論工業建設用地標高的設計工學論文
摘要：本文系統的闡述了影響工業企業場地設計標高確定的不同因素，並針對不同情況提出了相應的有效解決措施，
關鍵詞：場地設計標高 平土標高 基槽 鐵路 道路 排水 設計頻率水位
一個工廠的豎向設計，不僅要滿足生產工藝的需要，還要與廠區外圍現有和規劃的運輸線路、排水條件及周圍場地標高相協調。
場地設計標高的合理確定，是廠區豎向設計中一項重要的工作。它不僅與場地平土標高、整個廠區土(石)方工程量的平衡、場地地質條件密切相關，還受到廠區外運輸線路標高、排水系統標高的影響。在江、河、湖、海或受山洪威脅的地區還應考慮設計頻率水位或設計頻率內澇水位等因素。
以下就四個方面，對場地設計標高的確定方法進行一些探討。
1.平土標高對場地設計標高的影響
平土標高是場地平整的依據，是豎向佈置的基礎，是影響場地設計標高確定的重要因素之一。
1.1場地填、挖土(石)方量基本平衡原則，確定場地標高。
確定場地平土標高，應避免大填大挖，儘量減少土、石方量和基礎工程量，並使填、挖方接平衡(力求全場平衡，並適當考慮分期、分割槽平衡)。
平土標高的初步確定，取決於場地本身的填挖方平衡。而詳細計算，就需要考慮一切會影響平土標高計算中填挖方平衡的基槽土(石)方量，這樣計算所得的填挖方量，才能達到實際上的基本平衡。
通常，應先根據廠區總平面佈置方案及豎向佈置型式(包括平坡式和階梯式)，在滿足場地平整要求的前提下，僅考慮表土(腐植土、淤泥等)的清除、回填及土壤鬆散係數。採用斷面法、方格網等方法計算，使場地本身的填、挖方量達到基本平衡，初步確定平土標高，以此繪製場地平土施工圖，作為對場地進行初步整平的依據。然後，再根據各基槽挖出來的土(石)方量，計算出填土的高度，在平土標高的基礎上確定場地標高，作為各建、構築物、鐵路、道路等的設計標高。這樣做可以使施工更方便，標高確定更合理。
廠區範圍內基槽土(石)方量主要包括建、構築物和裝置基礎、地下構築物、鐵路、道路、排水溝、管線溝槽等工程的土(石)方量。各基槽土(石)方量的多少，與建設工程所採用的生產裝置、建設廠址所在區域的氣候條件及場地地質條件等緊密相關。
不同的生產工藝方案，所採用的生產裝置的型號和數量是不同的；不同的工程，所要建的建構築物的規模、鐵路與道路的佔地大小，所需敷設的管道多少及管徑大小等，也是千差萬別的。比如板帶車間一般有熱軋機、冷軋機，加熱爐、退火爐等裝置，熔鑄車間一般有鑄軋機、熔鋁爐、保溫爐等裝置。熱軋機、冷軋機從體型、自重方面看，都比鑄軋機大而重，而且根據生產工藝的要求，板帶車間內一般都要建一些大小不一的地下室。兩車間裝置的體積、大小、重量的不同，決定了建、構築物和裝置基礎大小、深淺的不同，從而造成了基槽土(石)方量的差異。從整體來說，板帶車間的基槽餘土量一般比熔鑄車間要多。
建設廠址所在區域的凍土深度、地下水位、年平均降水量等自然條件的千差萬別，決定了其建、構築物和裝置基礎，鐵路、道路及管道深淺的不同，從而也會影響到基槽的填挖方量。
1.2場地填、挖土(石)方量不能平衡時設計標高的確定
存在以下情況的建設場地，可在保證有土源或棄土場地的條件下，適當的抬高或降低平土標高，作為場地設計標高：
(1)由於填方不易穩定，且往往使基礎工程量增多，故當棄土方便，尤其在山區建廠可復土造田時，場地土(石)方可考慮多挖少填；
(2)在地下水位較高的地段不宜挖方，應適當填方，以便使裝置基礎、管溝、建築物基礎在地下水位0.5m以上；
(3)在有腐蝕性地下水的區域，為防止地下水對建、構築物及裝置基礎和地下設施產生侵蝕作用，應避免或減少挖方，必要時可適當抬高設計標高或採取降低地下水位的措施。對於有腐蝕的生產汙水要採取可靠的排水措施，不使其滲入地下，保證建、構築物和裝置的正常使用。
2.廠區外現有或規劃運輸線路標高對場地設計標高的影響
2.1廠區外現有或規劃鐵路專用線標高對場地設計標高的影響
根據建設廠址所在區域整體規劃佈局的要求及建設單位的意圖，當廠區貨物採用鐵路運輸時，鐵路專用線接軌點的標高和鐵路線路的縱坡要求，往往影響場地設計標高的確定。
通常，進入廠區的鐵路的軌頂線路標高，是以鐵路專用線接軌點的軌頂標高為基礎，按鐵路專用線的長度和有關規範規定的坡度推算出來的。從鐵路接軌點到廠區邊界這段區間內，鐵路線路的平面佈置和豎向佈置受到鐵路最大縱坡、最小坡長、最小曲線半徑等設計要素的制約，鐵路標高所能抬高的範圍較為有限。
當建設場地位於地形較平坦的地區時，鐵路軌頂標高與場地標高相差不會太大，可以採用鐵路站臺，或讓鐵路裝卸場地單獨形成臺階等措施解決高差問題，只要能滿足廠內道路縱坡及鐵路排水等設計要求即可。
