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第 3 2 卷 第 4 期 2 0 0 5 有色金属设计 N0NF E RRoU S ME TA I 5 D Es 1 GN V0 1 ．3 2 N o．4 2 0 0 5 厂区地形与总图设计之探讨 王时芬 贵阳铝镁设计研究院 ，贵州贵阳5 5 0 0 0 4 摘要指出在山地建厂与平坦地建厂有诸 多的不同。本文结合一些具体工程实例，对二 者在厂区总平面和竖向设计、土石方工程、管网、排水和防排 洪、环保等设计以及厂区景观等 方面，进行了对照、比较分析，并提出了在山地建厂需采取的技术方法和应注意的问题。 关键词山地；平坦地；厂区地形；总图布置；竖向设计 中图分类号T U 1 9 8 ， 1 ，T F 0 8 1 文献标识码B 文章编号1 0 0 4 2 6 6 0 2 0 0 5 0 4 一 O O 6 2 0 4 S i t e T o p o g r a p h y a n d Ge n e r a l L a y o u t De s i g n NG S h i f e n G u i y a n g A l u m i n u mMa g n e s i um D e s i g nR e s e a r c h I n s t i t u t e ，G u i y a n g 5 5 0 0 0 4 ，C h i n a Ab s t r a c t I t i n d i c a t e s t h a t t h e r e i s q u i t e d i ff e ren t w h e n b u i l d i n g a p l a n t i n mo u n t a i n 1 and and i n fl a t l and ．T h e p a p e r ，b a s e d o n s o m e p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g p r o j e c t s b u i l t i n s u c h t w o t y p e s o f l and ， ma k e s c o mp a r i s o n s and a n a l y s i s o n g e n e r a l l a y o u t and v e r t i c al d e s i g n， e a r t h w o r k ， p i pel i n e ， w a t e r d r a i n a g e ， fl o o d p rev e n t i o n an d d i s c h a r g e ， e n v i ron me n t a l p rot e c t i o n and s i t e l a n d s c a pe ， an d ree o m- me n d s s o me t e c h n i c a l s o l u t i o n n e e d t o b e a d o p t e d w h e n b u i l d i n g a p l ant i n mo u n t a i n l and a n d p rob l e ms t o be p a i d a t t e n t i o n t o ． Ke y wo r d s Mo u n t ain l an d ；fl a t l a n d；s i t e t o p o g r a p h y ；g e n e r a l l a y o u t ，v e r t i c al d e s i gn 土地是人类赖以生存的场所，是有限的 自然资源 ，是农业生产的基本资料 ，是开展 各类工程项 目 建设的重要基础。