濕陷性黃土地區(qū)的水泥廠總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)要點(diǎn)總結(jié)

洪亮

【摘要】本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對濕陷性黃土場地，水泥廠總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)中的總平面布置、豎向設(shè)計(jì)等進(jìn)行介紹，總結(jié)了濕陷性黃土地區(qū)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)，最后結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】濕陷性黃土；總平面布置；豎向設(shè)計(jì)

隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，水泥廠在黃土地區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目日益增多，并且隨著落后產(chǎn)能的淘汰，規(guī)模越來越大，出現(xiàn)的問題也越來越多。這些問題，有的出在建構(gòu)筑物，有的出在場地，有的出在地下管線，很多問題都與總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)有一定聯(lián)系。本文針對總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)中總平面布置和豎向設(shè)計(jì)提出了幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

一、濕陷性黃土地區(qū)水泥廠總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)問題

我國黃土主要分布在北緯34o～45o之間的干旱和半干旱區(qū)內(nèi)，山西省、陜西省大部分地區(qū)位于此區(qū)域內(nèi)。經(jīng)過調(diào)查，山西省、陜西省已經(jīng)建成的多個(gè)水泥廠，建成投產(chǎn)使用不久便出現(xiàn)很多問題，如場地塌陷、擋土墻開裂、邊坡滑坡、道路破損嚴(yán)重、雨水溝開裂不均勻下沉等。經(jīng)分析，水是產(chǎn)生這些問題的重要因素，排水不暢通常是這些問題產(chǎn)生的通病，即濕陷性黃土場地的特性——黃土遇水失陷。

二、總平面設(shè)計(jì)和豎向設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)

很多廠區(qū)在做總圖設(shè)計(jì)時(shí)，為了統(tǒng)一、美觀，強(qiáng)調(diào)把總圖布置成規(guī)則的平面圖形，這種做法在非濕陷性黃土地區(qū)可能沒有什么問題，但在濕陷性黃土地區(qū)暴露出來的問題卻很多。因?yàn)闆]有很好的與地形、地勢相結(jié)合，導(dǎo)致大的填、挖方，嚴(yán)重的破壞了現(xiàn)有的地形地貌。結(jié)合多個(gè)項(xiàng)目的總圖設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，總平面布置和豎向設(shè)計(jì)需注意以下幾點(diǎn)。

（1）總平面布置

總平面布置，主要是完成廠區(qū)分區(qū)及內(nèi)部建構(gòu)筑物布置、道路骨架布置等工作。

1）分區(qū)及內(nèi)部建構(gòu)筑物布置：水泥廠主要根據(jù)生產(chǎn)工藝、使用功能進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)， 一般分為原燃料準(zhǔn)備區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、廠前區(qū)等。在符合水泥工藝生產(chǎn)流程、操作要求和使用功能的前提下，分區(qū)內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物等設(shè)施應(yīng)采用集中、聯(lián)合、多層布置，盡量減少濕陷性黃土場地的用地面積，減少地下管線布置長度。

2）道路骨架布置：在廠區(qū)布置中，道路起著分割、聯(lián)系分區(qū)的骨架作用，并且要滿足總平面布置對運(yùn)輸、消防、與建筑物距離、管線布置、綠化、豎向等的基本要求。通常道路呈環(huán)線布置，一般在道路的一側(cè)或兩側(cè)一定范圍內(nèi)布置建構(gòu)筑物。路側(cè)有排水設(shè)施，就要考慮排水設(shè)施對建構(gòu)筑物的影響，因此在場地空間足夠的情況下， 應(yīng)保證雨水溝與建筑物之間的防護(hù)距離。

（2）豎向設(shè)計(jì)

豎向設(shè)計(jì)，一般與總平面布置同時(shí)進(jìn)行，并與廠外現(xiàn)有和規(guī)劃的運(yùn)輸線路、排水系統(tǒng)、周圍場地標(biāo)高相協(xié)調(diào)。豎向設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)、運(yùn)輸、防洪、排水、管線敷設(shè)及土（石）方工程等要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合比較后確定[2]。針對濕陷性黃土地區(qū)豎向設(shè)計(jì)，總結(jié)了以下幾點(diǎn)。

