浅谈竖向布置与土石方工程

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：在许多改建、扩建工程中，因受到工艺布置要求、交通运输条件、原有厂区条件等因素的限制，土石方填挖方量很难做到平衡。……必须首先以满足工艺要求、交通运输要求等为主，在此前提下，尽量减少土石方工程量。
　　关键词：竖向布置；土石方工程；工艺布置要求；交通运输条件
　　
　　在发电供热类工程的总图设计中，影响竖向布置的因素较多，如工艺布置要求、地形和地质条件、交通运输要求、洪水位、土建工程费用、施工强度和速度、湿陷性黄土及膨胀土地区的特殊要求等；其中，土建工程费用包括土石方工程、挡土墙和护坡工程及地基基础处理工程等费用。
　　对于土石方工程来讲，竖向设计时应避免深挖高填，减少土石方填挖工程量及运土工程量，并尽量做到填挖方量基本平衡；但在许多改建、扩建工程中，因受到工艺布置要求、交通运输条件、原有厂区条件等因素的限制，土石方填挖方量很难做到平衡。现就笔者所做的有关工程情况做如下论述。
　　1.吉林省某生化公司集中供热工程
　　1.1项目背景：该工程位于吉林省辽源市某县，为一粮企下属的生化有限公司投资新建的集中供热工程，建设地点位于县城附近；公司原有2×35t/h循环流化床锅炉+1×6MW背压机的自备热电站，为该厂酒精生产线提供电力及热力供应；随着生产规模扩大，同时考虑解决县城的集中供热问题，公司拟再建设总规模为3×75t/h中温中压循环流化床锅炉+1×12MW背压机的热电站。
　　1.2工程用地及自然地形情况：该工程用地位于酒精厂区北侧、与酒精厂区相连；经过方案阶段的规划，占地大约为东西方向206~260m，南北方向112m左右，地块形状基本呈直角梯形；用地东侧、梯形的斜边外紧邻宽约10余米、深达6米左右的自然沟壑，西侧为空地，北侧为耕地及居民区；地形走势为东南面高，坡向西北方向，在不大的用地范围内，东南面最高处就比西北面最低处高约12.37m，场地内平均高差7m~8.5m左右，地面自然坡度东西向为1.63%~3.9%，南北向为3.54%~7.67%，斜向坡度达5.89%；新区与酒精厂区相邻处，西侧还有近0.9m的高差，而东侧最高处地面标高则比南侧已有的电站室外地面稍高约30~40cm。另据了解，酒精厂区是将一处山顶地带推平后建设的，场地竖向采用平坡式布置，东侧高，坡向西侧，东西地势高差约1.8m，坡度基本在1.56%左右。本次新电站用地是位于原平整范围以外的天然山坡地带，自然地形高差大，坡度陡。
　　1.3项目的平面布置情况：根据原规划的几个方案，考虑到发电出线、热负荷及动力供应、气象、风向等因素，最终确定了设主厂房区、煤场等两大功能区，主厂房在西侧、煤场在东侧的布置方案。
　　1.4具体的竖向布置
　　1.4.1根据新区占地面积并不大的情况，平整方式宜采取连续式；针对自然地形高差大、坡度陡的情况，新区不能做成一个完全平整的场地，更不能与老区取平，否则土方工程量太大；另外，场地平整坡度也不能太大，该地区冬季多雪，坡度大时，道路难以顺利通行。
　　1.4.2另外，在平整标高及平整坡度的确定上，该区域场地布置还同时受三个条件的限制，首先，煤灰道路必须与原电站东北角、厂区煤灰道路路面相连接，保证煤灰运输车辆通行；其次，东西方向的人流通行道路与老厂区道路要连接，便于人流通行，连接方式一种是路面连接能通行车辆，另一种是连接段做成台阶式，仅供行人进出，不多的车辆可从相距约184米的煤灰道路绕行；再者，从酒精厂区供应新区的管线中，大部分为压力管道，不受地形高差影响，而雨污水系统中，新区生产、生活污水量较少，可设泵打到老厂区的原有污水系统内，而雨水若要进入原有系统则是其中主要的限制之一。