如果建設場地處在山嶺重丘地帶，地形起伏不平，地質條件複雜，採取設站臺等措施還不能完全解決高差問題時，就必須要根據計算所得的鐵路軌頂標高，對場地標高進行適當的抬高或降低，來滿足設計需要。此時，整個場地的填、挖土(石)方量將會出現失衡，還要另外考慮解決買土或棄土的問題。 2.2廠區外現有或規劃道路標高對場地設計標高的`影響
一般情況下，只有廠區出人口附近的廠外道路標高，才對廠區設計標高的確定有影響。不過，相比鐵路而言，由於道路所允許的線路最大縱坡較大，坡長較短，道路轉彎半徑較小，所以，道路在平面佈置和豎向佈置上是比較靈活機動的，可以採取延長坡長、改變車間大門位置等方法，在滿足設計規範的基礎上，使廠區道路和廠外道路平順連線。
為防止廠外雨水流進廠內，增加廠區匯水面積，廠區出人口的路面標高，宜高出廠外路面標高。
當然，一些特殊情況除外。比如，運輸電解鋁液的道路縱坡，根據《有色金屬企業總圖運輸設計規範》(YSJ001-88)上的規定。其直線段縱坡不宜大於2％，困難條件下不得大於4％，以避免道路坡度過大，車輛行駛不平穩，導致運輸車輛傾斜翻倒或金屬液體飛濺出來，傷人致命。因此在確定這樣的場地設計標高時，還要根據實際情況，採取一定的措施，儘量使道路坡度滿足有關規範的規定。
如果廠外道路還在規劃階段，那麼場地設計標高可以與現有廠外道路標高相協調，且在設計中應明確廠區與建成後的廠外道路平順連線的解決措施，儘量減少損失，節省投資。
3.廠區外現有或規劃排水介面標高對場地設計標高的影響
確定場地設計標高時，應滿足排水要求。廠區應有安全、可靠的排水去向。以保證整個場地不出現大面積積水，避免雨水倒灌，從而影響正常生產，造成財產損失。
經計算，廠區內的雨、汙水能順利排出廠外，則廠外排水系統不影響場地設計標高的確定。當場區內外排水介面高差較大，則可採取提升泵站的方式解決排水問題，此時也可不考慮廠外排水介面對廠內標高的影響。
當廠區設計標高比廠外地面標高低，城市下水道敷設又淺，且採取提升泵站也不能把廠區雨、汙水順利的排出廠外時，其場地設計標高只能按城市下水道標高，採用最小縱坡和起點最小埋深反推確定。這樣的情況，會導致整個場地填方比挖方多，要另外考慮購土。
如果廠區外排水系統還未建成，那麼場地設計標高可以只與廠外目前地面標高相協調，但要根據擬建的排水介面標高對其進行校核，制定經濟、有效的解決辦法，保證廠外排水系統建成後也能滿足廠區內的排水需求。
4.洪水位或內澇水位對場地設計標高的影響
工廠建在江、河、湖、海或有山洪威脅的地段時，為了維護人民生命財產的安全，設計中必須採取可靠的防洪措施，保證廠區不被洪水、潮水或內澇水淹沒。
一般情況下，受洪水、潮水或內澇水威脅的工業企業，場地的設計標高應至少高出與企業規模相對應的防洪設計頻率水位0.5m。當有，波浪侵襲和壅水現象時，尚應增加波浪侵襲高度和壅水高度。對不需再購土填方或少量填方就可以滿足上述規定時，均應按照此規定確定場地設計標高。這樣的場地，地面雨水可自流排出，不需要設定排水泵站。
處於地勢低窪地帶的場地，按上述規定提高整個場地標高有困難或不經濟時，可採用設防洪(潮)堤的方案，使堤頂標高至少高出設計頻率水位(包括波浪侵襲高度和壅水高度)0.5m。此時，還應保證其場地設計標高至少高出廠區周圍匯水區域內的設計頻率內澇水位0.5m。當內澇水位較高，場地填方量又很大，按上述做法不經濟時，還可採取設內澇水堤壩的辦法，只要保證堤頂標高至少高出設計內澇水位0.5m，那麼對場地設計標高可不作規定。這樣的場地，地面雨水靠自流是排不出去的，必須設定排水泵站，而且還應考慮廠區主要下水道壅水時不淹沒主要場地。
在某些工廠設計中，還可採用“外高內底”的防汛做法，即把靠近水域邊的建、構築物、道路等填高到設計頻率水位(包括波浪侵襲高度和壅水高度)0.5m以上，起到堤壩作用，使場地內的設計標高可以降低，而不被水淹。但需考慮生產運輸聯絡和內澇問題。
由於工業企業的地理位置、地形條件、生產性質、企業規模和重要性的不同，場地的設計標高採用統一防洪標準是不現實的。在困難條件下，場地設計標高可根據企業性質、受淹損失、修復難易程度等因素，適當降低次要的輔助設施場地和堆場的標高。
5.結束語
場地設計標高的確定，不僅要滿足生產、運輸、排水要求，適應廠區景觀要求，保證廠區不被洪水、潮水及內澇水淹沒，還要儘量減少土(石)方、建築物和構築物基礎、護牆和擋土牆等工程量。
影響場地設計標高確定的因素多而雜，而且各因素之間是相互聯絡、相互制約的。在設計時應因地制宜，以節約土石方量、節省投資、維護人民生命財產安全為原則，對各種因素進行詳細分析、比較，結合建設單位的設計意圖，制定出合理的場地設計標高，做出更好的設計。
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