淺談機械工廠場地豎向設計

劉軍偉

摘要豎向設計是場地設計中一個重要的有機組成部分，它與總平面布置密切聯系而不可分割。本文通過作者幾個親身設計的機械工廠實例，總結機械工廠場地豎向設計的一般規律。

關鍵詞機械工廠豎向設計 物流運輸 場地設計標高

一 問題的提出

設計地面是將自然地形加以適當改造，使其滿足設計項目對場地平整程度和高差變化的使用功能要求。根據設計地面整平面之間的連接方法不同，地面的豎向布置形式分為以下三種：

1.1平坡式

平坡式一般適用于自然地形較為平緩（坡度在3%～4%之間）的場地；以及建筑密度大且鐵路、道路、管線較密集，單個建筑占地較大，建筑布置集中，對場地地面坡度要求較嚴格（坡度小于2%）的建設項目。

1.2臺階式

臺階式布置適用于自然坡度較大（大于4%）、面積較大的場地；或單體建筑占地較小、建筑布置分散，道路交通聯系簡單、管線不多，以及有大量單向重力運輸要求（建筑物之間高差在1.5米以上）的建設項目。

1.3混合式

混合式（又稱重點式）豎向布置，是混合運用上述兩種形式進行的豎向布置，即根據使用要求和地形特點，把建設用地分為幾個區域，有的區域采用平坦式以利于建筑的布置，而有的區域則采取臺階式以適應自然地形的復雜變化。如丘陵地區，為保證主體建筑的建設及交通等要求，可采用平坡式；而輔助部分則可按階梯式布置。

以上三種豎向布置形式適用于各類建設項目的豎向設計，但對于機械工廠場地設計來講，采用那種豎向設計形式才能充分利用、合理改造自然地形？如何合理選擇場地設計標高，使之滿足建設項目的使用功能要求？再者對機械工廠的場地豎向設計有沒有規律可循呢？

二 策略與措施

2.1平原地區的機械工廠豎向設計

廠區豎向設計之前，首先應考慮滿足生產工藝及物料運輸的要求，脫離物流運輸這個重要環節的豎向設計往往是不成熟的。機械工廠外部運輸方式一般為汽車運輸，廠內運輸方式主要采用叉車、平板車、電瓶車等。

沈陽機床廠新建廠區位于沈陽市鐵西經濟技術開發區。廠區原始地貌屬東北平原地區,場地自然標高標高在31.97～33.25之間。工廠對外運輸為無軌方式，原材料及成品運輸方式主要靠汽車運輸。根據豎向設計的基本原理，可以確定本廠區的場地豎向布置方式應該為平坡式。

場地四周城市道路交叉口設計標高在32.20米～32.60米。根據機械工廠場地設計的一般原則，設計時首先進行了土方計算，考慮基礎及道路路槽開挖的余土，最后得出場地設計標高為32.80米。

2.2山區、丘陵地區的機械工廠豎向設計

2.2.1項目一：重慶機床廠

重慶機床廠新征地塊屬于典型的山區丘陵地帶，土方平整之前地勢山谷交錯，跌蕩起伏。原始自然標高最高點256米，最低點185米。新廠區平整后的場地內最高點標高與地塊周邊道路標高高差也盡20米。

下面以甲、乙兩家設計院出現的不同設計方案進行比較說明。

甲設計院注重生產的生產工藝流程，將各個生產聯合廠房用平板軌道連接起來，布置在用地的中央位置，各聯合廠房的布置基本占據了地塊的3/4，如果建筑物有引入軌道的，軌道標高宜與建筑物地面標高相同。則各生產廠房室內設計標高應該在一個標高段上。豎向設計時根據工廠出入口標高情況推算出生產廠房的室內設計標高在223.30米。由于地塊四周城市道路設計標高均明顯低于地塊內場地標高。故解決高差的方式只有在邊坡進行處理，邊坡處理的方式有護坡和擋土墻兩種形式。以上可以看出甲設計院的這種豎向布置方式還是平坡式布置。這樣布置的優缺點如下：

1)生產區處于一個標高，便于布置各生產廠房的相對位置，廠房之間物流聯系方便。

2)廠內運輸長期運營費用低。

3)土方工程量相對較大，一次性建設投資大。

4)由于廠區邊界處邊坡較陡，不便于廠區對外聯系，廠外運輸困難。

再看乙設計院的設計方案，乙設計院共布置有兩個方案，按總平面思路布置的不同豎向臺階均分為三個臺階，廠區北部作為一個臺階，南部自東向西分為兩個臺階。臺階高度差最小為0.50米，最大為4.8米。因機械工廠各聯合廠房之間物流聯系緊密，為便于運輸，一般在兩個聯合廠房之間設置平板車。引入建筑物的鐵路軌頂標高，宜與建筑物地面標高相同。乙設計院在處理廠房之間高差時采用如下圖所示方案。

可以看出，乙設計院豎向設計方案的優點：

1)因地制宜，按照廠區自然地勢布置各生產廠房、辦公建筑。

2)節省土石方工程量和建設資金。

缺點是：

1)廠區內部各臺階之間用擋土墻連接，汽車運輸不便。

2)廠房室內地坪之間存在高差，不便于零部件的周轉。

可以看出，乙設計院相對甲設計院豎向設計方案要合理一些，但如果采用乙設計院的方案會讓業主將來的運營費用增加，這也是業主在最終選擇方案時采用了甲設計院的方案。

2.2.2項目二：大重大起旅順基地建設項目

大重大起旅順基地建設項目建設場地位于旅順經濟開發區，場地地勢起伏較大，總體上為東北高、西南低，最高處與最低處相差二十幾米。建設場地南北長約750米，平均坡度約3%。東西寬約650米，寬度不算很大，按地面豎向布置形式應該采用平坡式豎向布置，在設計時根據生產設施之間的相互密切程度和物流強度，考慮到建設進度要求緊急，再者就是場地基巖多為堅硬巖石，為減少人工平整場地的土方工程量，而選擇了臺階式布置形式。如A-A剖面圖所示：將場地基本分為三個標高段，北部生產區域標高為28.00米，南部生產區域標高為16.00米，而位于中部的辦公生活區域標高則定為20.00米。利用位于廠區中部的南北向道路作為三個標高段的連接通道。道路縱向放坡段位于場地中部，按道路設計規范要求，設計時縱向坡度小于8%坡度要求。

上述豎向布置形式實際上也是混合式的布置，比如位于場地南北的生產區域，其本身內部又劃分了幾個生產單元，各生產單元的豎向布置形式為平坡式。

三 結論

機械工廠多數為機械加工為主的生產企業，為企業贏得經濟利益的因素除了工廠管理、生產設備外，更多的是靠工廠內部的物流運輸，而工廠豎向設計的優劣將直接影響工廠運輸的成敗，所以一個好的總平面設計方案也應該是一個合理的豎向設計方案，二者密不可分。

機械工廠的豎向設計方案必須與建設成本掛鉤。在確定場地豎向設計標高時一定要與業主有充分的交流與溝通。多了解當地的習慣做法，因地制宜的同時也要考慮入鄉隨俗。

參考文獻：

機械工廠總平面及運輸設計規范 JBJ 9-1996,1996

姚宏韜場地設計 沈陽 遼寧科學技術出版社，2000

井生瑞. 總圖設計. 北京:冶金工業出版社,1989

廖祖裔. 工業建筑總平面設計. 北京:中國建筑工業出版社,1988

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。