淺談機械工廠場地豎向設(shè)計

劉軍偉

摘要豎向設(shè)計是場地設(shè)計中一個重要的有機組成部分，它與總平面布置密切聯(lián)系而不可分割。本文通過作者幾個親身設(shè)計的機械工廠實例，總結(jié)機械工廠場地豎向設(shè)計的一般規(guī)律。

關(guān)鍵詞機械工廠豎向設(shè)計 物流運輸 場地設(shè)計標高

一 問題的提出

設(shè)計地面是將自然地形加以適當(dāng)改造，使其滿足設(shè)計項目對場地平整程度和高差變化的使用功能要求。根據(jù)設(shè)計地面整平面之間的連接方法不同，地面的豎向布置形式分為以下三種：

1.1平坡式

平坡式一般適用于自然地形較為平緩（坡度在3%～4%之間）的場地；以及建筑密度大且鐵路、道路、管線較密集，單個建筑占地較大，建筑布置集中，對場地地面坡度要求較嚴格（坡度小于2%）的建設(shè)項目。

1.2臺階式

臺階式布置適用于自然坡度較大（大于4%）、面積較大的場地；或單體建筑占地較小、建筑布置分散，道路交通聯(lián)系簡單、管線不多，以及有大量單向重力運輸要求（建筑物之間高差在1.5米以上）的建設(shè)項目。

1.3混合式

混合式（又稱重點式）豎向布置，是混合運用上述兩種形式進行的豎向布置，即根據(jù)使用要求和地形特點，把建設(shè)用地分為幾個區(qū)域，有的區(qū)域采用平坦式以利于建筑的布置，而有的區(qū)域則采取臺階式以適應(yīng)自然地形的復(fù)雜變化。如丘陵地區(qū)，為保證主體建筑的建設(shè)及交通等要求，可采用平坡式；而輔助部分則可按階梯式布置。

以上三種豎向布置形式適用于各類建設(shè)項目的豎向設(shè)計，但對于機械工廠場地設(shè)計來講，采用那種豎向設(shè)計形式才能充分利用、合理改造自然地形？如何合理選擇場地設(shè)計標高，使之滿足建設(shè)項目的使用功能要求？再者對機械工廠的場地豎向設(shè)計有沒有規(guī)律可循呢？

二 策略與措施

2.1平原地區(qū)的機械工廠豎向設(shè)計

廠區(qū)豎向設(shè)計之前，首先應(yīng)考慮滿足生產(chǎn)工藝及物料運輸?shù)囊螅撾x物流運輸這個重要環(huán)節(jié)的豎向設(shè)計往往是不成熟的。機械工廠外部運輸方式一般為汽車運輸，廠內(nèi)運輸方式主要采用叉車、平板車、電瓶車等。

沈陽機床廠新建廠區(qū)位于沈陽市鐵西經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。廠區(qū)原始地貌屬東北平原地區(qū),場地自然標高標高在31.97～33.25之間。工廠對外運輸為無軌方式，原材料及成品運輸方式主要靠汽車運輸。根據(jù)豎向設(shè)計的基本原理，可以確定本廠區(qū)的場地豎向布置方式應(yīng)該為平坡式。

場地四周城市道路交叉口設(shè)計標高在32.20米～32.60米。根據(jù)機械工廠場地設(shè)計的一般原則，設(shè)計時首先進行了土方計算，考慮基礎(chǔ)及道路路槽開挖的余土，最后得出場地設(shè)計標高為32.80米。

2.2山區(qū)、丘陵地區(qū)的機械工廠豎向設(shè)計

2.2.1項目一：重慶機床廠

重慶機床廠新征地塊屬于典型的山區(qū)丘陵地帶，土方平整之前地勢山谷交錯，跌蕩起伏。原始自然標高最高點256米，最低點185米。新廠區(qū)平整后的場地內(nèi)最高點標高與地塊周邊道路標高高差也盡20米。

下面以甲、乙兩家設(shè)計院出現(xiàn)的不同設(shè)計方案進行比較說明。

甲設(shè)計院注重生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝流程，將各個生產(chǎn)聯(lián)合廠房用平板軌道連接起來，布置在用地的中央位置，各聯(lián)合廠房的布置基本占據(jù)了地塊的3/4，如果建筑物有引入軌道的，軌道標高宜與建筑物地面標高相同。則各生產(chǎn)廠房室內(nèi)設(shè)計標高應(yīng)該在一個標高段上。豎向設(shè)計時根據(jù)工廠出入口標高情況推算出生產(chǎn)廠房的室內(nèi)設(shè)計標高在223.30米。由于地塊四周城市道路設(shè)計標高均明顯低于地塊內(nèi)場地標高。故解決高差的方式只有在邊坡進行處理，邊坡處理的方式有護坡和擋土墻兩種形式。以上可以看出甲設(shè)計院的這種豎向布置方式還是平坡式布置。這樣布置的優(yōu)缺點如下：

