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化工企业厂区道路设计问题研究
化工企业厂区道路设计问题研究 摘要:根据相关设计施工的标准与规范,结合笔者设计工作经验,从厂区道路 分类、停车视距等6个方面讨论了化工企业厂区道路平面设计中常见的问题,从道 路结构层次分类及使用条件、钢筋混凝土路面设计2个方面讨论了化工企业厂区道 路结构设计中的常见问题,分别提出了相应的解决思路。关键词:化工企业;
厂区道路;
道路设计 随着社会改革不断深化和产业结构不断调整,为了满足化工企业运输、安 全、生产、生活等要求并合理利用土地资源,国家有关部门发布了许多与化工企 业厂区道路设计有关的标准与规范,对厂区道路设计提出了新的要求。笔者结合 常见问题提出比较科学合理的解决思路,为今后化工企业厂区道路的设计工作提 供依据与参考。
1厂区道路平面设计中常见的问题及解决思路 化工企业厂区道路设计是化工企业运输设计的一部分,我国大部分化工企 业主要靠汽车运输,这也是最常见的运输方式。部分集中规划的工业园区以及沿 河沿海的化工企业的运输方式还有水路运输、铁路运输、管道运输和栈桥运输。
在化工企业厂内道路设计中,首先要了解当地运输系统的现状与规划以及当地自 然条件与基础设施条件等因素,选择能适应生产要求、投资省、运营费低、效率 高、连续性强和安全可靠的运输方式。然后根据货物性质、流向、年运输量、到 发作业条件(若场区地形起伏较大,在可行性研究阶段还应该结合竖向设计), 进行厂区道路的平面设计,要做到运行顺畅、布局合理、避免货物流向的迂回和 折返,使厂内外运输、装卸、储存形成一个完整的运输体系。
1.1厂区道路分类 按使用频率由高到低,厂区道路可分为主干道、次干道、支道和车间引道。
其中,依据GBJ22―1987厂矿道路设计规范,主干道的定义为连接厂区主要出入 口的道路或交通运输繁忙的全厂性主要道路[1]。在其他相关规范中对主干道的 定义也基本参考此规范。在设计工作中,考虑到厂区平面布置的美观和设计的简 便,经常把环厂道路看作主干道,一个大型化工企业的环厂道路宽度一般要求为 12m。然而在实际生产过程中,大部分环厂道路的使用频率并不高,只是作为临 时的物料运输通道和消防通道。在这样的情况下12m的宽度过于浪费,不符合目前国家提出的合理利用工业用地原则。同时,依据GB50016―2014建筑设计防火 规范以及其他相关设计规范,主干道与周围具有一定危险性的建构筑物的间距要 求比其他种类道路与有危险性的建构筑物的间距要求要高很多,对厂区建构筑物 的平面布置要求很高,这也降低了土地的利用率[2]。在设计工作中,应该结合 厂区将来生产生活的实际情况,预先明确主干道和次干道的范围,合理安排道路 宽度,不能将厂区的环厂道路全部看作主干道。
1.2道路交叉口路面内边缘转弯半径 交叉口路面内边缘转弯半径与按使用频率划分的道路类别有关,在 GB50489―2009化工企业总图运输设计规范及其他相关规范中均有类似的规定。
要注意的是道路内边缘转弯半径最小为6m,而且应以3m递增,除特殊情况外, 最好不要出现7m或8m这样的半径[3]。依据最新的GB50984―2014石油化工工厂 布置设计规范,供消防车通行的道路路面内缘转弯半径不应小于12m[4],比以往 的规范更加严格,这是为了适应近几年来工业区消防车大型化的趋势。由于厂区 内规划的道路都应满足作为消防道路的要求,因此笔者建议在设计过程中除单独 的人行道、装置内的消防道路、车间引道和生活区道路外,其他道路的转弯半径 均为12m,以满足规范要求。
1.3停车视距 停车视距在设计过程中经常被忽视,这有两方面原因,一是设计工作者对 实际的厂区生产生活不太熟悉,二是停车视距对总图的平面布置影响很小。依据 SH/T3023―2005石油化工厂内道路设计规范及其他相关规范,结合实际工作经 验可知,如果道路的内缘转弯半径为12m,那么在总图平面设计中可以用线段连 接转弯内边缘的起止点,只要建构筑物的外边缘不超过该线段,且该线段与转弯 内缘围成的地块内禁止种植阻挡视线的植被,就可以满足规范的要求[5]。该方 法简单易行,可避免在设计工作中遗漏停车视距问题。
1.4消防道路最小宽度 在相关的标准与规范中,消防道路的宽度有两种规定,一种是不应小于4m, 另一种是不应小于6m。刚开始从事化工企业厂区规划设计的工作人员很容易将 这两个概念混淆。依据GB50160―2008石油化工企业设计防火规范及其他相关规 范,在厂区规划平面设计中,应该用道路将装置分割成占地面积不大于10000m2 的地块,当装置占地面积大于10000m2且小于20000m2时,在设备、建构筑物四周应设环形道路,其宽度不应小于6m,而装置内的消防道路的宽度不应小于 4m[6]。结合对其他标准与规范的理解,可知每个装置区的占地面积是有限制的。
