论述石油工程总图竖向设计

杨光

摘 要：竖向设计合理与否对节约用地、基本投资、建设进度、安全生产、运营管理等有重大的影响。根据建筑物、构筑物的布置要求和交通运输线路的技术条件，正确地进行竖向设计，充分的利用地形，合理的改造地形，就可以少占良田。场地标高合理，则可以减少土方量，减少基建投资。因此，做好工业场地的竖向设计不仅是经济合理的总平面设计要求，也是经济建设发展的要求。

关键词：竖向设计；场地初平；土方计算与平衡

1 前言

竖向设计是指对场地垂直方向的设计。竖向设计是工厂总平面设计的一个有机组成部分，它与总平面设计是密不可分的。对于建筑物、构筑物、工艺设备和各种交通运输线路等的位置固定，不仅要用坐标确定其平面位置，还必须用标高确定其立面位置。离开了竖向布置的总平面就成了“空中楼阁”，离开了总平面布置的竖向设计则是“无的放矢”。 总图的竖向布置设计过程为：场地初平、场地土方计算与平衡、单元竖向设计、布置排雨水系统并计算。

2 场地方面

2.1 场地初平

（1）场地初平是在大规模施工以前进行的，由于此时别的工程尚未施工，整个场地有条件进行机械化平土而没有障碍物和工种的交叉作业，街区之间的土方调运、回填土的质量控制都较有利，施工效率高，土方单价也较便宜，最适宜于全厂性的土方调运。

（2）场地平土方式分为连续式、重点式。连续式指对整个场地都连续地进行平整而不保留自然地形；重点式指只对单元有关的区域进行平整而其它部分适当保持原有地形。

（3）场地初平的形式可分为平坡式、阶梯式和混合式。平坡式是把场地处理成接近于自然地形的一个或几个坡向的整平面，整平面之间的连接平缓，无显著地高差变化；阶梯式是由几个标高差较大的不同整平面相连接而成。在连接处设置陡坡或挡土墙；混合式即上述两种方式的混合，即在场地上有的地段采用平坡式，有的则采用阶梯式。

（4）场地初平的平土标高和坡度应根据工艺及各单元布置的要求，在满足地形、地质、水文地质等条件的前提下确定。需要注意的是，要结合平土标高和坡度要考虑的诸多因素，进行综合技术经济比较，具体问题具体分析，选择经济合理的布置形式。

2.2 场地土方计算与平衡

土方计算在平土标高确定后进行，其计算方法分为方格网法、断面法、局部分块计算法、整体计算法、最小二乘法；土方平衡是指对场地初平、单元二次平整、建（构）筑物和管道等的填、挖方量进行的计算和平衡，在土方平衡中，应考虑土壤的松散和压实量。

3 总图布置中常见的问题

3.1 大体积油罐的应用

油罐是石油工程站的基础设施和核心设备，现代石油工程站的油罐正逐渐向大型油罐发展，这也是未来石油工程站建设的发展方向。同时大型油罐还可以起到节约用地的作用，因为油罐是石油工程站占地面积最大的设备，并且油罐与油罐间还应有一定的安全距离，已起到防火堤的作用，大型油罐可以在最大程度上减少占地面积。同时大油罐的使用可以降低油罐的数量，因此运输管道、监测仪表等相关辅助设备的数量也相应减少，能够起到降低成本和减少着火点的作用。较少的油罐数量也更加便于管理、检测和维修。

3.2 总图布置中分区

石油工程站的总图布置过程中，要根据当地的地理环境、自然条件、运输条件等对生产设备和相关配套设备进行统筹安排，根据其不同的功能划分成不同的区域。同时总图的布置和设计要根据石油工程站的规模和建设进度来安排工程进度，争取做到既能快速完成石油工程站的建设又可以满足长期发展的要求。要考虑到未来的发展程度，提前做出预留以满足长期发展，尤其是石油工程站的主体设施及相关配套设施和运输管线铺设等问题，在满足前期建设的基础上，利用好公共辅助土地或以前期工程为基础进行扩建，减少土地的浪费。