据最近的有 关资料报道，我国的耕地只占国有土地的 1 4 ％左 右 ，人 均 占有耕地 约 1 1 0 0 m 2 ，只有 世界人均值的 1 ／ 3 。 “ 十分珍惜、合理利用 土地和切实保护耕地”是我国的基本国策。 中共中央国务院于 1 9 9 7年 5月颁发了 关 于土地管理切实实行保护耕地的通知 ，通 知中要求严格控制各类建设占地，特别要控 制占用耕地、林地，少占好地，充分利用现 有的建设用地和废弃地等。为了贯彻国务院 通知的精神，节约土地，给子孙后代留下赖 以生存的物质基础，是当今设计工作者义不 * 收稿 日期 2 0 0 51 1 0 1 作者简介王时芬 1 9 6 4 一 ，女，重庆人，高级工程师，主要从事总图运输设计工作， 维普资讯 第4 期 王时芬厂区地形与总图设计之探讨 6 3 容辞的责任 。 如何节约土地具体到总图运输设计专业 的厂址选择上，就要求尽量选择山地、荒 地，以及各种现有的建设用地和废弃地，作 为厂址的首选之地。我院从 2 0 世纪 8 0 年代 初开始至今，在山区建设工程方面取得了一 定的成绩，出现了一些在山区建厂的典型事 例，如贵州铝厂、云南铝厂、青海桥头铝 厂 、河南中孚铝厂 、四川阿坝铝厂、广兴铝 业、重庆涪陵铝厂、重庆铝厂 、遵义铝厂 、 重庆平和铝厂等。山区建厂与在平原地区建 厂有其独特之处，也存在诸多困难和问题， 设计中需进行多方面的考虑，充分、合理地 利用其有利因素，化弊为利。下面结合山区 建厂的经验，对地形与总图布置的关系进行 一 些探讨。 l 厂区地形与总平面设计及竖 向设计 工厂总平面设计是对厂区场地范围内的 建筑物、构筑物、露天堆场、运输线路、管 线、绿化及美化设施等，作全面合理地相互 配置，并综合利用环境条件，创造出符合工 厂生产需要的统一的建筑群体。 工厂所处的场地条件及周围建筑、环境 的关系， 对总平面布置有着直接的影响。一 般情况下，在地形平坦地区，总平面布置较 灵活 ，也容易得多。但在物料输送方面，就 不能够象山地建厂那样可利用地形高差来实 现物料自流输送，或减少提升高度，以达到 节约基建投资，减少运营成本的目的。另 外，平坦地区，一般多为良田好土，有悖于 保护耕地的精神；人口相对较为集中 也有 特殊情况 ，厂址的土地征购费用较高，人 口和民房搬迁较多， 基建投资增加。 平坦地区厂区的竖向布置比较单一，基 本上都是采用平坡式布置。 在山区建厂，总平面布置受地形、地 势、地质、气象、水文等自然条件的影响和 制约很大，要布置好全厂总平面，就需要掌 握好场地的特点，结合工厂生产工艺流程， 总图布置与竖 向设计密切结合 。山地工厂总 平面布置，多采用沿山顺坡成组集中布置形 式，充分利用山地、坡地、少 占良田好土 多数情况下能使工艺流程顺畅，管线短捷 ， 节省用地，也利用于排洪和厂区内场地排 水 。 在山区建厂，厂区纵向一般是沿等高线 布置， 横向则相应垂直于等高线，竖向设计 多采用台阶式布置，以减少土石方工程量。 我院设计的山地建厂的竖向设计多为台阶式 布置形式，台阶的高差随地形而异，主要生 产车间尽量集中布置在一个或几个大台阶 上，其它辅助车间则因地制宜地布置在小台 阶上。如重庆某铝厂根据厂区地形情况和工 艺流程，在厂区内共设 5 个台阶，台阶高差 从 2 l O m不等，大大地减少了土石方工程 量 ，同时又满足了工艺流程的需要。河南某 铝厂炭素片区由高到低分别布置原料库、煅 烧、中碎配料、混捏成型、焙烧车间等，从 原料库到焙烧车间整个高差达 1 1 ． 