当某装置区的占地面积超过限制但是由于工艺要求等原因不能人为将该装置区 拆分时,可在该装置区中间增设一条消防道路,其宽度不应小于4m,该道路可 考虑为单行线。在装置区内布置设备、建构筑物时就应该考虑设置消防道路,而 在厂区平面规划图中可不必体现该消防道路。目前我国大部分化工企业的生产工 艺都比较成熟,从生产安全角度考虑,装置区面积一般不超过10000m2,在此情 况下没有必要设置装置区内的消防道路,因而厂区消防道路的最小宽度为6m。
1.5厂区道路与部分建构筑物间距要求 厂区道路与建构筑物间距可参考GB50016―2014建筑设计防火规范及其 他相关设计规范,笔者着重强调在设计过程中容易被忽视的间距要求。1)主干 道与中心控制室的间距要求。在已废止的标准HG/T20508―2000控制室设计规范 中规定:中央控制室不宜靠近厂区交通主干道,如不可避免时,控制室最外边轴 线距主干线中心的距离不应小于20m。在HG/T20508―2014控制室设计规范中, 该规定虽已被取消[7],但考虑到中心控制室中的设备不宜发生振动,在平面布 置中若没有采取相应预防措施,仍应该要求控制室最外边轴线距主干线中心的距 离不小于20m。2)厂内道路与冷却塔的间距要求。以机械通风塔为例,其与厂 内道路的间距要求可参考GB50984―2014石油化工工厂布置设计规范以及其他 相关规范。虽然各规范表中的数值相同,但注释不同。根据笔者的工作经验,应 该以该规范为准,因为该规范的规定是比较详细和明确的。需要注意的是冷却塔 的类型(如钢筋混凝土框架机械通风冷却塔和玻璃钢冷却塔)、冷却塔的大小(按 单位时间处理水量的大小划分)以及冷却塔周围是否采取围护等都对厂内道路与 冷却塔的间距要求产生影响。
1.6厂内道路与地下管网之间的相互影响 在预留厂内道路边缘与周围建构筑物的间距时,除了生产安全方面的考虑, 还要注意为地下管网的布置留下适当的空间。尤其是在化工企业中,为了便于检 修,地下管网一般布置在道路两侧,除非环境限制,否则一般不会将管网埋设在 道路下。根据企业的工艺流程,在设计中应提前规划好工艺循环水管道、生活水 管道、污水管道、消防水管道等的位置,根据经验确定管径,并根据规范确定管 与管、管与建构筑物基础之间的净距,使预留的地下空间能满足地下管网布置的 需求并节约用地[8]。当地下管线穿越道路时,管顶至路面结构层底的垂直净距 不应小于0.5m,当不满足该要求时应加防护套管或设管沟[3]。管顶最小覆土深度为:人行道下0.6m,车行道下0.7m[9]。经过综合考虑,确定在设计过程中穿 越道路的地下管道最小覆土深度为0.7m。在设计工作中容易忽略相关施工及验收 规范中的规定[10],为了安全起见,建议将车行道下管顶最小覆土深度定为1m, 在有重型车辆经过的地方加防护套管或设管沟以保证管道不被压坏。
2厂区道路结构设计中的常见问题及解决思路 在化工企业厂内运输道路上,为防止路面受到酸碱腐蚀,一般采用混凝土 路面,厂前区可采用沥青路面。以下主要介绍钢筋混凝土路面的道路在设计中容 易出现的问题。
2.1道路结构层次分类及使用条件 道路结构由下到上各层的区分和定义在不同规范和图集中规定虽然相似, 但也各有差异。结合规范和笔者的工作经验,道路结构由下到上可分为路基、垫 层、底基层、基层、联接层、面层[11-12]。在设计及施工过程中,路基和垫层的 材料可能相同,基层和底基层的材料也可能相同。因为相关规范已对使用垫层和 底基层的情况有所规定,但在设计中经常被忽略,所以应注意道路的使用情况和 地质条件,使道路结构分层简单合理。道路结构材料的选用既要满足规范的要求, 也要结合当地的施工经验和实际情况,使设计成品达到经济合理的水平。
2.2钢筋混凝土路面设计中可能遇到的问题 在化工企业的运输道路上,为防止沉降和裂缝,一般采用设置接缝的钢筋 混凝土面层。接缝的设置在GBJ22―1987厂矿道路设计规范和JTGD40―2011公 路水泥混凝土路面设计规范中均有规定,在设计中应优先遵循后者[13]。为方便 排水,道路断面有单坡道和双坡道两种形式。该规范要求混凝土面板的最大宽度 为4.5m。为了方便施工,根据笔者总结的设计经验,宽度小于等于4.5m的道路应 为单坡道,宽度大于4.5m的道路应为双坡道。
3结束语 对每一项工程而言,化工企业厂区道路的设计工作都具有独立性,不仅要 处理的问题各不相同,而且影响因素也非常复杂。在设计施工管理过程中,需要 因地制宜,认真分析,精心处理。通过综合考虑具体工程地质条件、现场施工条 件、道路等级标准等因素,在进行充分研究论证后,选择最为合适的厂区道路设 计与施工方案。同时,通过不断实际探索,总结出更多经济有效、科学合理的设计与施工方法。随着我国经济高速发展,政府和市场对化工行业都提出了更高的 要求。厂内道路设计是化工行业设计的重要组成部分,只有严格依据相关标准与 规范进行设计,及时总结成功的设计方法、问题处理措施,才能设计出经济和社 会效益显著、质量优良的厂内道路。
作者:张雷锋 单位:北京众联盛化工工程有限公司太原分公司