化工企業廠區道路設計問題研究

時間:2022-04-14 10:42:32

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化工企業廠區道路設計問題研究

摘要:根據相關設計施工的標準與規范,結合筆者設計工作經驗,從廠區道路分類、停車視距等6個方面討論了化工企業廠區道路平面設計中常見的問題,從道路結構層次分類及使用條件、鋼筋混凝土路面設計2個方面討論了化工企業廠區道路結構設計中的常見問題,分別提出了相應的解決思路。

關鍵詞:化工企業;廠區道路;道路設計

隨著社會改革不斷深化和產業結構不斷調整,為了滿足化工企業運輸、安全、生產、生活等要求并合理利用土地資源,國家有關部門了許多與化工企業廠區道路設計有關的標準與規范,對廠區道路設計提出了新的要求。筆者結合常見問題提出比較科學合理的解決思路,為今后化工企業廠區道路的設計工作提供依據與參考。

1廠區道路平面設計中常見的問題及解決思路

化工企業廠區道路設計是化工企業運輸設計的一部分,我國大部分化工企業主要靠汽車運輸,這也是最常見的運輸方式。部分集中規劃的工業園區以及沿河沿海的化工企業的運輸方式還有水路運輸、鐵路運輸、管道運輸和棧橋運輸。在化工企業廠內道路設計中,首先要了解當地運輸系統的現狀與規劃以及當地自然條件與基礎設施條件等因素,選擇能適應生產要求、投資省、運營費低、效率高、連續性強和安全可靠的運輸方式。然后根據貨物性質、流向、年運輸量、到發作業條件(若場區地形起伏較大,在可行性研究階段還應該結合豎向設計),進行廠區道路的平面設計,要做到運行順暢、布局合理、避免貨物流向的迂回和折返,使廠內外運輸、裝卸、儲存形成一個完整的運輸體系。

1.1廠區道路分類

按使用頻率由高到低,廠區道路可分為主干道、次干道、支道和車間引道。其中,依據GBJ22—1987廠礦道路設計規范,主干道的定義為連接廠區主要出入口的道路或交通運輸繁忙的全廠性主要道路[1]。在其他相關規范中對主干道的定義也基本參考此規范。在設計工作中,考慮到廠區平面布置的美觀和設計的簡便,經常把環廠道路看作主干道,一個大型化工企業的環廠道路寬度一般要求為12m。然而在實際生產過程中,大部分環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用地原則。同時,依據GB50016—2014建筑設計防火規范以及其他相關設計規范,主干道與周圍具有一定危險性的建構筑物的間距要求比其他種類道路與有危險性的建構筑物的間距要求要高很多,對廠區建構筑物的平面布置要求很高,這也降低了土地的利用率[2]。在設計工作中,應該結合廠區將來生產生活的實際情況,預先明確主干道和次干道的范圍,合理安排道路寬度,不能將廠區的環廠道路全部看作主干道。

1.2道路交叉口路面內邊緣轉彎半徑

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

1.3停車視距

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

1.4消防道路最小寬度

在相關的標準與規范中,消防道路的寬度有兩種規定,一種是不應小于4m,另一種是不應小于6m。剛開始從事化工企業廠區規劃設計的工作人員很容易將這兩個概念混淆。依據GB50160—2008石油化工企業設計防火規范及其他相關規范,在廠區規劃平面設計中,應該用道路將裝置分割成占地面積不大于10000m2的地塊,當裝置占地面積大于10000m2且小于20000m2時,在設備、建構筑物四周應設環形道路,其寬度不應小于6m,而裝置內的消防道路的寬度不應小于4m[6]。結合對其他標準與規范的理解,可知每個裝置區的占地面積是有限制的。當某裝置區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拆分時,可在該裝置區中間增設一條消防道路,其寬度不應小于4m,該道路可考慮為單行線。在裝置區內布置設備、建構筑物時就應該考慮設置消防道路,而在廠區平面規劃圖中可不必體現該消防道路。目前我國大部分化工企業的生產工藝都比較成熟,從生產安全角度考慮,裝置區面積一般不超過10000m2,在此情況下沒有必要設置裝置區內的消防道路,因而廠區消防道路的最小寬度為6m。

1.5廠區道路與部分建構筑物間距要求

廠區道路與建構筑物間距可參考GB50016—2014建筑設計防火規范及其他相關設計規范,筆者著重強調在設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。在已廢止的標準HG/T20508—2000控制室設計規范中規定:中央控制室不宜靠近廠區交通主干道,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小于20m。在HG/T20508—2014控制室設計規范中,該規定雖已被取消[7],但考慮到中心控制室中的設備不宜發生振動,在平面布置中若沒有采取相應預防措施,仍應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)廠內道路與冷卻塔的間距要求。以機械通風塔為例,其與廠內道路的間距要求可參考GB50984—2014石油化工工廠布置設計規范以及其他相關規范。雖然各規范表中的數值相同,但注釋不同。根據筆者的工作經驗,應該以該規范為準,因為該規范的規定是比較詳細和明確的。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等都對廠內道路與冷卻塔的間距要求產生影響。