1）雨水排除：濕陷性黃土地區(qū)，當(dāng)采用道路排水時(shí)，道路需要設(shè)計(jì)一定坡度便于排水。道路與場地間設(shè)置擋墻或護(hù)坡時(shí)，道路坡度主要與臺段高差及變坡段長度有關(guān)系，一般坡度較大便于排水；當(dāng)?shù)缆放c場地相連通時(shí)，道路坡度太大不便與周圍場地銜接，坡度太小則不便排水，因此設(shè)計(jì)坡度在0.5%～1%是比較合適的。采用雨水溝排水時(shí)，雨水溝坡度不小于0.5%。

2）建構(gòu)筑物周圍場地：一般場地道路邊緣距離建構(gòu)筑物6m～8m[3]，濕陷性黃土地區(qū)建議距離建構(gòu)筑物7m～9m，建筑物建筑級別為甲乙級時(shí)，還應(yīng)繼續(xù)增大。

在場地問題中，發(fā)運(yùn)廣場是水泥廠出現(xiàn)黃土失陷災(zāi)害的“重災(zāi)區(qū)”。很多設(shè)計(jì)者認(rèn)為地面硬化處理為不透水地面，可以不考慮排水坡度或僅僅考慮了很小的坡度。由于發(fā)運(yùn)廣場面積較大，雨水很難及時(shí)排走，當(dāng)?shù)缆仿访嬉坏┏霈F(xiàn)破壞，雨水滲入基底與黃土接觸，便出現(xiàn)路面塌陷，雨水持續(xù)進(jìn)入塌陷區(qū)，導(dǎo)致塌陷會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大。綜合考慮場地排水及交通運(yùn)輸便利，建議發(fā)運(yùn)廣場的設(shè)計(jì)坡度在0.5%～3%。

三、總圖實(shí)例

a） 工程概況

該項(xiàng)目位于陜西省黃土區(qū)，黃土濕陷等級為Ⅱ級自重濕陷性黃土，一般5m左右厚。項(xiàng)目用地部分為現(xiàn)有廠區(qū)已平整場地，標(biāo)高1036.00，其余為荒坡地，場地標(biāo)高1024.00 ～1050.00。廠外現(xiàn)有一條運(yùn)輸?shù)缆?，還有一條規(guī)劃道路，交通運(yùn)輸便利。

b） 總平面布置

根據(jù)場地地形地勢，結(jié)合總平面設(shè)計(jì)原則，在滿足生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)那闆r下，結(jié)合自然地形條件，考慮以上總圖布置要點(diǎn)，合理確定總平面布置。

（1）首先對廠區(qū)進(jìn)行分區(qū)，在分區(qū)內(nèi)進(jìn)行建構(gòu)筑布置。

整個(gè)廠區(qū)主要分為：原燃料準(zhǔn)備區(qū)、主生產(chǎn)區(qū)、廠前區(qū)共三個(gè)功能分區(qū)。

原燃料準(zhǔn)備區(qū)：位于廠區(qū)的北側(cè)和東側(cè)，根據(jù)地形并結(jié)合工藝流程，采用“L”型布置。原燃料堆棚的長度較大，對地基承載力的均衡性要求較高，總圖布置時(shí)考慮將其布置在挖方區(qū)，呈條形布置。料漿池、清水池等水池構(gòu)筑物，將其布置在廠區(qū)最低處。

主生產(chǎn)區(qū)：位于廠區(qū)的西側(cè)，從北向南“一字形”依次布置，磨機(jī)、燒成系統(tǒng)、儲(chǔ)存庫等重要生產(chǎn)車間布置在挖方區(qū)，減少回填對建構(gòu)筑物的影響?；靥顓^(qū)作為檢修道路、綠化用地或布置一些輕型建構(gòu)筑物。