5 m，有效 地利用了地形，减少物料的相对提升高度， 以减少运输功能消耗，从而降低生产运营 费，生产成本随之降低。 此外，一栋厂房也可以利用地形设计成 台阶型厂房 ，如四川某铝厂电解厂房在保证 电解槽操作面在同一标高的基础上，根据地 形将操作面以下做成 3 个台阶型多层建筑， 作为辅助生产车间和生活室，充分利用了地 形，增加了建筑面积， 减少了为布置辅助生 产车间和办公室的征地，也减少了土石方工 程量 ，同时，因电解厂房的基础及柱子必须 深入到地层以下一定深度，通过整体利用操 作面以下的空间，无形中也利用了电解厂房 的楼面、地坪、柱子和基础 ，减少了辅助生 产车间和办公室的土建工程量，节约了基建 投资。 维普资讯 有色金属设计 第 3 2 卷 2 厂 区地形与土石方工程 工厂总图布置设 计 中的竖 向设计之一 ， 就是确定事项布置形式和平土方式，计算场 地土石方工程量 ，并考虑土石方 的调配与平 衡。 平坦场地厂区的自然地形高差较小，竖 向布置多采用平坡式，场地土石方工程量不 会大，只要竖向标高确定得合适 ，厂区的土 石方工程量很容易达到平衡，不存在大挖、 大填的情况，基建投资省。平坦场地厂址的 竖向标高有时受外部条件的影响，也有造成 土石方工程量大 的情况 ，如河南某炭素厂 ， 厂区场地 自然地面坡度小于 0 ． 3 0 ％，而且 四周的场地均较该场地高，厂区排水困难， 而且存在被淹的可能。场地标高不得不全部 抬高 ，填方量约 3 0万 m 3 ，由于处于平原地 区，均为 良田好土 ，取土相当困难 。 山区地形的特征是，具有陡坡和大的高 差 ，工厂 的竖 向布置和 土石方 的调 配与平 衡 ，就显 得尤为 重要 。厂 区的土石方 工程 量，根据地形情况和外部条件，需尽量做到 填挖方平衡 ，同时又避免大挖 、大填。但在 大多数情况下 ，山区建厂特别是坡度较陡的 山地，因受地形条件，外部交通运输线路标 高、防排洪的要求等因素影响，土石方平衡 很难做到。在这种情况下， 设计中就应考虑 土石方工程施工的综合经济效益，化弊为 利，合理地进行土石方调配。 根据已有的工程建设经验，土石方工程 中应尽量避免填土过深，以免加深建构筑物 基础砌筑深度，造成工程投资增加。在多数 情况下，挖方多于填方较为有利。如多余的 挖方可以外弃造田、造地，或用于修筑堤坝 和道路。当厂区地质为岩石时，平整场地所 开挖的石料可就地作为建筑材料使用。这样 一 来 ，既省了另外征地取石料 或外购的 费用 ，又省了石料运至厂区的运输费用 ，同 时，也能使厂区总图布置和竖向设计更趋合 理 如台阶高度可尽量降低， 道路坡度相应 减小 ，厂区的挡土墙还可以利用所开挖的 石料砌筑。另外，挖方区的建构筑物基础深 度较填方区小，基建投资也相应减少。涪陵 铝厂的场地，自然地形高差较大，为 3 5 ～ 4 0 m， 通过做成 5 个台阶，一、二期工程挖 方量约 l 1 万 m 3 ，填方量约 6万 m 3 ，场地地 质基本为硬质砂岩。施工中所开挖的石料全 部作为建筑材料使用，既不用外购石材，也 不用考虑弃土场地 ，整个场地 的总图布置和 竖向设计也较合理，可谓一举多得。 挖方多于填方有其有利之处，但也存在 一 些其它问题。如挖方需花费大量的机械工 程量、人工工程量，以及消耗一定量的炸药 等，另外，管线施工的难度也增加不少。以 上利弊需进行全面地综合考虑，才能做出合 理的总图设计。 3 厂 区地形与管线设计 山区建厂的厂区场地，存在着一定的坡 度，道路坡度也比平坦地形厂区要大，自 流 管线 无压系统如生产、生活排水管、雨 排水管等管道的流速，也随之增大，因而增 加了排放能力，从而可以缩小管径，节省基 建投资；场地存在一定坡度，管线顺场地坡 度敷设 ，埋深较平原地区小 ；工厂所需的生 产、生活给水，也可以利用自然地形构建高 位水池，增加水压，从而减少泵的投人，节 省基建投资，减少生产运营费。