化工企業(yè)廠區(qū)道路設(shè)計問題研究

時間:2022-04-14 10:42:32

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化工企業(yè)廠區(qū)道路設(shè)計問題研究

摘要:根據(jù)相關(guān)設(shè)計施工的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,結(jié)合筆者設(shè)計工作經(jīng)驗,從廠區(qū)道路分類、停車視距等6個方面討論了化工企業(yè)廠區(qū)道路平面設(shè)計中常見的問題,從道路結(jié)構(gòu)層次分類及使用條件、鋼筋混凝土路面設(shè)計2個方面討論了化工企業(yè)廠區(qū)道路結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題,分別提出了相應(yīng)的解決思路。

關(guān)鍵詞:化工企業(yè);廠區(qū)道路;道路設(shè)計

隨著社會改革不斷深化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整,為了滿足化工企業(yè)運輸、安全、生產(chǎn)、生活等要求并合理利用土地資源,國家有關(guān)部門了許多與化工企業(yè)廠區(qū)道路設(shè)計有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,對廠區(qū)道路設(shè)計提出了新的要求。筆者結(jié)合常見問題提出比較科學(xué)合理的解決思路,為今后化工企業(yè)廠區(qū)道路的設(shè)計工作提供依據(jù)與參考。

1廠區(qū)道路平面設(shè)計中常見的問題及解決思路

化工企業(yè)廠區(qū)道路設(shè)計是化工企業(yè)運輸設(shè)計的一部分,我國大部分化工企業(yè)主要靠汽車運輸,這也是最常見的運輸方式。部分集中規(guī)劃的工業(yè)園區(qū)以及沿河沿海的化工企業(yè)的運輸方式還有水路運輸、鐵路運輸、管道運輸和棧橋運輸。在化工企業(yè)廠內(nèi)道路設(shè)計中,首先要了解當(dāng)?shù)剡\輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀與規(guī)劃以及當(dāng)?shù)刈匀粭l件與基礎(chǔ)設(shè)施條件等因素,選擇能適應(yīng)生產(chǎn)要求、投資省、運營費低、效率高、連續(xù)性強和安全可靠的運輸方式。然后根據(jù)貨物性質(zhì)、流向、年運輸量、到發(fā)作業(yè)條件(若場區(qū)地形起伏較大,在可行性研究階段還應(yīng)該結(jié)合豎向設(shè)計),進(jìn)行廠區(qū)道路的平面設(shè)計,要做到運行順暢、布局合理、避免貨物流向的迂回和折返,使廠內(nèi)外運輸、裝卸、儲存形成一個完整的運輸體系。

1.1廠區(qū)道路分類

按使用頻率由高到低,廠區(qū)道路可分為主干道、次干道、支道和車間引道。其中,依據(jù)GBJ22—1987廠礦道路設(shè)計規(guī)范,主干道的定義為連接廠區(qū)主要出入口的道路或交通運輸繁忙的全廠性主要道路[1]。在其他相關(guān)規(guī)范中對主干道的定義也基本參考此規(guī)范。在設(shè)計工作中,考慮到廠區(qū)平面布置的美觀和設(shè)計的簡便,經(jīng)常把環(huán)廠道路看作主干道,一個大型化工企業(yè)的環(huán)廠道路寬度一般要求為12m。然而在實際生產(chǎn)過程中,大部分環(huán)廠道路的使用頻率并不高,只是作為臨時的物料運輸通道和消防通道。在這樣的情況下12m的寬度過于浪費,不符合目前國家提出的合理利用工業(yè)用地原則。同時,依據(jù)GB50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范以及其他相關(guān)設(shè)計規(guī)范,主干道與周圍具有一定危險性的建構(gòu)筑物的間距要求比其他種類道路與有危險性的建構(gòu)筑物的間距要求要高很多,對廠區(qū)建構(gòu)筑物的平面布置要求很高,這也降低了土地的利用率[2]。在設(shè)計工作中,應(yīng)該結(jié)合廠區(qū)將來生產(chǎn)生活的實際情況,預(yù)先明確主干道和次干道的范圍,合理安排道路寬度,不能將廠區(qū)的環(huán)廠道路全部看作主干道。

1.2道路交叉口路面內(nèi)邊緣轉(zhuǎn)彎半徑

交叉口路面內(nèi)邊緣轉(zhuǎn)彎半徑與按使用頻率劃分的道路類別有關(guān),在GB50489—2009化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范及其他相關(guān)規(guī)范中均有類似的規(guī)定。要注意的是道路內(nèi)邊緣轉(zhuǎn)彎半徑最小為6m,而且應(yīng)以3m遞增,除特殊情況外,最好不要出現(xiàn)7m或8m這樣的半徑[3]。依據(jù)最新的GB50984—2014石油化工工廠布置設(shè)計規(guī)范,供消防車通行的道路路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑不應(yīng)小于12m[4],比以往的規(guī)范更加嚴(yán)格,這是為了適應(yīng)近幾年來工業(yè)區(qū)消防車大型化的趨勢。由于廠區(qū)內(nèi)規(guī)劃的道路都應(yīng)滿足作為消防道路的要求,因此筆者建議在設(shè)計過程中除單獨的人行道、裝置內(nèi)的消防道路、車間引道和生活區(qū)道路外,其他道路的轉(zhuǎn)彎半徑均為12m,以滿足規(guī)范要求。

