廠址選擇、地質(zhì)工程與總圖布置

宋順利

針對(duì)廠址選擇注意要點(diǎn)，例如廠址位置、交通運(yùn)輸、環(huán)保要求、建設(shè)場(chǎng)地情況、水、電情況等，進(jìn)行多角度分析，并簡(jiǎn)要介紹廠址工程地質(zhì)情況，提出總圖布置要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，旨在為有關(guān)人員提供借鑒與參考。

在廠址選擇過(guò)程中，做好總圖布置工作特別重要，通過(guò)科學(xué)選擇廠址，對(duì)工廠后續(xù)的投入運(yùn)行與生產(chǎn)效益影響特別大。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)講，要根據(jù)廠址工程所在地區(qū)的地質(zhì)情況，加強(qiáng)總圖布置，進(jìn)而有效提高工廠的整體經(jīng)濟(jì)效益。

一、廠址選擇注意要點(diǎn)

1.廠址位置

在選擇廠址具體位置時(shí)，設(shè)計(jì)人員要考慮到石灰石礦山和其它輔助礦山的位置、建設(shè)場(chǎng)地具體情況、交通運(yùn)輸情況，以及廠址環(huán)保和水電供應(yīng)情況，通過(guò)綜合考慮后，合理確定出工程具體位置。

2.交通運(yùn)輸

廠址應(yīng)建設(shè)在交通運(yùn)輸較為方便的地區(qū)。若礦山區(qū)域運(yùn)輸條件較差，而將廠址選在礦山周?chē)m然縮短了石灰石輸送距離，降低了石灰石運(yùn)輸成本，但是其他原料及成品運(yùn)輸成本可能會(huì)明顯增加，也可能因?yàn)檫\(yùn)輸不便而失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，在廠址選擇過(guò)程中，要全方位考慮縣、省、國(guó)道等條件良好的道路通過(guò)，盡可能與廠外公路靠近。與陸運(yùn)相比，水路運(yùn)輸成本更低，若條件允許，盡可能采取水路運(yùn)輸。

3.環(huán)保要求

總圖環(huán)保要求：一是廠址距周?chē)用駞^(qū)域或者村莊要求最小距離，設(shè)計(jì)人員還要考慮周?chē)牡匦螚l件和風(fēng)向頻率。

二是要考慮廠區(qū)雨水的收集及沉淀后排放，尤其是對(duì)有污染區(qū)域，如原然料的堆場(chǎng)區(qū)域，更要做好雨水收集及處理工作。

4.建設(shè)場(chǎng)地情況

當(dāng)前階段，各類(lèi)工廠嚴(yán)禁占用基本農(nóng)田及國(guó)家公益林。現(xiàn)在工廠建設(shè)區(qū)域?yàn)樯降嘏c丘陵地帶較多，若地形條件允許，均可以作為建設(shè)用地，但是，設(shè)計(jì)難度比較大。設(shè)計(jì)人員要注意以下問(wèn)題：

第一，場(chǎng)地內(nèi)部是否存在洪水、泥石流威脅，要適當(dāng)加大現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查力度。

第二，場(chǎng)地內(nèi)部是否存在需要躲避的建筑物或者構(gòu)筑物。

第三，場(chǎng)地內(nèi)部是否存在有價(jià)值的礦藏等。

5.工廠水、電情況

在我國(guó)，工廠水電問(wèn)題還是比較容易解決的。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合工廠建設(shè)規(guī)模及范圍，全面調(diào)查發(fā)電廠或者變電站容量，并結(jié)合工廠自身建設(shè)的余熱發(fā)電系統(tǒng)來(lái)確定外部電量是否滿足工廠運(yùn)行要求。如果需要使用地表水，設(shè)計(jì)人員需要調(diào)查河流枯水期流量。若需要使用地下水，設(shè)計(jì)人員要當(dāng)?shù)氐乃牟块T(mén)調(diào)查該地段是否存在豐富地下水。若工廠地區(qū)為缺水地區(qū)，在設(shè)計(jì)中將要考慮采用節(jié)水設(shè)備。

二、廠址工程地質(zhì)情況

廠址選定完畢后，需要進(jìn)行廠址區(qū)域的工程地質(zhì)初步勘探工作，來(lái)了解廠址范圍巖層的埋深與承載力，廠址區(qū)域有無(wú)斷層、空洞等不良地質(zhì)構(gòu)造，以確定此場(chǎng)地的穩(wěn)定性及適應(yīng)性。可采用物探方法，通過(guò)人工建設(shè)地下電流場(chǎng)，并根據(jù)極具裝置特點(diǎn)，快速觀測(cè)空間電阻率變化情況，來(lái)了解和判斷該地區(qū)地質(zhì)條件。