1)生產(chǎn)區(qū)處于一個標高，便于布置各生產(chǎn)廠房的相對位置，廠房之間物流聯(lián)系方便。

2)廠內(nèi)運輸長期運營費用低。

3)土方工程量相對較大，一次性建設(shè)投資大。

4)由于廠區(qū)邊界處邊坡較陡，不便于廠區(qū)對外聯(lián)系，廠外運輸困難。

再看乙設(shè)計院的設(shè)計方案，乙設(shè)計院共布置有兩個方案，按總平面思路布置的不同豎向臺階均分為三個臺階，廠區(qū)北部作為一個臺階，南部自東向西分為兩個臺階。臺階高度差最小為0.50米，最大為4.8米。因機械工廠各聯(lián)合廠房之間物流聯(lián)系緊密，為便于運輸，一般在兩個聯(lián)合廠房之間設(shè)置平板車。引入建筑物的鐵路軌頂標高，宜與建筑物地面標高相同。乙設(shè)計院在處理廠房之間高差時采用如下圖所示方案。

可以看出，乙設(shè)計院豎向設(shè)計方案的優(yōu)點：

1)因地制宜，按照廠區(qū)自然地勢布置各生產(chǎn)廠房、辦公建筑。

2)節(jié)省土石方工程量和建設(shè)資金。

缺點是：

1)廠區(qū)內(nèi)部各臺階之間用擋土墻連接，汽車運輸不便。

2)廠房室內(nèi)地坪之間存在高差，不便于零部件的周轉(zhuǎn)。

可以看出，乙設(shè)計院相對甲設(shè)計院豎向設(shè)計方案要合理一些，但如果采用乙設(shè)計院的方案會讓業(yè)主將來的運營費用增加，這也是業(yè)主在最終選擇方案時采用了甲設(shè)計院的方案。

2.2.2項目二：大重大起旅順基地建設(shè)項目

大重大起旅順基地建設(shè)項目建設(shè)場地位于旅順經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，場地地勢起伏較大，總體上為東北高、西南低，最高處與最低處相差二十幾米。建設(shè)場地南北長約750米，平均坡度約3%。東西寬約650米，寬度不算很大，按地面豎向布置形式應(yīng)該采用平坡式豎向布置，在設(shè)計時根據(jù)生產(chǎn)設(shè)施之間的相互密切程度和物流強度，考慮到建設(shè)進度要求緊急，再者就是場地基巖多為堅硬巖石，為減少人工平整場地的土方工程量，而選擇了臺階式布置形式。如A-A剖面圖所示：將場地基本分為三個標高段，北部生產(chǎn)區(qū)域標高為28.00米，南部生產(chǎn)區(qū)域標高為16.00米，而位于中部的辦公生活區(qū)域標高則定為20.00米。利用位于廠區(qū)中部的南北向道路作為三個標高段的連接通道。道路縱向放坡段位于場地中部，按道路設(shè)計規(guī)范要求，設(shè)計時縱向坡度小于8%坡度要求。

上述豎向布置形式實際上也是混合式的布置，比如位于場地南北的生產(chǎn)區(qū)域，其本身內(nèi)部又劃分了幾個生產(chǎn)單元，各生產(chǎn)單元的豎向布置形式為平坡式。

三 結(jié)論

機械工廠多數(shù)為機械加工為主的生產(chǎn)企業(yè)，為企業(yè)贏得經(jīng)濟利益的因素除了工廠管理、生產(chǎn)設(shè)備外，更多的是靠工廠內(nèi)部的物流運輸，而工廠豎向設(shè)計的優(yōu)劣將直接影響工廠運輸?shù)某蓴?，所以一個好的總平面設(shè)計方案也應(yīng)該是一個合理的豎向設(shè)計方案，二者密不可分。

機械工廠的豎向設(shè)計方案必須與建設(shè)成本掛鉤。在確定場地豎向設(shè)計標高時一定要與業(yè)主有充分的交流與溝通。多了解當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣做法，因地制宜的同時也要考慮入鄉(xiāng)隨俗。

參考文獻：

機械工廠總平面及運輸設(shè)計規(guī)范 JBJ 9-1996,1996

姚宏韜場地設(shè)計 沈陽 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2000

井生瑞. 總圖設(shè)計. 北京:冶金工業(yè)出版社,1989

廖祖裔. 工業(yè)建筑總平面設(shè)計. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,1988

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。