現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)場地的豎向設(shè)計(jì)淺談

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摘要:豎向設(shè)計(jì)是在垂直的方向進(jìn)行場地的設(shè)計(jì),在企業(yè)的場地設(shè)計(jì)規(guī)劃中具有非常重要的地位,也關(guān)乎到企業(yè)場地設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃和布局,關(guān)系到場地的安全與穩(wěn)定,而且直接影響空間的構(gòu)成。在工業(yè)企業(yè)工程建設(shè)中被廣泛地應(yīng)用。尤其是在地形起伏大、地質(zhì)條件復(fù)雜、范圍較大的地方規(guī)劃企業(yè)場地的時(shí)候,最重要的是首先確保根據(jù)功能劃分區(qū)域以及道路分布和各項(xiàng)設(shè)施的分布,契合企業(yè)場地的整體規(guī)劃,其次要考慮到豎向高程的影響。因此,豎向設(shè)計(jì)的工作量大,具體工作內(nèi)容細(xì)致繁瑣,要按照科學(xué)的步驟和程序進(jìn)行,并且豎向設(shè)計(jì)的好壞與否,直接影響到整體方案是否可行以及開拓場地的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。因此,我們不難發(fā)現(xiàn),豎向設(shè)計(jì)在場地的總體布局所占有的地位非常重要。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代工業(yè);企業(yè)場地;豎向設(shè)計(jì)

0引言

現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)呈現(xiàn)出向集約化、設(shè)備大型化發(fā)展的態(tài)勢,工業(yè)企業(yè)對(duì)建設(shè)用地也提出了更高的要求?？紤]到環(huán)保、城市發(fā)展以及傳統(tǒng)工業(yè)更趨近資源產(chǎn)地等方面,設(shè)計(jì)場地處在不太理想的用地范圍內(nèi)也是很常見的事情。在用地面積、地形坡度和地質(zhì)條件滿足不了我們的期望時(shí),我們就不得不在場地設(shè)計(jì)的過程中考慮豎向設(shè)計(jì)了,尤其是在地勢有較大起伏、相對(duì)高度也大的建設(shè)場地,更應(yīng)結(jié)合總平面,利用豎向設(shè)計(jì)合理規(guī)劃場地的各種地形,在充分利用場地的地形條件的基礎(chǔ)上再加以合理的改造,做出有較高標(biāo)準(zhǔn),并且能達(dá)到項(xiàng)目要求的功能設(shè)計(jì)要求、節(jié)約項(xiàng)目投資的設(shè)計(jì)方案。豎向設(shè)計(jì)的好壞與否直接影響了項(xiàng)目對(duì)場地的利用率、場地建設(shè)成本、項(xiàng)目推進(jìn)的速度、項(xiàng)目的運(yùn)營等要素。根據(jù)建構(gòu)筑物的布置要求和運(yùn)輸線路的整體規(guī)劃,運(yùn)用豎向設(shè)計(jì)的思路,結(jié)合場地的具體地形條件,靈活地對(duì)場地進(jìn)行改造,不難實(shí)現(xiàn)山坡地、河灘地成為適宜的建筑場地的效果。工業(yè)場地標(biāo)高合理確定,可以減少場平工程量,確保工廠安全,加快建設(shè)進(jìn)度,節(jié)約開發(fā)費(fèi)用。由此可見,對(duì)工業(yè)場地做好豎向設(shè)計(jì)不僅完成了合理利用經(jīng)濟(jì)的要求,也達(dá)到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的目標(biāo)。

1現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)場地豎向設(shè)計(jì)的基本任務(wù)