廠前區(qū)：靠近門口處，方便出行，布置有辦公樓、宿舍、食堂、浴室等子項(xiàng)。地勘資料顯示，此位置濕陷性黃土層厚3m左右，為小山包，場平后黃土無濕陷性，適合布置地下水道管線較多的建筑物。

其他輔助生產(chǎn)設(shè)施如電力室、空壓機(jī)站、中控室、水處理各車間、機(jī)電修、材料庫等根據(jù)功能及場地條件，在生產(chǎn)線周圍布置。其中原料磨電力室布置在原料磨收塵下、水泥磨電力室在水泥磨收塵下、包裝電力室和包裝車間合建，相當(dāng)一部分輔助設(shè)施“住進(jìn)高樓”，從而大大節(jié)省用地[4]。

（2）道路骨架布置

本項(xiàng)目中骨架道路間距103m，建構(gòu)筑物布置比較緊湊。受地形和原有場地標(biāo)高限制，廠區(qū)骨架道路坡度較小，不能作為排雨水通道使用，因此在道路的兩側(cè)（局部一側(cè)）設(shè)置雨水溝。在滿足水泥廠建（構(gòu)）筑物防火間距要求的前提下，盡量加大各建構(gòu)筑物距離道路雨水溝的間距，間距5m～6m，滿足規(guī)范要求。

以上布置，在滿足生產(chǎn)、運(yùn)輸及主要間距要求的前提下，布置緊湊，主要建構(gòu)筑物均布置在挖方區(qū)；建構(gòu)筑物用地范圍內(nèi)，挖方大于填方，余方用于處理廠區(qū)東側(cè)邊溝，擴(kuò)大廠區(qū)可用地邊界，在新的回填區(qū)上進(jìn)行綠化美化廠區(qū)環(huán)境，不進(jìn)行建筑布置。

c） 豎向布置

本工程廠區(qū)豎向設(shè)計(jì)采用臺段式，項(xiàng)目豎向設(shè)計(jì)注意了以下幾點(diǎn)：

（1）雨水排除：項(xiàng)目要求，場地雨水不可以無組織散排，不可以排入東、西、北側(cè)廠外。該項(xiàng)目因地形特點(diǎn)，廠區(qū)依靠道路排雨水無法實(shí)現(xiàn)，需采用明溝排雨水，雨水明溝設(shè)置于道路的兩側(cè)，1031.00臺段的雨水收集到雨水池，用泵通過壓力管道打到主溝，將雨水排出廠區(qū)。雨水溝坡度一般不小于0.5%，困難部位不小于0.3%。

（2）建構(gòu)筑物周圍場地：整個(gè)廠區(qū)的道路設(shè)計(jì)標(biāo)高低于場地建構(gòu)筑物散水標(biāo)高，高差在0.1m～0.5m，道路與建構(gòu)筑之間的場地形成0.5%～6%的坡度，場地多為硬化或進(jìn)行不透水地面處理（0.3m厚3：7灰土）雨水可以順利匯入雨水溝，保證建構(gòu)筑物周圍無積水。發(fā)運(yùn)廣場設(shè)計(jì)如圖所示的排水方向，場地坡度0.6%～1.3%。

四、結(jié)語

總平面布置和豎向設(shè)計(jì)是廠區(qū)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。不同于一般場地，由于黃土地區(qū)的特殊土質(zhì)，總圖運(yùn)輸?shù)目偲矫娌贾煤拓Q向設(shè)計(jì)應(yīng)該更受重視。鑒于以往設(shè)計(jì)的失敗教訓(xùn)及成功經(jīng)驗(yàn)，濕陷性黃土地區(qū)場地排水是關(guān)鍵。文中總結(jié)幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望有助于設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí)參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，GB50025—2004：22-23.

[2]工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國計(jì)劃出版社，GB50187—2012：43.

[3]水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國計(jì)劃出版社，GB50295—2008：附錄A.

[4]孫建，王成鵬.淺析水泥廠總平面創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].中國勘察設(shè)計(jì)，2009（8）：34-37.