荒漠地区厂矿企业总图设计

胡军锋

(西安有色冶金设计研究院)



荒漠地区厂矿企业总图设计

胡军锋

(西安有色冶金设计研究院)

摘要结合工程实例，介绍了荒漠地区厂矿企业总图设计要点。就总平面布置、竖向设计、道路设计、防风固沙、生态保护等方面进行了分析，并提出了相应的技术措施，供荒漠地区厂矿企业总图设计参考。

关键词荒漠矿区总图设计防风固沙生态保护

近年来，许多位于荒漠地区的厂矿企业，在项目总图设计中，遇到了不同于常规地区的问题。本文结合荒漠地区工程实例，探讨了荒漠地区厂矿企业总图设计的要点，并提出相应的技术方法，为荒漠地区厂矿企业总图设计提供借鉴。

根据地理学上的定义，荒漠是“降水稀少，植物很稀疏，因此限制了人类活动的干旱区”。本文中的荒漠地区特指沙漠、戈壁分布的地区，主要分布在我国西北地区。其特点为：①终年少雨或无雨，年降水量一般少于250mm，且多为阵雨型，愈向荒漠中心愈少；②气温、地温的日差和年差大，多晴天，日照时间长；③风沙活动频繁，地表干燥，裸露，沙砾易被吹扬，常形成沙暴，冬季更多；④部分戈壁滩地区，地表下渗能力弱，大范围暴雨易引发洪水，位于高山地区的荒漠，上游存在雪山时，春夏季易引发融雪洪水；⑤荒漠地区生态系统具有脆弱性，且有其特有的生物多样性；⑥周边工业基础薄弱，协作条件差；⑦交通条件差，物料运输困难，多以汽车运输为主。

1　荒漠地区厂矿企业总图设计

结合荒漠地区厂矿企业建设的自然条件、社会协作条件及经验，荒漠地区厂矿企业总图设计应该在总平面布置、竖向设计、厂外道路设计、防沙固沙、生态保护等方面给予足够重视。

1.1总平面布置

总平面布置的优劣直接影响到企业建设投资及运营成本，而且建成后较难改变布置形态，对企业有较长远的影响，应引起足够重视。荒漠地区厂矿企业总平面布置除了要满足工艺流程需求、确保厂内物流顺畅外，还要根据当地的自然地理条件，做出针对性的总平面布置[1]。

(1)采光。我国荒漠多处西部及北方地区，冬季十分寒冷，往往还伴有大风扬沙天气，良好的采光对生产非常重要。无论是从节能还是环保角度来说，自然采光设计都有重要意义。因此为自然采光创造有利条件，总平面布置中建筑物宜南向、南东向或南西向，除有良好的朝向外，建筑物之间还应保持一定的日照间距。

(2)防风。建筑物长轴应尽量平行常年主导风向，尤其是冬季主导风向，减少风沙及冬季寒风侵袭。在总平面布置中对机加工车间、维修间、仓库等受工艺流程约束较小的车间，可采取“四合院”式的围合布置形式。在满足重要建筑的采光基础上，厂前区也可采用联合建筑，健身和文娱活动设施应尽量放置在室内。各分区及建筑之间可通过便捷的交通廊道联系，夏季防暑遮荫，冬季防风防沙。厂前区宜布置多层建筑，且建筑高度不宜过高，建筑外形应以流线型为主，防止风沙堆积和夏季雷雨的干扰。

(3)间距。对于沙漠地区建厂，应特别注意总平面设计中各类间距的选取。由于沙子具有易塌落、流动等特性，沙漠地区总平面设计过程中，对于建构筑物之间的间距选取应充分考虑到这些因素，避免建设中期或后期维护开挖而影响基础稳定。