(1)選擇場地以何種方式進(jìn)行豎向布置,規(guī)劃確定適合的標(biāo)高,盡量減少對(duì)土石的使用,同時(shí)兼顧交通及生產(chǎn)的需求;(2)擬定場地的排水系統(tǒng),確保地面的雨水能夠順利排出;(3)合理規(guī)劃并確定構(gòu)筑物體、建筑物以及露天場地的標(biāo)高,同時(shí)也要確認(rèn)外部道路及排水系統(tǒng)等的標(biāo)高,以確保場地內(nèi)部外部能夠相互銜接;計(jì)算出場地需要挖掘以及填埋土石的方量,由此確定場地的土石挖掘填埋方案,盡量做到本地挖掘在本場地填埋,以避免資源的浪費(fèi);(4)確定出場地內(nèi)由于挖掘和填埋所需要的護(hù)坡和擋石墻等。

2企業(yè)場地的豎向設(shè)計(jì)形式

2.1水平式當(dāng)場地的整體地下較為平緩,沒有較大坡度時(shí),可以選擇將整個(gè)場地安排到同一個(gè)水平面上,這樣的布置方式有所需土方量較小,但是占地面積較大的特點(diǎn)。

2.2臺(tái)階式

若地形為坡度較大的陡坡時(shí),工業(yè)場地應(yīng)布置成臺(tái)階式,合理規(guī)劃臺(tái)階高度寬度、連結(jié),豎向排水及運(yùn)輸聯(lián)系等問題。臺(tái)階式布置方式的特點(diǎn)是可以減少工程量,縮減成本,而且物料可以借助坡度進(jìn)行自重運(yùn)輸。

2.3混合式

當(dāng)場地中既有比較平坦的區(qū)域,又有坡度較大的地方時(shí),我們就可以根據(jù)場地的實(shí)際情況,將整個(gè)場地劃分為水平式和臺(tái)階式交替的多個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域有不同的坡度和水平高度,這樣的設(shè)計(jì)形式最大程度地利用了當(dāng)?shù)氐牡匦苇h(huán)境,同時(shí)也比較節(jié)省工程的工作量,見圖1。

3工業(yè)場地豎向設(shè)計(jì)的5種原則

3.1合理利用場地的自然地形

在設(shè)計(jì)方案前需充分考察場地的地形條件,結(jié)合企業(yè)對(duì)場地的需求,利用場地的天然條件,結(jié)合地形條件進(jìn)行設(shè)計(jì),有效減少整個(gè)工程的土建工程量。同時(shí),充分認(rèn)識(shí)到場地的地質(zhì)結(jié)構(gòu),做好對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì),避免因?yàn)閷?duì)地質(zhì)的考察不清楚而引起塌方或者山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

3.2保障場地在使用期間的安全需求

充分考慮建、構(gòu)筑物的安全需求,滿足規(guī)范、各類技術(shù)規(guī)程和使用期間的安全及穩(wěn)定。

3.3滿足生產(chǎn)工業(yè)對(duì)高程的要求

不同性質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)工藝所要求的場地高程也不同,比如一般的制造業(yè)廠區(qū),各建筑單體之間的聯(lián)系較為緊密,而且都依靠道路運(yùn)輸,對(duì)于場地的平整度要求比較高;相對(duì)來說,煤炭等礦山業(yè),為了方便運(yùn)輸原料及物料,最好布置有一定坡度的坡地來展開廠區(qū)的主要運(yùn)輸工藝過程,并采取階梯布置。

3.4合理減少土石方工程量

首先,場地的豎向布置應(yīng)做到因地制宜,因勢利導(dǎo),采取合理的布置形式以及建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)高,減少土方石工程量,平衡填、挖工程量;其次,應(yīng)避免過于貼近山體,減少擋土墻、護(hù)坡工程等建、構(gòu)筑物的工程量。

3.5保障場地排水需求

要保證場地的排水功能正常運(yùn)作,在設(shè)計(jì)排水管道時(shí)盡量多設(shè)計(jì)使用自流管線,以達(dá)到雨水能自然排放的要求,同時(shí)也要配合周圍排水設(shè)施的標(biāo)高。尤其是設(shè)計(jì)坡地場地時(shí),要考慮到防洪、排洪的問題,避免場地被洪水淹沒。