1.3停車視距

停車視距在設(shè)計過程中經(jīng)常被忽視,這有兩方面原因,一是設(shè)計工作者對實際的廠區(qū)生產(chǎn)生活不太熟悉,二是停車視距對總圖的平面布置影響很小。依據(jù)SH/T3023—2005石油化工廠內(nèi)道路設(shè)計規(guī)范及其他相關(guān)規(guī)范,結(jié)合實際工作經(jīng)驗可知,如果道路的內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑為12m,那么在總圖平面設(shè)計中可以用線段連接轉(zhuǎn)彎內(nèi)邊緣的起止點,只要建構(gòu)筑物的外邊緣不超過該線段,且該線段與轉(zhuǎn)彎內(nèi)緣圍成的地塊內(nèi)禁止種植阻擋視線的植被,就可以滿足規(guī)范的要求[5]。該方法簡單易行,可避免在設(shè)計工作中遺漏停車視距問題。

1.4消防道路最小寬度

在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中,消防道路的寬度有兩種規(guī)定,一種是不應(yīng)小于4m,另一種是不應(yīng)小于6m。剛開始從事化工企業(yè)廠區(qū)規(guī)劃設(shè)計的工作人員很容易將這兩個概念混淆。依據(jù)GB50160—2008石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范及其他相關(guān)規(guī)范,在廠區(qū)規(guī)劃平面設(shè)計中,應(yīng)該用道路將裝置分割成占地面積不大于10000m2的地塊,當(dāng)裝置占地面積大于10000m2且小于20000m2時,在設(shè)備、建構(gòu)筑物四周應(yīng)設(shè)環(huán)形道路,其寬度不應(yīng)小于6m,而裝置內(nèi)的消防道路的寬度不應(yīng)小于4m[6]。結(jié)合對其他標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的理解,可知每個裝置區(qū)的占地面積是有限制的。當(dāng)某裝置區(qū)的占地面積超過限制但是由于工藝要求等原因不能人為將該裝置區(qū)拆分時,可在該裝置區(qū)中間增設(shè)一條消防道路,其寬度不應(yīng)小于4m,該道路可考慮為單行線。在裝置區(qū)內(nèi)布置設(shè)備、建構(gòu)筑物時就應(yīng)該考慮設(shè)置消防道路,而在廠區(qū)平面規(guī)劃圖中可不必體現(xiàn)該消防道路。目前我國大部分化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝都比較成熟,從生產(chǎn)安全角度考慮,裝置區(qū)面積一般不超過10000m2,在此情況下沒有必要設(shè)置裝置區(qū)內(nèi)的消防道路,因而廠區(qū)消防道路的最小寬度為6m。

1.5廠區(qū)道路與部分建構(gòu)筑物間距要求

廠區(qū)道路與建構(gòu)筑物間距可參考GB50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范及其他相關(guān)設(shè)計規(guī)范,筆者著重強調(diào)在設(shè)計過程中容易被忽視的間距要求。1)主干道與中心控制室的間距要求。在已廢止的標(biāo)準(zhǔn)HG/T20508—2000控制室設(shè)計規(guī)范中規(guī)定:中央控制室不宜靠近廠區(qū)交通主干道,如不可避免時,控制室最外邊軸線距主干線中心的距離不應(yīng)小于20m。在HG/T20508—2014控制室設(shè)計規(guī)范中,該規(guī)定雖已被取消[7],但考慮到中心控制室中的設(shè)備不宜發(fā)生振動,在平面布置中若沒有采取相應(yīng)預(yù)防措施,仍應(yīng)該要求控制室最外邊軸線距主干線中心的距離不小于20m。2)廠內(nèi)道路與冷卻塔的間距要求。以機械通風(fēng)塔為例,其與廠內(nèi)道路的間距要求可參考GB50984—2014石油化工工廠布置設(shè)計規(guī)范以及其他相關(guān)規(guī)范。雖然各規(guī)范表中的數(shù)值相同,但注釋不同。根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗,應(yīng)該以該規(guī)范為準(zhǔn),因為該規(guī)范的規(guī)定是比較詳細(xì)和明確的。需要注意的是冷卻塔的類型(如鋼筋混凝土框架機械通風(fēng)冷卻塔和玻璃鋼冷卻塔)、冷卻塔的大小(按單位時間處理水量的大小劃分)以及冷卻塔周圍是否采取圍護(hù)等都對廠內(nèi)道路與冷卻塔的間距要求產(chǎn)生影響。

