淺談水泥廠管線綜合設計

王成杰

（安徽海螺建材設計研究院 安徽 蕪湖 241070）

0 前 言

水泥工廠內部的管線一般都是沿道路敷設的，在總平面布置出圖后，水、暖、電、氣等各專業的布置方案也初步確定。總圖專業以各專業單項設計為基礎，進行初步管線綜合設計，但如果發現單項工程原來的走向、位置不合理或與其他管線工程發生沖突，就必須會同相關專業，研究管線布置出現問題的解決方法，提出處理問題和調整位置的意見，并進行糾正。以管線工程綜合設計符合有關技術規程、規范要求。

1 管線綜合設計的意義

總圖設計不僅需要考慮廠址的選擇、建構筑物的布局，還要對工業場地內部工程管道線路的選擇與敷設等進行合理的總體布局和規劃。

在現代水泥廠內，各建構筑物間，都由大量的地下或地面管線相互聯系著，諸如水泥工藝地坑、電纜隧道、雨水溝、給排水管、循環水管、燃氣管、直埋電纜、電纜橋架以及廠內道路等，共同組成完整的工程管線系統，用以滿足企業在生產和生活上的需要。這些工程管線因其性質和用途不同，均按照各自固有的技術和特性進行敷設。因而在設計或施工中，必然會出現各種錯綜復雜的技術矛盾和沖突。為此，必須進行水泥工廠管線綜合設計。

2 主要設計原則

（1）應盡量使各種管線間以及與各建構筑物間在平面和豎向布置上相互協調，既要節約用地，不影響預留發展，又要滿足施工、檢修及安全生產的要求。

（2）各工程管線走向力求短、直、順，盡量減少管線與道路交叉。如有斜交時，角度不應小于45°。

（3）管線宜布置在靠近主要用水側及支管較多的一側，以便減少支管長度和交叉。

（4）全面考慮各種管線的性質、用途、相互關系及彼此之間可能產生的影響，合理選擇管線走向，使工程管線不重合，不相碰，保證施工及檢修正常進行。

（5）改、擴建工程中新建管線不能影響原有管線的使用，并盡量滿足施工要求和交通運輸的正常運行。

（6）盡量避開不良地質地形∶不良地質如：塌方、滑坡、濕陷、深填土地質。在濕陷性黃土地區，管線布置要考慮管線與建構筑物之間的安全間距。

（7） 地面管線應避開集中人流、貨流的道路交叉。布置原則是：

①大管先、小管后；

②臨時性的讓永久性的；

③壓力大的讓壓力小的；

④便于施工的讓難于施工的；

⑤彎曲的讓直的；

⑥可用舊管盡量保留、再加新管線；

⑦有腐蝕性介質、酸、堿性介質用特殊管道。要求作防滲漏、防腐蝕處理。

（8）特殊管線的處理

①布置管路時盡量布置在低層，低于其他管線，盡量集中布置。

②埋地管線，如：熱力管道、電力管道、冷卻水管道等要求保持一定凈距離。電纜交叉處采用局部隔熱措施。

（9）管線綜合平面布置的一般原則：

一般來說，各種地下管線自建筑紅線向道路中心線方向平行布置的次序宜為：

①工藝管道或管廊、管架；

②通信、電力電纜（直埋、電纜溝或橋架）；

③熱力管架或管溝；

④生產、生活給水管道或管溝；

⑤生產廢（回）水管道；

⑥生活污水管道；

⑦消防給水管道；

⑧雨水暗管或明溝；

⑨照明及電信桿柱；

⑩特殊管線特殊處理。

（10）管線綜合豎向布置的一般原則：

管線綜合豎向布置是在豎向上布置交叉口的工程管線，合理確定管線交叉時的垂直凈距離，判定其是否符合有關規范要求。

各種管線交叉時，自地面向下一般排列的順序為：熱力管線、電力、電信電纜（弱電應在強電上面越過）、燃氣管線、給水管線、雨水排水、污水排水。

3 設計步驟

（1）總圖專業首先將總平面布置圖分別提交給各相關專業。

（2）各專業在接到由總圖專業所提供的總平面布置圖后，應將本專業所設計的管線及相關附屬的重要設備，根據技術要求和合理的敷設方式，布置在總圖上。

（3）根據管線綜合的布置原則和具體技術要求，總圖專業進行初步的管線綜合布置。

（4）總圖專業根據各相關專業都同意的管線綜合布置初步方案，先進行排列組合，凡是管線走向位置不合理、間距不夠、上下線重疊在一起的，按照有關規定把需要調整的管線走向、間距等詳細標注于圖中再次反饋給相關專業，以征求意見、協調矛盾，得到共同認可的統一意見。意見統一后，各專業方可正式設計施工圖紙。