4工業(yè)企業(yè)豎向設(shè)計(jì)步驟及優(yōu)化創(chuàng)新

以氧化鋁廠為例,之前為國企服務(wù)時(shí),業(yè)主通常會(huì)明確界定工廠的生產(chǎn)規(guī)模、主體設(shè)備、工藝方法等;設(shè)計(jì)方再在一片較為開闊的地域范圍內(nèi)選擇工廠的地址,廠區(qū)的規(guī)模以及劃定廠區(qū)的用地等。如今,鋁工廠主要是以民營企業(yè)為主,與國企不同,民營企業(yè)只能在規(guī)定的范圍內(nèi)完成選址和廠區(qū)建設(shè),企業(yè)需要考慮的就是在有限的區(qū)域內(nèi)達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.1準(zhǔn)備工作

前期需要收集到建設(shè)場地在此時(shí)的現(xiàn)狀圖和1：500或1：1000的現(xiàn)狀圖,如果是要考慮防洪能力的話,比例還需要進(jìn)一步擴(kuò)大,以統(tǒng)計(jì)徑流匯水面積;在豎向設(shè)計(jì)之前,應(yīng)準(zhǔn)確掌握道路布置圖和總平面布置圖,若施工場地有單獨(dú)的場地道路,也要掌握道路的縱斷面圖、平面圖和橫斷面圖等設(shè)計(jì)條件;此外還需要施工場地附近的水文情況和地理情況的資料,以方便對(duì)可能發(fā)生的暴雨、洪水或相關(guān)的氣質(zhì)災(zāi)害做提前的布置應(yīng)對(duì)。

4.2確定場地的豎向布置形式

豎向設(shè)計(jì)的合理性決定了生產(chǎn)廠區(qū)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)規(guī)模、工程能帶來的經(jīng)濟(jì)收益等。比如氧化鋁廠中的生產(chǎn)材料和成品主要依靠傳送帶和管道來運(yùn)輸,因此可以多考慮高度差,盡量減少傳送帶的豎直傳送高度以節(jié)約運(yùn)輸成本。比如氧化鋁廠的分解車間,是由一組串聯(lián)的分解槽組成,利用每段分解槽之間的高差引導(dǎo)料漿利用重力勢能自己往下流,以此來進(jìn)入下一道工序中,因此我們在進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)時(shí)要盡量結(jié)合當(dāng)?shù)胤降乩憝h(huán)境來確定豎向布置形式,達(dá)到降低土地成本,提高經(jīng)濟(jì)效益的最終目的。