三、總圖布置

1.布置原則

廠址選定完畢后，要根據(jù)地形圖及占地界限進(jìn)行總圖布置，總平面布置原則如下：

第一，有效滿足工藝生產(chǎn)流程需求，確保工藝流程順暢、便捷。

第二，滿足工廠運(yùn)輸和防火等規(guī)范要求。

第三，在滿足工廠工藝流程需求的前提之下，盡可能緊湊布置，有效節(jié)省土地。

第四，根據(jù)工廠所在地區(qū)的地形地貌，科學(xué)布置廠區(qū)，顯著降低基礎(chǔ)費(fèi)用。

第五，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)力度，保證綠化面積符合規(guī)范要求。

2.廠外道路方位的確定

總平面圖布置之前，設(shè)計(jì)人員要明確以下兩點(diǎn)：

第一，石灰石礦山位置及長(zhǎng)皮帶的來(lái)料方向，進(jìn)而合理確定石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)在總圖中大致的位置。

第二，廠外公路或碼頭建設(shè)位置，確定成品發(fā)運(yùn)大致位置，該位置要盡量靠近廠外道路、碼頭，確保水泥發(fā)運(yùn)在工廠內(nèi)的運(yùn)行線路保持最短。

（1）工廠區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向

在總圖布置過(guò)程當(dāng)中，明確主導(dǎo)風(fēng)向特別重要，特別是廠前區(qū)的布置。通常來(lái)講，原料堆場(chǎng)區(qū)和水泥發(fā)運(yùn)區(qū)需要布置在廠區(qū)下風(fēng)向。如果場(chǎng)地條件不能滿足此要求，則堆場(chǎng)區(qū)布置要盡可能減少對(duì)工廠的影響，但是廠前區(qū)需要布置在工廠上風(fēng)或遠(yuǎn)離工廠污染區(qū)的區(qū)域。

（2）場(chǎng)地地形的利用

生產(chǎn)線利用地形由高向低布置是最優(yōu)選擇，有效利用地形高差，縮短皮帶的運(yùn)輸距離，進(jìn)而確保物料運(yùn)輸高度符合生產(chǎn)要求，減少能源損耗。在設(shè)計(jì)工作中，并非所有地形均能夠滿足設(shè)計(jì)要求，故設(shè)計(jì)人員要結(jié)合地形條件，以及場(chǎng)地形狀和生產(chǎn)線規(guī)劃情況，不斷優(yōu)化總圖布置方案。

（3）豎向設(shè)計(jì)

總圖布置結(jié)束后，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合地形，針對(duì)總圖進(jìn)行臺(tái)階劃分，并準(zhǔn)確計(jì)算填挖土方量，調(diào)整臺(tái)階的標(biāo)高，即豎向設(shè)計(jì)。在豎向設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不僅要考慮怎樣利用地形將生產(chǎn)線有高向低布置，而且要全面考慮細(xì)節(jié)，具體內(nèi)容如下：

第一，破碎車(chē)間盡可能布置在高差地段，進(jìn)而降低廠房費(fèi)用。

第二，合理布置堆棚，若條件允許，盡可能利用地形，采取高站臺(tái)低貨位布置模式。

第三，長(zhǎng)形預(yù)均化堆場(chǎng)布置，可充分利用臺(tái)段頂部可填方地段，預(yù)留出堆場(chǎng)出料皮帶位置，這樣不僅能減少預(yù)均化堆場(chǎng)出料皮帶一側(cè)的地坑擋墻，而且可以降低邊坡或擋墻高度，節(jié)省費(fèi)用。

此外，臺(tái)階之間需要采取邊坡或擋土墻進(jìn)行穩(wěn)定連接，在場(chǎng)地的寬松區(qū)域，臺(tái)階之間盡可能采取邊坡連接模式，有效降低工程費(fèi)用。結(jié)合土質(zhì)條件不同，挖方邊坡的坡度在1：1～1：1.5之間，土方坡度在1：1.5～1：2之間。

（4）排水

工廠排水主要分為兩方面，分別是廠外排水和廠內(nèi)排水，具體內(nèi)容如下：

第一，廠外排水。結(jié)合工廠周?chē)鷧^(qū)域具體情況，合理確定排水面積，如果工廠容易受山洪威脅，在工廠外部，需要設(shè)置截洪溝。同時(shí)，還要考慮工廠內(nèi)澇問(wèn)題，在設(shè)計(jì)前期，針對(duì)廠址區(qū)域內(nèi)部是否出現(xiàn)內(nèi)澇進(jìn)行地調(diào)查，如果存在內(nèi)澇現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員要收集廠址區(qū)域50年或100年的最大洪水位。并以最大洪水位標(biāo)高為基礎(chǔ)，增加0.5m為工廠最低標(biāo)高。如果工廠全部或者部分位于洪水位以下，填方量過(guò)大，需要考慮更換廠址，或者采取其他解決措施，例如筑壩等。