另外，厂区通道宽度设置也应考虑这一因素。以利于厂区管线敷设。对于管线复杂的厂区，尽可能选用综合管沟和综合管架敷设，以便于管线施工和维护。

1.2竖向设计

荒漠地区厂矿企业建设场地多平缓，往往厂区内地形起伏不明显，且坡向多变不易辨别总体坡势。加之荒漠地区干旱少雨，设计者往往不重视竖向设计。荒漠地区虽然年降水量少，但变率大，一次暴雨的降水量可占全年降雨总量的1/3或更多。地表来不及渗透，便形成漫流，并在低洼处汇流形成洪水。如在格尔木某企业现场踏勘时，一场暴雨过后，在厂外道路途经的沙漠地区，洪水将道路冲断，地面被冲刷出5m多深的大冲沟；在哈密地区某金矿的工业场地选址中，有一厂址方案靠近汇流谷线，每隔几年该区域内就会发生一次洪水，防洪难度较大，经技术经济比较后排除了该方案。因此，在荒漠地区重视竖向设计，无论是从降低投资费用，还是厂区安全等因素考虑，都有其重要意义。做好荒漠地区竖向设计应采取以下措施：

(1)重视项目选址，避免将项目选址在易受洪水威胁地段。当受到客观条件限制时，通过技术经济比较后可选址于受威胁较小地段。如何分析厂址受威胁程度，可在踏勘的基础上依据当地大范围地形图，利用计算机软件分析生成坡向分析图，对流域进行分析，计算流域洪水量和洪水位。当无法获得当地大范围地形图时，也可利用谷歌地球软件，获得该区域卫星照片及高程数据进行分析。

(2)对于上游汇流面积较小的场地，可在场地上游沿有利地形设置防洪堤墙，将上游洪水引导至受保护区域外。防洪堤墙可采用铅丝石笼建设，并应保证一定基础深度，避免洪水掏空基础。防洪堤墙应高出计算洪水位0.5m以上。

(3)对于地势较平缓，甚至稍有低洼的场地，除了考虑土方工程量优化外，还需保证场地汇水能顺利排出场地外，避免场地内积水。为了取得合理设计标高，可借助计算机软件生成不同高度范围的投影面加以分析，最终结合土方工程量综合分析，确定场地合理设计标高[2]。

1.3道路设计

荒漠地区由于路网欠发达，往往需要修建较长的厂外道路连接至公路。由于风的作用，路基易遭到风蚀，路面易受到砂埋，从而降低了路基的稳定性及路面的通过性。为了保障企业外部运输，在设计中要充分考虑特定自然因素，同时采取防治措施[3]。

(1)厂外道路选线。荒漠地区厂外道路路线设计除了满足一般的线路设计要求外，还需根据荒漠公路自然区域特点、地形地貌特性、风力与风向，合理选线。充分考虑风沙自然灾害，并注意环境保护，做到路域与自然环境及宏观地貌相协调，尽可能使原地面自然状态的变化程度减至最小。合理绕避或直穿不良区域，尽量使路线方向与主导风向平行或锐角相交，使沙害程度减至最小。选线时应尽量避开有可能受到洪水威胁的区域，无法避开时尽可能减少受威胁的路段长度。

(2)厂外道路路基设计。路基是路面的基础，路基工程应具有足够的强度、稳定性和耐久性。在沙漠地区筑路应调查当地治沙经验，结合不同的沙漠类型和道路工程特点，根据风沙地貌特点，风沙运动特征，风向、风力、路线与风向的关系，选择合理的路基断面形式及防止路基被风沙吹蚀和积沙掩埋的工程或生物防护措施。

戈壁地区的路基填料可利用当地天然级配的砂砾。沙漠地区的路基填料中若粉黏粒含量超过30%，其强度会骤减，可采用化学加固或敷设土工布的方式，增加路基强度及稳定性。沙漠地区路基应优先采用路堤式，采用合理的路堤高度和边坡坡度，以尽可能减少沙埋和风蚀。

荒漠地区降雨稀少，路边沟和排洪涵洞容易被沙埋，一般情况可不设排水设施，但在有大流域汇水的路段要考虑排水。可将路面设置为过水路面，并在上游设置挡水堤墙，合理引导雨水通过过水路面。