4.3確定平土標(biāo)高及平衡土方

首先在確定土方平整方案及標(biāo)高之前,要考慮到4個(gè)因素:①廠址是否臨近河流湖泊或者大海,以防工廠被水淹沒,同時(shí)廠區(qū)的的地表高度都需要比計(jì)算出的洪水高度加上浪的高的高度還要再高0.5m;②場地坡度保持在0.3%以內(nèi),使雨水從倉庫、堆場及倉庫排向路面或周邊的排水設(shè)施,滿足場地的正常排雨水需求;③盡可能地減少土石工程量,提高場地的平整的經(jīng)濟(jì)性與合理性;④考慮與廠區(qū)相鄰的其他廠區(qū)的標(biāo)高,廠外附近的道路的標(biāo)高,以及附近很多非常規(guī)單位的標(biāo)高等等。分析考慮完上述的幾個(gè)要素后,還需要對(duì)整個(gè)場地的土方進(jìn)行計(jì)算,以此得出場地具體的標(biāo)高。通常來說,除了場地整平的土石方外,在計(jì)算過程中還應(yīng)考慮到地下構(gòu)筑物、管線地溝、帶路、排水溝等工程所產(chǎn)生的多余土方,較松軟的余土和濕陷部分的土地所造成的土方缺失。如果場地的土石方不能達(dá)到平衡,需要從外界運(yùn)輸或者往外運(yùn)輸?shù)脑?要兼顧土石方本身平衡和取、棄土場地的運(yùn)距、交通等條件,否則是不會(huì)達(dá)成預(yù)期要求的。由于填土需要分層碾壓、夯實(shí),時(shí)間成本和人工成本高,工作內(nèi)容細(xì)碎繁瑣,而且必須強(qiáng)化建筑本身的基礎(chǔ),把挖掘出來的土方運(yùn)輸?shù)酵饷?雖然運(yùn)輸?shù)木嚯x更長了,但是計(jì)算下來總體的費(fèi)用卻比在廠區(qū)內(nèi)平衡更低,因此雖然在費(fèi)用上差別不大,由于對(duì)生態(tài)的保護(hù),對(duì)農(nóng)業(yè)、城市發(fā)展的有利影響,有效地縮短工地,從整體來看,也是合理的。在計(jì)算場地土方石工程量是要正確協(xié)調(diào)“挖”與“填”的關(guān)系,要以盡量少挖盡量少填為基礎(chǔ),最好讓場地內(nèi)的挖掘填埋達(dá)到平衡,若無法平衡,則需要做到多挖掘少填埋。當(dāng)場地的地形有較大的起伏,情況較為特殊以至于必須要有大量的挖掘和填埋的時(shí)候,要盡量在達(dá)到工程要求的基礎(chǔ)上少挖少填,努力達(dá)到兩者的平衡。這樣設(shè)計(jì)主要還是因?yàn)樘罘较噍^而言更加不穩(wěn)定,大量的填方極有可能造成建筑的基礎(chǔ)變深,增加不必要的工程量。而相對(duì)而言挖方就沒有這方面的問題,即使把挖出來的土方運(yùn)輸?shù)酵饷?成本也相對(duì)來說更低,因此在考慮土方工程的時(shí)候,盡量做到多挖少填,以此來控制工程的造價(jià)。

4.4細(xì)化道路和建、構(gòu)筑物豎向設(shè)計(jì)

道路的豎向設(shè)計(jì)要以場地豎向布置的為基礎(chǔ),道路豎向設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。在類似氧化鋁廠的化工工程場地中,常選用與城市道路相同的道路設(shè)計(jì)方案,而設(shè)計(jì)最重要的就是最終確定出一個(gè)適合的道路坡道。要達(dá)到這個(gè)目的,我們就需要在各個(gè)坡度變化點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程,再不斷地對(duì)其進(jìn)行測試,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在道路的豎向設(shè)計(jì)過程中,要充分考慮幾個(gè)方面:①確保場地正常排除雨水,每個(gè)區(qū)塊場地至少要與低于自身320m以上的道路相連,方便雨水能順利排到周邊的排水設(shè)施;②滿足場地運(yùn)輸車輛的爬坡要求,道路的坡度控制在7以內(nèi),視情況而定;③道路的豎向設(shè)計(jì)適宜應(yīng)用鋸齒式坡度的布置形式,首先是方便排水,雨水自流匯集并排入排水系統(tǒng)。建構(gòu)筑物豎向布置的前提是場地的豎向設(shè)計(jì)以及道路的豎向設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中會(huì)以主體建筑所在場地或中心道路的標(biāo)高作為基礎(chǔ)在此的基礎(chǔ)上再結(jié)合其他建筑的具體需求和場地地形條件進(jìn)行增加標(biāo)高或減小標(biāo)高,達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。

5結(jié)語

綜上所述,在總圖設(shè)計(jì)工程中,總圖豎向布置設(shè)計(jì)是其中很重要的一環(huán),關(guān)系著工藝流程、管線走向、排水、資金以及工廠的長遠(yuǎn)發(fā)展,且要考慮地質(zhì)、水文等眾多因素,是一個(gè)細(xì)致繁雜的工作。因此,研究總圖豎向布置優(yōu)化設(shè)計(jì)方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,在實(shí)際應(yīng)用中,要細(xì)致斟酌各方面因素,更好地為企業(yè)服務(wù)。

作者:崔寧波 單位:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司