第二，場(chǎng)內(nèi)排水。在工廠內(nèi)部，其排水溝通常設(shè)置在道路的兩側(cè)，主要是由于道路區(qū)域雨水要快速排除，如果排水不及時(shí)，會(huì)影響道路的正常運(yùn)行。因此，在豎向設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要全方位考慮廠區(qū)內(nèi)部具體情況，加強(qiáng)地面設(shè)計(jì)，確保廠區(qū)內(nèi)部雨水能夠快速排除。

如果工廠場(chǎng)地存在高差，場(chǎng)內(nèi)排水較為順暢，水溝深度比較淺，排水比較容易。但是，若工廠場(chǎng)地較為平整，同時(shí)工廠外部區(qū)域地形較為平整，則會(huì)增加排水難度。在尼日利亞 ibese項(xiàng)目中，全廠標(biāo)高基本一致，雨季降雨量較大，工廠外部自然沖溝距離工廠大約1.6km，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算得知，廠內(nèi)排到廠外的排水溝溝底標(biāo)高與相接點(diǎn)的自然溝溝底標(biāo)高相差較小，溝底坡度僅為0.1%，設(shè)計(jì)成土溝，雨水流速特別緩慢。該地區(qū)雨季的暴雨強(qiáng)度特別大，若廠外排水速度緩慢，工廠內(nèi)部雨水由于雍水無(wú)法快速排除到廠外，雨水量過(guò)大，引發(fā)廠內(nèi)漫水，嚴(yán)重影響工廠的正常生產(chǎn)。

為了保證此問(wèn)題得到良好解決，設(shè)計(jì)人員決定在熟料生產(chǎn)線兩側(cè)，設(shè)置規(guī)模較大的排水渠，渠道寬度為3m，與工廠外部的總排水溝連接，工廠內(nèi)部雨水進(jìn)入到排水渠內(nèi)部，進(jìn)行有效的緩沖，然后逐步排放到工廠外。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況得知，此種排水方式應(yīng)用效果較好，工廠內(nèi)部無(wú)淹水現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.實(shí)例分析

（1）華潤(rùn)封開(kāi)水泥廠

華潤(rùn)封開(kāi)水泥廠的地形比較復(fù)雜，廠址主要由山體與溝壑組成，無(wú)平緩的場(chǎng)地。設(shè)計(jì)人員通過(guò)綜合考慮石灰石來(lái)料方向及西江碼頭位置，并考慮地形情況制定出完善的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)中充分利用廠址區(qū)域內(nèi)的高、中、低3個(gè)山包，按不同標(biāo)高整平后分別布置原、燃料預(yù)均化堆場(chǎng)、燒成系統(tǒng)、水泥粉磨及發(fā)運(yùn)系統(tǒng)，使整個(gè)生產(chǎn)線由高向低布置，并且重型建筑物基礎(chǔ)基本處于挖方地段。全廠自然地形最大高差約為122m，總圖設(shè)計(jì)最大高差為67m，全廠填挖方各為1000萬(wàn)m3左右。因?yàn)榭倛D規(guī)劃合理，由最初規(guī)劃的四條生產(chǎn)線建設(shè)為六條，同時(shí)還可以預(yù)留出兩條生產(chǎn)線位置，有效提高工廠的總體效益。

（2）東方希望重慶水泥廠

通常情況下，山坡地生產(chǎn)線設(shè)計(jì)都遵守由高向低原則。一般會(huì)將生產(chǎn)線分堆場(chǎng)區(qū)、燒成區(qū)、粉磨及發(fā)運(yùn)區(qū)等從上向下分臺(tái)段平行于等高線進(jìn)行布置，此種布置方式簡(jiǎn)單，填方量比較小。

但在坡地高差較大地段，上述設(shè)計(jì)方法就不太適用，需要進(jìn)行調(diào)整。結(jié)合東方希望重慶水泥廠所在地區(qū)的地形地貌得知，設(shè)計(jì)人員決定將石灰石、輔料預(yù)均化堆場(chǎng)平行等高線布置在石灰石來(lái)料方向上的地形較陡區(qū)域，將燒成系統(tǒng)垂直于等高線布置，靠近江邊布置水泥粉磨及發(fā)運(yùn)，節(jié)省大量土方量。從輔料預(yù)均化堆場(chǎng)至水泥發(fā)運(yùn)，總設(shè)計(jì)高差約為92m，燒成系統(tǒng)從原料粉磨至熟料庫(kù)設(shè)計(jì)高差為22m，同時(shí)窯頭、窯尾高差5m，減少了窯尾及窯墩的高度，節(jié)省投資。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)廠址工程的地質(zhì)情況與總圖布置進(jìn)行合理化的分析，例如明確布置原則、廠外道路方位的確定、豎向設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)等，取得較好的設(shè)計(jì)效果，可以為相關(guān)工作人員提供有效借鑒。