1.6廠內(nèi)道路與地下管網(wǎng)之間的相互影響

在預(yù)留廠內(nèi)道路邊緣與周圍建構(gòu)筑物的間距時,除了生產(chǎn)安全方面的考慮,還要注意為地下管網(wǎng)的布置留下適當(dāng)?shù)目臻g。尤其是在化工企業(yè)中,為了便于檢修,地下管網(wǎng)一般布置在道路兩側(cè),除非環(huán)境限制,否則一般不會將管網(wǎng)埋設(shè)在道路下。根據(jù)企業(yè)的工藝流程,在設(shè)計中應(yīng)提前規(guī)劃好工藝循環(huán)水管道、生活水管道、污水管道、消防水管道等的位置,根據(jù)經(jīng)驗確定管徑,并根據(jù)規(guī)范確定管與管、管與建構(gòu)筑物基礎(chǔ)之間的凈距,使預(yù)留的地下空間能滿足地下管網(wǎng)布置的需求并節(jié)約用地[8]。當(dāng)?shù)叵鹿芫€穿越道路時,管頂至路面結(jié)構(gòu)層底的垂直凈距不應(yīng)小于0.5m,當(dāng)不滿足該要求時應(yīng)加防護(hù)套管或設(shè)管溝[3]。管頂最小覆土深度為:人行道下0.6m,車行道下0.7m[9]。經(jīng)過綜合考慮,確定在設(shè)計過程中穿越道路的地下管道最小覆土深度為0.7m。在設(shè)計工作中容易忽略相關(guān)施工及驗收規(guī)范中的規(guī)定[10],為了安全起見,建議將車行道下管頂最小覆土深度定為1m,在有重型車輛經(jīng)過的地方加防護(hù)套管或設(shè)管溝以保證管道不被壓壞。

2廠區(qū)道路結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題及解決思路

在化工企業(yè)廠內(nèi)運輸?shù)缆飞希瑸榉乐孤访媸艿剿釅A腐蝕,一般采用混凝土路面,廠前區(qū)可采用瀝青路面。以下主要介紹鋼筋混凝土路面的道路在設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題。

2.1道路結(jié)構(gòu)層次分類及使用條件

道路結(jié)構(gòu)由下到上各層的區(qū)分和定義在不同規(guī)范和圖集中規(guī)定雖然相似,但也各有差異。結(jié)合規(guī)范和筆者的工作經(jīng)驗,道路結(jié)構(gòu)由下到上可分為路基、墊層、底基層、基層、聯(lián)接層、面層[11-12]。在設(shè)計及施工過程中,路基和墊層的材料可能相同,基層和底基層的材料也可能相同。因為相關(guān)規(guī)范已對使用墊層和底基層的情況有所規(guī)定,但在設(shè)計中經(jīng)常被忽略,所以應(yīng)注意道路的使用情況和地質(zhì)條件,使道路結(jié)構(gòu)分層簡單合理。道路結(jié)構(gòu)材料的選用既要滿足規(guī)范的要求,也要結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕そ?jīng)驗和實際情況,使設(shè)計成品達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的水平。

2.2鋼筋混凝土路面設(shè)計中可能遇到的問題

在化工企業(yè)的運輸?shù)缆飞希瑸榉乐钩两岛土芽p,一般采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層。接縫的設(shè)置在GBJ22—1987廠礦道路設(shè)計規(guī)范和JTGD40—2011公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范中均有規(guī)定,在設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先遵循后者[13]。為方便排水,道路斷面有單坡道和雙坡道兩種形式。該規(guī)范要求混凝土面板的最大寬度為4.5m。為了方便施工,根據(jù)筆者總結(jié)的設(shè)計經(jīng)驗,寬度小于等于4.5m的道路應(yīng)為單坡道,寬度大于4.5m的道路應(yīng)為雙坡道。

3結(jié)束語

對每一項工程而言,化工企業(yè)廠區(qū)道路的設(shè)計工作都具有獨立性,不僅要處理的問題各不相同,而且影響因素也非常復(fù)雜。在設(shè)計施工管理過程中,需要因地制宜,認(rèn)真分析,精心處理。通過綜合考慮具體工程地質(zhì)條件、現(xiàn)場施工條件、道路等級標(biāo)準(zhǔn)等因素,在進(jìn)行充分研究論證后,選擇最為合適的廠區(qū)道路設(shè)計與施工方案。同時,通過不斷實際探索,總結(jié)出更多經(jīng)濟(jì)有效、科學(xué)合理的設(shè)計與施工方法。隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,政府和市場對化工行業(yè)都提出了更高的要求。廠內(nèi)道路設(shè)計是化工行業(yè)設(shè)計的重要組成部分,只有嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行設(shè)計,及時總結(jié)成功的設(shè)計方法、問題處理措施,才能設(shè)計出經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著、質(zhì)量優(yōu)良的廠內(nèi)道路。

作者:張雷鋒 單位:北京眾聯(lián)盛化工工程有限公司太原分公司

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