当然，山区 建厂地形复杂，厂区道路不如平原地区建厂 的厂区道路规整，特别是在挖石方区域，管 线布置和管线施工较困难，但平原地区因受 场地的坡度限制，管线的埋设深度较大。 4 厂 区地形与厂 区排水及防排 洪 不论是平原地区建厂，还是山地建厂 ， 厂区的排水问题都是非常重要的。在平原地 区建厂 ，暴雨季节厂区很容易发生内涝 ，如 维普资讯 第4 期 王时芬厂区地形与总图设计之探讨 6 5 河南某炭素厂、山东某铝厂等，为保证厂区 的正常生产，厂区的雨排水只能采用集中式 排至排水泵站，再通过泵将雨水提升排至厂 区外。这样 ，一方面基建投资加大，另一方 面生产运营成本高。 在山地建厂，由于场地存在高差，雨水 排泄较顺畅，且基本为分散式排水，不存在 内涝问题。但山地厂址四周存在地表径流系 数大、山洪汇水量大的问题 ，暴雨洪水对厂 区存在很大威胁。如何防治和解决山洪危 害，确保安全生产，是山地建厂的一个突出 问题 。 山区洪水来势凶猛，如果处理不当， 将 会对工厂厂区形成严重威胁。处理山洪的措 施，主要采用 “ 宜顺不宜挡”“ 宜分不宜集” 的原则，即采用开挖排洪沟 、截洪沟等方 式，将厂区内的洪水引至厂外天然水体。在 排洪沟与截洪沟的设计中，可以经济合理地 与厂区雨排水结合起来，统一考虑，以减少 基建投资。如重庆铝厂，厂区内的雨排水通 过道路上的雨水 口，排人敷设在道路下的排 洪沟内，节省了部分排水管的投资；贵州铝 厂的排洪沟 ，其中一部分敷设在整流变电所 的道路下，排洪沟的作用除了排泄厂区东部 围墙外约 6 0 h m 2 左右的汇水面积的洪水外， 还承担了厂 区内，一半厂区面积 的雨排水 。 一 沟两用 ，大大地节省 了雨水管 的工 程投 资，同时，也减少了排洪沟在厂外敷设的征 地问题。 5 厂 区地形与环境 在自然环境的诸多因素中，地形的构造 及海拔高程，对用地的日 照、温湿度、风力 风向、噪声和污染物质在大气中传播的影 响，对于形成厂区周围的环境卫生状况 ，起 着决定性 的作用。 工厂对环境污染而造 成的危害主要有 大气污染、水蛭污染、土壤污染、噪声污染 等等， 其中，大气环境与总图布置关系最为 密切。具体讲就是，厂址所处的位置、地形 情况、气象参数等，决定了工厂对环境的大 气污染程度。 污染物对大气的污染程度 ，取决于大气 本身的扩散能力，影响大气污染物输送、扩 散的主要气象因素有，风与湍流、逆温等。 地形构造对用地的风向有很大的影响 ，地形 的组成与形态，能造成地区性的大气循环 山谷风与微 山风 。平原地区一般不会有小 气候的特殊变化，工厂总图布置设计时，根 据厂区所在地区的气象资料，将厂址布置在 城市和居民区主导风向的下风向，或最小风 频的上风侧，同时考虑合理的高烟囱， 对城 市和居民就不会产生什么影响。在山区建 厂，气候与地形相互作用，会对地区的主导 风向与风速产生变化而形成小气候 山谷风 与微 山风 。在厂址确定 与总图布置时 ，就 需要认真分析小气候，合理利用山谷风。建 高烟囱时，降低污染区空气中的有害物质浓 度的主要措施之一，就是在坡地建厂，可以 充分利用地形， 将烟囱建于厂区地势较高的 山坡或山顶，以此来相对降低烟囱的建筑高 度，节省工程基建投资。 6 厂 区地形与厂 区景观 工厂地形为平原地区时，工厂景观面貌 通常只局限于观瞻者附近的建筑物、厂区道 路的建筑外形透视上。这些景物的深度和广 度都较小。而在山区建厂，可见范围明显增 大。有资料表明，当观测者仅高出能观测物 或反过来2 5 m时，理论上的能见距离就 增加 2 0 k m 。