1.6廠內道路與地下管網之間的相互影響

在預留廠內道路邊緣與周圍建構筑物的間距時,除了生產安全方面的考慮,還要注意為地下管網的布置留下適當的空間。尤其是在化工企業中,為了便于檢修,地下管網一般布置在道路兩側,除非環境限制,否則一般不會將管網埋設在道路下。根據企業的工藝流程,在設計中應提前規劃好工藝循環水管道、生活水管道、污水管道、消防水管道等的位置,根據經驗確定管徑,并根據規范確定管與管、管與建構筑物基礎之間的凈距,使預留的地下空間能滿足地下管網布置的需求并節約用地[8]。當地下管線穿越道路時,管頂至路面結構層底的垂直凈距不應小于0.5m,當不滿足該要求時應加防護套管或設管溝[3]。管頂最小覆土深度為:人行道下0.6m,車行道下0.7m[9]。經過綜合考慮,確定在設計過程中穿越道路的地下管道最小覆土深度為0.7m。在設計工作中容易忽略相關施工及驗收規范中的規定[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,在有重型車輛經過的地方加防護套管或設管溝以保證管道不被壓壞。

2廠區道路結構設計中的常見問題及解決思路

在化工企業廠內運輸道路上,為防止路面受到酸堿腐蝕,一般采用混凝土路面,廠前區可采用瀝青路面。以下主要介紹鋼筋混凝土路面的道路在設計中容易出現的問題。

2.1道路結構層次分類及使用條件

道路結構由下到上各層的區分和定義在不同規范和圖集中規定雖然相似,但也各有差異。結合規范和筆者的工作經驗,道路結構由下到上可分為路基、墊層、底基層、基層、聯接層、面層[11-12]。在設計及施工過程中,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。因為相關規范已對使用墊層和底基層的情況有所規定,但在設計中經常被忽略,所以應注意道路的使用情況和地質條件,使道路結構分層簡單合理。道路結構材料的選用既要滿足規范的要求,也要結合當地的施工經驗和實際情況,使設計成品達到經濟合理的水平。

2.2鋼筋混凝土路面設計中可能遇到的問題

在化工企業的運輸道路上,為防止沉降和裂縫,一般采用設置接縫的鋼筋混凝土面層。接縫的設置在GBJ22—1987廠礦道路設計規范和JTGD40—2011公路水泥混凝土路面設計規范中均有規定,在設計中應優先遵循后者[13]。為方便排水,道路斷面有單坡道和雙坡道兩種形式。該規范要求混凝土面板的最大寬度為4.5m。為了方便施工,根據筆者總結的設計經驗,寬度小于等于4.5m的道路應為單坡道,寬度大于4.5m的道路應為雙坡道。

3結束語

對每一項工程而言,化工企業廠區道路的設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雜。在設計施工管理過程中,需要因地制宜,認真分析,精心處理。通過綜合考慮具體工程地質條件、現場施工條件、道路等級標準等因素,在進行充分研究論證后,選擇最為合適的廠區道路設計與施工方案。同時,通過不斷實際探索,總結出更多經濟有效、科學合理的設計與施工方法。隨著我國經濟高速發展,政府和市場對化工行業都提出了更高的要求。廠內道路設計是化工行業設計的重要組成部分,只有嚴格依據相關標準與規范進行設計,及時總結成功的設計方法、問題處理措施,才能設計出經濟和社會效益顯著、質量優良的廠內道路。

作者:張雷鋒 單位:北京眾聯盛化工工程有限公司太原分公司

參考文獻:

[1]國家計劃委員會.GBJ22—1987廠礦道路設計規范[S].北京:中國計劃出版社,1987.

[2]國家住房和城鄉建設部.GB50016—2014建筑設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社,2015.

[3]中國石油和化工勘察設計協會,全國化工總圖運輸設計技術中心站.GB50489—2009化工企業總圖運輸設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2009.

[4]國家住房和城鄉建設部.GB50984—2014石油化工工廠布置設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2014.

[5]國家發展和改革委員會.SH/T3023—2005石油化工廠內道路設計規范[S].北京:中國石化出版社,2006.

[6]國家住房和城鄉建設部.GB50160—2008石油化工企業設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社,2009.

[7]國家工業和信息化部.HG/T20508—2014控制室設計規范[S].北京:化工出版社,2014.

[8]國家住房和城鄉建設部.GB50187—2012工業企業總平面設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2012.

[9]國家建設部.GB50014—2006室外排水設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2014.

[10]國家住房和城鄉建設部.GB50268—2008給水排水管道工程施工及驗收規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2008.

[11]國家交通部.JTGD030—2004公路路基設計規范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[12]國家交通部.JTGF10—2006公路路基施工技術規范[S].北京:人民交通出版社,2006.

[13]國家交通運輸部.JTGD40—2011公路水泥混凝土路面設計規范[S].北京:人民交通出版社,2011.