（5）總圖專業根據各專業提供的完整的施工資料圖，進行各管線的平面定位，修正各系統的平面布局經對交叉點驗算后，對各管線標高進行系統的調整。

（6）管線綜合設計施工圖紙做出后，應送交各相關專業核對、會簽確認。

4 過程遭遇問題的處理

針對錯綜復雜的管線，在設計過程中普遍存在配合協調不足，造成管道標高交叉嚴重，管道定位互相擠占空間等現象，這就需要總圖設計人員與相關專業協調解決。現就總圖設計中遇到的若干問題分析如下：

4.1 貨運道路與工藝地坑交叉、給水管與雨水溝交叉的情況

梁平海螺水泥有限公司一期工程在管線綜合設計過程如圖1節點J01處，由于石灰石預均化堆場與進聯合儲庫的砂巖輔料道路很近，原設計路面下出料地坑的頂標高幾乎高出路面，造成行車不便。同時地坑上方有一根DN100的消防給水管垂直交叉，水溝與水管垂直交叉。后來更改設計，將該區域道路標高及聯合儲庫子項、原煤卸車子項±0.00平面同時抬高0.5m，使得行車順暢，亦能滿足雨水溝與消防水管垂直交叉后的埋深要求。

圖1 總圖中交叉點位置

圖2 交叉點剖面圖

4.2 雨水溝與電纜溝相交叉的處理方案

在廠區雨水排除設計中，一般情況下遵循的原則是結合廠區地形就近排出廠外，但梁平海螺水泥有限公司一期工程如圖3所示，總降與發電主廠房之間原地形是一條V形溝壑，地勢比較低洼，廠區在做土方工程時已作平整。該區域雨水匯集仍按照原有排水方向排除，但連接總降與主廠房的是一條電纜溝，與雨水面明溝平面垂直交叉，恰好擋住了雨水排除的方向。采取的處理方案如圖4所示，將交叉部分雨水溝改成混凝土雨水管，下穿電纜溝，解決了該區域的雨水排除問題。

圖3 總圖中交叉點位置

圖4 交叉點平面、剖面圖

圖5 總圖中交叉點位置

圖6 處理方案

4.3 電纜隧道、道路、擋墻相互交叉時的處理方法

現選取遵義海螺有限公司一期工程為例，由于遵義海螺建設場地地形高差起伏較大，且土石方工程量以石方居多，建構筑物基坑、管溝基槽開挖都有一定難度。經綜合考慮，電氣專業在設計時，將自總降接出至一期原料粉磨的電纜隧道，從一、二期生料均化庫中間的道路下方穿過，同時因窯尾與原料磨有6.5m高差，此處高差利用擋墻分割成臺段，總圖布置見圖5。設計方案為自生料庫道路爬坡至電收塵，電纜隧道結合擋土墻一起設計。初始方案上方斷面圖如圖6所示。后經與土建專業溝通，此方案對電纜隧道結構不經濟，需重新設計。經過綜合比較，決定在生料庫與原料磨之間設計為踏步臺階，將電纜隧道布置在踏步下方，擋土墻仍按照常規設計，如圖6中下方斷面圖所示。此方案不僅施工方便，且更為經濟、合理。

4.4 二期擴建工程建構筑物與一期管溝相互影響的情況

陽春海螺水泥有限責任公司二期萬噸線工程，在基本設計階段布置總圖方案時，窯頭與一期熟料線對齊。后經院內評審，綜合考慮全廠的總圖布局，考慮到原料輸送進原料磨的輸送距離及合適的輸送角度諸多問題后，將萬噸線生產線整體下移；改為一、二期生料庫對齊。這一調整使一期熟料線生產給水管、循環水管都需要進行調整，如圖7所示。導致二期工程喂料樓處水管、電纜隧道、雨水溝布置非常緊湊，如圖8上圖斷面所示。由于電纜隧道在一期工程中已經建成，在此處敷設水管、水溝，與喂料樓基坑開挖很容易造成施工干擾。因此，施工定位距離非常重要；同時，施工時還要注意新建管線不能影響原有管線的使用。設計調整后新線窯頭熟料拉鏈機出地面段與一、二期水管，一期電纜隧道交叉的處理方法，如圖8下圖斷面所示。保證了一期熟料線的正常運行。

圖7 總圖中交叉點位置 圖8 兩交叉點處剖面圖

5 體會及建議

管線綜合設計是一門綜合協調各專業單項設計的工程，需要各專業設計人員互相配合。總圖設計人員應全盤考慮，提前對可能出現的問題進行預判。對于管線相對集中的部位，要進行綜合考慮，同時要注意和相關專業的溝通，只有多方面共同努力配合，遵循合理的設計原則，滿足各自的工藝要求，綜合管線工程才能達到滿意的效果。