在复杂地形环境中，建筑排列 线也不再处处限制视野，转而成为广阔的厂 区空间灵活建筑艺术构图的手段。 具有独特风貌的地形和有特色的建构筑 物 如斜坡、悬崖、峭壁、错层房屋、吊脚 建筑、挡土墙、梯道、护坡等 ，使厂区面 貌丰富多彩和具有个性 。同时 ，在边坡和挡 下转第7 7 页 维普资讯 第 4 期 李雪林，谢贤平关于安全评价法选择的探讨 7 7 4 ． 6 评价对象的系统与局部 评价 工作要 十分 注意 系统 与局部 的关 系，各个元素的最优并不等于系统的最优。 因为系统的整体安全度并不等于各个部分安 全度的代数和。所以，选择评价方法时， 要 注意被评价项 目系统和局部的关系 ，既要能 体现各个部分的安全状况，又要能准确地反 映出系统的安全状况。 5 结语 现阶段安全评价方法有几十种之多，但 各种评价方法都有它们 的特点及适用范 围。 由于安全评价工作 的多样性及复杂性 ，就不 能用一种现成的、统一的评价方法 ，去完成 不同内容的安全评价工作。应根据评价对象 的实际情况、特征、具体条件、评价 目的， 进行分析、比较，慎重选择评价方法，必要 时 ，要选择多种评价方法对同一个评价对象 进行安全评价，使其互为补充、相互验证， 分析综合，以提高安全评价结果的公正性 、 准确性。 参考文献 [ 1 ]国家安全生产监督管理局．安全评价 [ M ] ．北京 煤炭工业出版社 ，2 0 0 2． [ 2 ]王亚军．2 0 0 5 年 1 3 月国内安全事故统计分析 [ J ] ． 安全与环境学报，2 0 0 5 ， 3 6 4 6 6 ． [ 3 ]王小群．工业企业常用安全评价方法概述 [ J ] ．铁道 劳动安全卫生与环保， 2 0 0 3 ， 2 9 0 9 2 ． [ 4 ]施式亮．安全评价方法与安全评价技术综述 [ J ] ．湘 湮 矿 、 I 举 院学 报 ．2 0 0 2 f 4 1 ．68 ． 上接第 6 1页 短期刚度 B 0 ． 8 5 E c l o 长期刚度 B _ 考虑预加应力长期作用的影响，将计算 求得的预加力反拱值乘以增大系数 2 ． 0 。 按荷载效应标准组合，并考虑荷载长期 作用影响的刚度 B进行计算，所求得挠度 与预应力作用下反拱值之差 s I o ／ 4 0 0 ，满足 要求 。 3 结语 该工程多功能厅跨度及荷载均较大 ，为 了使结构既经济又安全，楼面大梁设计应遵 循 以下原则 1 配一定数量的预应力钢筋，保证结 构在最不利活荷载作用下 ，楼面不出现反拱 裂缝 ； 2 预应力钢筋和非预应力钢筋的配置 满足强度的要求 ； 3 出于安全考虑，梁的配筋按矩形截 面设计。 本工程于 2 0 0 2年 1 0月建成投入使 用 ， 反映良好 ，且获得中国有色金属工业部级结 构专业优秀设计三等奖。 参考文献 [ 1 ]G B S 0 0 1 0 2 O O 2 ，混凝土结 构设计规范 ． [ 2 J J G J ／ 1 9 2 9 3 ，无粘结预应力混凝土结构技术规程． [ 3 】施岚青，陈嵘 ．预应力混凝土实用技术 [ M] ．北 京 中国建筑工、 出版社 ．2 0 0 4 ． 上接第 6 5页 土墙等处开辟的立体绿化，使厂区的绿化环 境更具特色。富有立体感。而在平原地区， 厂区内则无法实现和呈现出这一幕丰富多彩 的景色。 7 结语 充分利用山地进行合理的总图运输设 计，是以选择一个合适的厂址作为前提。厂 址被确定后，在工厂总图设计中，处理好工 厂生产工艺流程与地形利用关系的同时，要 认真处理山地建厂中存在的，诸如工程地 质 、水文地质 、运输 、土石方工程、厂区防 排洪等问题，并采取合适的布置方法和有效 的工程技术措施。就能将工厂的建构筑物及 设施，设计成既经济又合理的佳作。 维普资讯