎向設計的重要性。

關鍵詞：豎向設計;土石方;石油化工;礦山

一、緒論

我國人多地少，耕地資源稀缺，當前又處于工業化、城鎮化快速發展時期，建設用地供需矛盾十分突出。切實保護耕地，大力促進節約集約用地，走出一條建設占地少，利用效率高的符合我國國情的土地利用新路子，豎向設計對節約用地有著至關重要的作用。不同類型的工業項目對豎向設計的要求不同，但總體來說都是要節約用地，滿足工藝流程要求。石油化工廠區的通常選在化工園區內，場區地勢平坦，豎向設計主要側重于場地雨水排放，場區的防洪排澇。礦山項目多位于山區，地形復雜，礦山工業場地豎向設計的主要任務是結合礦山工藝流程，根據建設單位提供的礦區地形圖，利用和改造現有場地自然地形，經過多方案比選確定合理的場地布置形式和各建筑物的控制標高，使其能夠在滿足生產和使用要求的前提下，同時達到土石方工程量及場地防護工程量小，投資節省，建設速度快的要求.礦山工業場地豎向設計是礦山總圖運輸設計的一項重要組成部分，其設計水平的優劣直接關系到礦山工藝流程是否合理順暢，工業場地是否安全穩定，礦山生產是否方便適用，而且也會直接影響到該工程項目的建設投資.雖然設計者在設計中有豎向理論的指導，但如何將理論知識運用到實際工作中，如何將理論與實際工程項目，尤其是復雜地形的工程項目結合起來對每個設計者是一個挑戰.本文在研究礦山工業場地豎向設計的基礎上，如何對地形復雜的工業場地在滿足生產上的內外部運輸聯系和雨水順利排出的要求下進行合理的豎向銜接進行了闡述。

本人根據多年的石油化工廠和礦山設計工作實踐經驗，結合一些工程實例介紹了豎向的布置要求，合理確定工廠豎向標高，并對設計過程中積累的場地豎向設計難題，通過探索，分析，歸納出一些具有現實意義的理念與方法。

二、石油化工項目豎向設計

石油化工項目多選用平坦場地，現在石油化工廠多集中布置在化工園區內，其豎向布置的基本原則如下：

（1）豎向標高園區規劃統一劃定，企業內部設計標高要和園區統一協調;

（2）滿足工藝生產、物料輸送對豎向標高的要求;

（3）裝置的道路布置應與廠區道路相協調，并與廠區道路順接;

（4）保證場地不受洪水、區域性積水的威脅，使場地雨水排除順暢。

石油化工項目場地多采用平坡式布置（圖1），平坡式布置有利于工藝布置，裝置之間聯絡方便，便于消防道路布置和地下管線埋設。但有時候受場地坡度條件限制平坡式布置需要大量的開挖或回填，產生很大的土方工程量，就采用臺階式布置（圖2），但由于石油化工消防要求比較高，裝置周邊要求有環形消防通道，不同臺階之間要求有聯絡道路和管廊聯系，因此會增加項目占地面積，所以需要綜合考慮占地面積和土方工程費用最終確定豎向布置方案。

石油化工場地內雨水多采用暗管收集，因此場地內高差不會太大，各生產裝置只要保證雨水能夠排到道路兩側雨水口，雨水通過管道排到園區雨水系統。設計人員考慮場地內不小于0.3%的坡坡向雨水口就可以滿足雨水順利排放。各裝置內豎向設計采用多坡向設計，標高要比周邊消防道路中心標高高。但石油庫罐區周邊的道路要求要高于罐區防火堤外地面標高0.5m。廠前區通常布置在全廠內地勢較高地段，罐區、污水處理廠布置在地勢較低地段，便于控制重力流管道埋設深度。石油化工廠內道路縱向坡度不大于8%，道路橫坡1-2%，通常采用1.5%。

石油化工項目用地通常不會有大的土石方工程量，園區內地勢平坦，不需要大的填挖土方工程，設計中只考慮二次場平的土方工程量，豎向設計中要考慮二次場平土方平衡，基槽余土要用于二次場平中，減少土方外運工程量。

三、礦山項目的豎向設計

礦山項目多位于山區，豎向設計要求比較高，要綜合考慮工藝流程，邊坡護理，防洪排澇，交通運輸，土方平衡等諸多因素。豎向設計對控制工程投資很重要。下面就我完成的一個新疆煤礦地面運輸搬遷項目描述礦山項目的豎向設計。

項目位于新疆硫磺溝，由于原來場地距離飲用水源過近，相關部門限期搬遷整改，建設單位只能另外選址開井口建設地面運輸場地。項目地址位于山區，地面運輸項目包括井口房、篩分車間、儲煤倉、汽車快裝站、地磅房等。要把這幾部分放在一個平臺無法實現，利用周邊地形，分別放在不同的平臺上，相互之間通過輸煤棧橋聯系。各個地塊還要保證車輛能夠到過，保證設備能夠順利進場。確定初步方豎向布置方案后，開始進行豎向設計，各個場地豎向標高的確定首先要滿足輸煤棧橋的角度要求還要減少土方開挖量，由于地層下面是巖石，開挖難度很大，碰到堅硬巖石需要爆破，土方工程費用很高，所以豎向標高的確定很重要，每塊場地標高還要場地的聯絡道路要在規范允許的坡度范圍內到達場地，經過多次和場外道路專業和工藝專業的溝通調整，最終確定各外功能區塊的設計標高。

如上圖3中，1.井口房設計標高1146;2.篩分車間設計標高1163;3.儲煤倉設計標高1142;4.汽車快裝站設計標高1119;5.地磅房設計標高1096。充分結合工藝流程和地形特點布置各個裝置設施，最高處和最低處相差67米，盡最大可能減少土方工程量。

四、結論

合理的豎向設計在當代社會意義重大，進入新世紀以來隨著科技發展，我國工業化水平越來越高，各地出現了越來越多的新型工業園區和現代化礦山項目，對原有的工礦企業的升級改造提出新的要求。豎向設計作為工礦項目計中的一個重要組成部分，其設計工作的好壞對于整個工廠的工藝流程，使用功能以及企業的經濟效益都有非常重要現實的意義，也對響應國家節約土地政策有著至關重要的作用。黨的十九大以來，樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，已成為新時代推進生態文明建設、統籌環境保護與經濟發展關系的戰略思維。這就對工礦企業的豎向設計提出更高的要求，要求工程師在設計中不僅要考慮滿足工藝流程、交通運輸、防洪排澇、土方平衡等要求，還要兼顧環境保護、生態保護、水土保持、經濟等各方面的要求。在豎向設計中綜合考慮工礦企業廢水、廢液的收集處理，以及雨水收集，清污分流等功能要求。滿足當代人需要的同時做到不損害后代人的利益。

參考文獻：

[1]中國石油化工集團企業標準 《廠區豎向布置技術規定》Q/SH 0700-2008

[2]《場地豎向設計》作者：雷明 出版社：中國建筑工業出版社出版時間：2017年04月