浅谈机械工厂场地竖向设计

刘军伟

摘要竖向设计是场地设计中一个重要的有机组成部分，它与总平面布置密切联系而不可分割。本文通过作者几个亲身设计的机械工厂实例，总结机械工厂场地竖向设计的一般规律。

关键词机械工厂竖向设计 物流运输 场地设计标高

一 问题的提出

设计地面是将自然地形加以适当改造，使其满足设计项目对场地平整程度和高差变化的使用功能要求。根据设计地面整平面之间的连接方法不同，地面的竖向布置形式分为以下三种：

1.1平坡式

平坡式一般适用于自然地形较为平缓（坡度在3%～4%之间）的场地；以及建筑密度大且铁路、道路、管线较密集，单个建筑占地较大，建筑布置集中，对场地地面坡度要求较严格（坡度小于2%）的建设项目。

1.2台阶式

台阶式布置适用于自然坡度较大（大于4%）、面积较大的场地；或单体建筑占地较小、建筑布置分散，道路交通联系简单、管线不多，以及有大量单向重力运输要求（建筑物之间高差在1.5米以上）的建设项目。

1.3混合式

混合式（又称重点式）竖向布置，是混合运用上述两种形式进行的竖向布置，即根据使用要求和地形特点，把建设用地分为几个区域，有的区域采用平坦式以利于建筑的布置，而有的区域则采取台阶式以适应自然地形的复杂变化。如丘陵地区，为保证主体建筑的建设及交通等要求，可采用平坡式；而辅助部分则可按阶梯式布置。

以上三种竖向布置形式适用于各类建设项目的竖向设计，但对于机械工厂场地设计来讲，采用那种竖向设计形式才能充分利用、合理改造自然地形？如何合理选择场地设计标高，使之满足建设项目的使用功能要求？再者对机械工厂的场地竖向设计有没有规律可循呢？

二 策略与措施

2.1平原地区的机械工厂竖向设计

厂区竖向设计之前，首先应考虑满足生产工艺及物料运输的要求，脱离物流运输这个重要环节的竖向设计往往是不成熟的。机械工厂外部运输方式一般为汽车运输，厂内运输方式主要采用叉车、平板车、电瓶车等。

沈阳机床厂新建厂区位于沈阳市铁西经济技术开发区。厂区原始地貌属东北平原地区,场地自然标高标高在31.97～33.25之间。工厂对外运输为无轨方式，原材料及成品运输方式主要靠汽车运输。根据竖向设计的基本原理，可以确定本厂区的场地竖向布置方式应该为平坡式。

场地四周城市道路交叉口设计标高在32.20米～32.60米。根据机械工厂场地设计的一般原则，设计时首先进行了土方计算，考虑基础及道路路槽开挖的余土，最后得出场地设计标高为32.80米。

2.2山区、丘陵地区的机械工厂竖向设计

2.2.1项目一：重庆机床厂

重庆机床厂新征地块属于典型的山区丘陵地带，土方平整之前地势山谷交错，跌荡起伏。原始自然标高最高点256米，最低点185米。新厂区平整后的场地内最高点标高与地块周边道路标高高差也尽20米。

下面以甲、乙两家设计院出现的不同设计方案进行比较说明。

甲设计院注重生产的生产工艺流程，将各个生产联合厂房用平板轨道连接起来，布置在用地的中央位置，各联合厂房的布置基本占据了地块的3/4，如果建筑物有引入轨道的，轨道标高宜与建筑物地面标高相同。则各生产厂房室内设计标高应该在一个标高段上。竖向设计时根据工厂出入口标高情况推算出生产厂房的室内设计标高在223.30米。由于地块四周城市道路设计标高均明显低于地块内场地标高。故解决高差的方式只有在边坡进行处理，边坡处理的方式有护坡和挡土墙两种形式。以上可以看出甲设计院的这种竖向布置方式还是平坡式布置。这样布置的优缺点如下：

1)生产区处于一个标高，便于布置各生产厂房的相对位置，厂房之间物流联系方便。

2)厂内运输长期运营费用低。

3)土方工程量相对较大，一次性建设投资大。

4)由于厂区边界处边坡较陡，不便于厂区对外联系，厂外运输困难。

再看乙设计院的设计方案，乙设计院共布置有两个方案，按总平面思路布置的不同竖向台阶均分为三个台阶，厂区北部作为一个台阶，南部自东向西分为两个台阶。台阶高度差最小为0.50米，最大为4.8米。因机械工厂各联合厂房之间物流联系紧密，为便于运输，一般在两个联合厂房之间设置平板车。引入建筑物的铁路轨顶标高，宜与建筑物地面标高相同。乙设计院在处理厂房之间高差时采用如下图所示方案。

可以看出，乙设计院竖向设计方案的优点：

1)因地制宜，按照厂区自然地势布置各生产厂房、办公建筑。

2)节省土石方工程量和建设资金。

缺点是：

1)厂区内部各台阶之间用挡土墙连接，汽车运输不便。

2)厂房室内地坪之间存在高差，不便于零部件的周转。

可以看出，乙設计院相对甲设计院竖向设计方案要合理一些，但如果采用乙设计院的方案会让业主将来的运营费用增加，这也是业主在最终选择方案时采用了甲设计院的方案。

2.2.2项目二：大重大起旅顺基地建设项目

大重大起旅顺基地建设项目建设场地位于旅顺经济开发区，场地地势起伏较大，总体上为东北高、西南低，最高处与最低处相差二十几米。建设场地南北长约750米，平均坡度约3%。东西宽约650米，宽度不算很大，按地面竖向布置形式应该采用平坡式竖向布置，在设计时根据生产设施之间的相互密切程度和物流强度，考虑到建设进度要求紧急，再者就是场地基岩多为坚硬岩石，为减少人工平整场地的土方工程量，而选择了台阶式布置形式。如A-A剖面图所示：将场地基本分为三个标高段，北部生产区域标高为28.00米，南部生产区域标高为16.00米，而位于中部的办公生活区域标高则定为20.00米。利用位于厂区中部的南北向道路作为三个标高段的连接通道。道路纵向放坡段位于场地中部，按道路设计规范要求，设计时纵向坡度小于8%坡度要求。

上述竖向布置形式实际上也是混合式的布置，比如位于场地南北的生产区域，其本身内部又划分了几个生产单元，各生产单元的竖向布置形式为平坡式。

三 结论

机械工厂多数为机械加工为主的生产企业，为企业赢得经济利益的因素除了工厂管理、生产设备外，更多的是靠工厂内部的物流运输，而工厂竖向设计的优劣将直接影响工厂运输的成败，所以一个好的总平面设计方案也应该是一个合理的竖向设计方案，二者密不可分。

机械工厂的竖向设计方案必须与建设成本挂钩。在确定场地竖向设计标高时一定要与业主有充分的交流与沟通。多了解当地的习惯做法，因地制宜的同时也要考虑入乡随俗。

参考文献：

机械工厂总平面及运输设计规范 JBJ 9-1996,1996

姚宏韬场地设计 沈阳 辽宁科学技术出版社，2000

井生瑞. 总图设计. 北京:冶金工业出版社,1989

廖祖裔. 工业建筑总平面设计. 北京:中国建筑工业出版社,1988

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