1.4防风固沙

荒漠区防风固沙工程包括工程防治和植物防治。重点防护治理区域为工业场地外围及厂外道路两侧区域，具体措施如下：

(1)当厂外道路穿过风口时，应采取固砂与阻沙相结合的防治措施，即采取上风侧较远处阻沙，固沙宽度为50～100m，路基两侧阻沙范围为5m。

(2)道路防沙固沙最常用的方法是草方格防沙，通常在路基上风口一侧沿路线选择50～100m、下风口一侧沿路线选择30～50m设置草方格。草方格防沙一般为1m方格网，路基边坡处一般为1m×0.5m方格网。若矿山企业距矿山较近，也可利用矿山废石布置方格网。

(3)企业在厂址选择时应尽量避开不利区域，以减少防治难度及工程量，厂区宜在四周设置固沙带，固沙宽度为50～100m。

(4)一般能在荒漠地区建厂，其厂区周边基本都有可靠充足的水源，因此可考虑在厂区外围改善土壤环境，设置绿化防风沙带，必要时在外围配合草方格防沙。

1.5荒漠地区生态保护方面的要求

(1)荒漠地区生态系统脆弱，如果利用不合理，很容易导致土地沙化严重、土壤次生盐渍化等一系列的生态问题。项目选址时应避免毁坏绿洲及植被生长较好的区域，尽量将工程建设对自然的不利影响降到最低。

(2)保护荒漠地区特有的生物多样性。特殊的自然条件造就了荒漠地区特殊的动植物种类。我国荒漠地区的珍稀植物有绵刺、裸果木、蒙古沙冬青等，珍稀动物有蒙古野驴、野骆驼、詹兰羚羊和捷尔伦羚等。在项目选址和建设中亦应充分考虑到工程对区域内动植物的影响，并采取保护措施。

(3)合理利用水资源，保护绿洲。在荒漠地区，水是最主要的限制因子，而绿洲农业是荒漠地区人类生存的最基本条件，因此，合理利用水资源，保护绿洲是荒漠地区发展的关键。水资源的不合理利用可能导致绿洲向荒漠转化。

2　实例分析

某有色金属冶炼厂位于内蒙古腾格里沙漠边缘区域，项目用地区域内沙子覆盖厚度达数十米，但因其具有较好的供水、供电、供煤及其他原料供应条件，当地政府在此设立工业园区。整个项目在园区总体规划，各分区总平面布置、场地平整、风沙防治，包括建筑物基础处理方案等方面，充分考虑到沙漠地区建设特点，并给于针对性设计。目前该厂已建成生产，取得了不错的效果。

青海格尔木某铁矿，地处高原戈壁滩地区，项目充分考虑区域汇流及周围雪山融雪洪水对厂址的影响，合理选址，并采取相应防洪措施。总平面布置保证主要建筑物有较好的朝向，又尽量避免寒风侵袭。还利用生活区附近空地规划有温室大棚，为职工提供新鲜瓜果蔬菜，改善了职工生活水平，受到建设方好评。

3　结　论

总图设计是一个复杂的系统工程，尤其在荒漠地区，面对恶劣的自然环境，需要考虑的因素也随之增加。通过荒漠地区总图设计实践，作者认为，在总平面布置、竖向设计、道路设计、防风固沙、生态保护等方面，应结合荒漠地区自然特点，有针对性的进行设计，为企业节省投资，确保安全生产，提高企业经济效益，同时也在生态保护方面积极践行国家政策。

参考文献

[1]雷明.工业企业总平面设计[M].西安:陕西科学技术出版社,1998.

[2]刘勇强，林斯平.平坦沙丘地形场地竖向设计特点探讨[J].煤炭工程，2015，47(8):16-18．

[3]《有色冶金企业总图运输设计参考资料》编写组.有色冶金企业总图运输设计参考资料[M].北京:冶金工业出版社,1981.

(收稿日期2016-04-27)

胡军锋(1982—)，男，工程师，710001 陕西省西安市南大街10号。