化工企业厂区道路设计问题研究

时间:2022-04-14 10:42:32

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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

参考文献:

[1]国家计划委员会.GBJ22—1987厂矿道路设计规范[S].北京:中国计划出版社,1987.

[2]国家住房和城乡建设部.GB50016—2014建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2015.

[3]中国石油和化工勘察设计协会,全国化工总图运输设计技术中心站.GB50489—2009化工企业总图运输设计规范[S].北京:中国计划出版社,2009.

[4]国家住房和城乡建设部.GB50984—2014石油化工工厂布置设计规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

[5]国家发展和改革委员会.SH/T3023—2005石油化工厂内道路设计规范[S].北京:中国石化出版社,2006.

[6]国家住房和城乡建设部.GB50160—2008石油化工企业设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2009.

[7]国家工业和信息化部.HG/T20508—2014控制室设计规范[S].北京:化工出版社,2014.

[8]国家住房和城乡建设部.GB50187—2012工业企业总平面设计规范[S].北京:中国计划出版社,2012.

[9]国家建设部.GB50014—2006室外排水设计规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

[10]国家住房和城乡建设部.GB50268—2008给水排水管道工程施工及验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[11]国家交通部.JTGD030—2004公路路基设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[12]国家交通部.JTGF10—2006公路路基施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

[13]国家交通运输部.JTGD40—2011公路水泥混凝土路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2011.