　　1.4.3经计算，如果三个条件均满足（人流通行道路能走车），整个场地填土土方量将达到95000m3左右，人流通行道路连接部分需做成6%左右的大坡度路面，还要改造老区的部分道路及原有管道；如果不考虑雨水进入原有系统，在厂外接入排水系统，填土土方量仍达到73000m3左右，还是要进行道路及管道的改造工作。
　　1.4.4因此本设计仅考虑满足煤灰道路路面连接，人流通行道路采用台阶与老厂道路相接这两个条件。场地平整起点标高以煤灰道路路面标高相应确定，平整坡度南北向为2%，坡向北侧，东西向为1.5%，坡向西侧；如此下来，场地东西高差3.17m~4.77m，南北高差2.25m~2.53m，填方47950m3，挖方3200m3，缺土约44750m3；其中酒精厂东侧现有土方约8500m3，若考虑建（构）筑物基槽挖方量、道路开挖余土量、土壤松散和压实增减量等情况，所缺土方还会减少。
　　1.4.5结合发电厂主厂房区生产联系紧密、宜尽量布置于同一个阶梯内的特点，竖向布置按阶梯式考虑，将煤场区与主厂房区分别布置在东西方向的高低两个台阶上，消化掉东西方向的一部分高差，同时干煤棚位于东部高处，便于缩短输煤栈桥长度和输煤皮带长度，节约厂用电；另外，主厂房区在炉后与除尘器之间再设置一个较小的台阶，每个台阶上都设置≥0.5%的场地排水坡度，再消化一部分高差。
　　1.4.6如此布置下，新区与酒精厂区之间还存在0.8m~3m的高差，以长约280m的挡土墙解决此高差问题。
　　2.江苏仪征某化工厂配套供气锅炉工程
　　2.1项目概况：该工程新建2×100t/h次高压循环流化床锅炉及其辅助系统，主要功能区为主厂房区及煤场区。
　　2.2工程用地情况:建设场地位于化工厂厂区西北角，占地约157m×142m，东邻企业规划的五金库，南邻7.0m宽东西走向的交通干道，道路以南为硫磺回收装置及除盐水站，西侧为已建成的雨水检测池及事故应急池，再向西即为厂区西围墙，北侧为厂区北围墙。整个场地地势较平坦，地面高程在5.39m~5.74m左右。锅炉岛周边场地标高情况为，南侧道路标高情况约5.7至5.9m；南侧化工装置区室外地坪标高在6.1m～6.3m左右，西侧及北侧自然地形标高在5.6m~6.0m左右。
　　2.3竖向布置:根据有关资料显示，化工厂区及锅炉场地均低于长江仪征段的最高水位，但该区域有长江大堤这一可靠的防洪措施，所以不再考虑防洪问题；如果单就锅炉场地的5.39~5.74m自然地形标高来考虑竖向设计标高，又会低于厂内其它区域及北侧厂外地势，况且西侧雨水检测池本身就是全厂雨水的集中处理池，这一区域地势较低。因此，综合这些因素，确定锅炉区按6.1m～6.3m作为场地设计标高，不再抬高，尽量少填土方；鉴于该地区属南方多雨地区，室内外高差适当增加，从0.25m到0.5m不等，以避免主厂房及干煤棚等主要建筑物进水。经计算，考虑建（构）筑物基槽挖方量、道路开挖余土量等，填方10840m3，挖方3700m3，缺土约7140m3。
　　3.结论：
　　以上两工程均是填方量大的情况；同样，需要挖方的情况也很多，上述第一个工程中原有酒精厂就是将一处山顶地带推平后建设的，业界多年的实践也表明，对于山区（丘陵）电厂及部分移山填海的滨海电厂，挖方量（包括场地平整挖方量和基坑、沟槽余土）多于填方量，也是适宜的；在改扩建工程的竖向设计中，不能完全将减少土石方工程量、填挖方量平衡作为首要的考虑因素，必须首先以满足工艺要求、交通运输要求等为主，在此前提下，尽量减少土石方工程量，这是总图设计最基本也是最主要的原则。对于笔者在实际工作中的这一点体会，欢迎同行们指正。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-363445.htm