3.3 消防泵房的布置

消防泵房是石油工程站消防工作的基础设施，所有规模的石油工程站都应设置消防泵房，具体设置要求应根据石油工程站的具体情况、可能发生火灾的种类、消防用水量等特点来进行安排，在易发生火灾的范围内设立消防泵房，当火灾发生时可以尽快赶到火灾地点。

3.4 竖向布置

若石油工程站必须建设在山区等斜坡时，由于山下普遍都是生活区域，如果突发火灾造成石油泄漏，泄漏的石油就会形成一条火焰向生活区袭去，对人民群众的生命和财产安全都会带来极大的威胁。因此，在山区建造石油工程站时，就要考虑到山区地形。山区石油工程站通常以台阶方式竖向布置，利于石油的运输，但同时也利于火灾的蔓延，为了避免这种情况就要建设防火堤，可以较为有效的降低山区火灾的程度。

4 单元竖向设计

工厂由单元所组成，单元可分为条条单元和块块单元两大类。条条单元是指铁路、道路、各种地上和地下工程管道等；块块单元是指工艺装置、油罐组及泵房、油品装卸设施、循环水场、污水处理场、动力站、空分空压站、控制室、变配电室以及其他公用和辅助生产设施等。

4.1 条条单元竖向布置

条条单元的设计地面（即通道设计地面）一般保持场平设计地面，故不需要再做单元竖向布置，但厂内道路一般单独出道路横断面设计图，而有些设计单位则把它划为厂区竖向布置的一部分，不单独出图，因此，单元竖向布置实际上就是各种不同类型的块块单元竖向布置。

4.2 块块单元竖向布置

块块单元竖向布置一般以场平设计地面为基础进行竖向设计，只有当不进行全厂性场平时才以自然地形为基础。块块单元竖向设计实际上就是场地的二次平整。它是在主体工种施工完毕后进行的，此时土建施工过程中产生的工程余土、工程垃圾则可就地平衡用来填高本单元场地并进行露天场地铺砌面的施工以达到最终的竖向布置设计标高和坡度的要求，这就是二次平整，因此二次平整的范围只是单元内，但当某些单元有大型建筑物时就会出现单元间、街区间的土方调运，比如延迟焦化装置、污水处理场、循环水场，这种土方调运土方量很少，且工地上障碍物较多故常采用人工施工。

4.3 工艺装置竖向布置

为了使工程余土不致外运，在单元内平衡掉，工艺装置的设计标高一般高出场平地面0.15～0.3米。而且装置内外地坪的这一高差有利于尽快排出单元内雨水，也有利于裝置内外雨水系统的连接。工艺装置内地面竖向一般宜采用锯齿坡，主管带中心线或排组设备中心线宜为脊线，检修道路路边一侧宜为谷线。

5 排雨水系统

排雨水方式一般分为明沟、管道、明沟与管道相结合三种方式。炼油厂排雨水一般都采用明沟系统。根据场地的坡度和区域干道的布置情况把厂区划分成若干个排水区，每个排水区设置各自的明沟系统。明沟排雨水系统规划的任务即是把这些明沟系统组织起来，初步确定每段水沟的形状、断面尺寸和纵坡。水沟形状一般有矩形、梯形两种。水沟纵坡宜与地面坡度相同或稍大，但不应小于2‰。断面尺寸和纵坡的规划应估计到流量的逐渐增加、地下管线交叉、涵洞高度、工程地质、水文地质等条件。排雨水规划要综合考虑多因素，排雨水计算仅仅是核算排水沟的能力。

6 结语

在石油工程站总图设计当中，我们需要考虑很多因素，比如工程所在地的地址、交通运输条件等等。想要提高石油工程站的经济效益，要在设计和布置下很大的功夫，这可以为日后石油工程站更好的建设打下良好基础。

参考文献：

[1] GB50160-92.石油化工企业设计防火规范[S].

[2] 林鑫.石油企业的消防安全管理探讨[J].江西化工，2013.