浅谈水泥厂管线综合设计

2013-09-10王成杰

四川水泥 2013年10期

王成杰

（安徽海螺建材设计研究院安徽芜湖 241070）

0 前言

水泥工厂内部的管线一般都是沿道路敷设的，在总平面布置出图后，水、暖、电、气等各专业的布置方案也初步确定。总图专业以各专业单项设计为基础，进行初步管线综合设计，但如果发现单项工程原来的走向、位置不合理或与其他管线工程发生冲突，就必须会同相关专业，研究管线布置出现问题的解决方法，提出处理问题和调整位置的意见，并进行纠正。以管线工程综合设计符合有关技术规程、规范要求。

1 管线综合设计的意义

总图设计不仅需要考虑厂址的选择、建构筑物的布局，还要对工业场地内部工程管道线路的选择与敷设等进行合理的总体布局和规划。

在现代水泥厂内，各建构筑物间，都由大量的地下或地面管线相互联系着，诸如水泥工艺地坑、电缆隧道、雨水沟、给排水管、循环水管、燃气管、直埋电缆、电缆桥架以及厂内道路等，共同组成完整的工程管线系统，用以满足企业在生产和生活上的需要。这些工程管线因其性质和用途不同，均按照各自固有的技术和特性进行敷设。因而在设计或施工中，必然会出现各种错综复杂的技术矛盾和冲突。为此，必须进行水泥工厂管线综合设计。

2 主要设计原则

（1）应尽量使各种管线间以及与各建构筑物间在平面和竖向布置上相互协调，既要节约用地，不影响预留发展，又要满足施工、检修及安全生产的要求。

（2）各工程管线走向力求短、直、顺，尽量减少管线与道路交叉。如有斜交时，角度不应小于45°。

（3）管线宜布置在靠近主要用水侧及支管较多的一侧，以便减少支管长度和交叉。

（4）全面考虑各种管线的性质、用途、相互关系及彼此之间可能产生的影响，合理选择管线走向，使工程管线不重合，不相碰，保证施工及检修正常进行。

（5）改、扩建工程中新建管线不能影响原有管线的使用，并尽量满足施工要求和交通运输的正常运行。

（6）尽量避开不良地质地形∶不良地质如：塌方、滑坡、湿陷、深填土地质。在湿陷性黄土地区，管线布置要考虑管线与建构筑物之间的安全间距。

（7）地面管线应避开集中人流、货流的道路交叉。布置原则是：

①大管先、小管后；

②临时性的让永久性的；

③压力大的让压力小的；

④便于施工的让难于施工的；

⑤弯曲的让直的；

⑥可用旧管尽量保留、再加新管线；

⑦有腐蚀性介质、酸、碱性介质用特殊管道。要求作防渗漏、防腐蚀处理。

（8）特殊管线的处理

①布置管路时尽量布置在低层，低于其他管线，尽量集中布置。

②埋地管线，如：热力管道、电力管道、冷却水管道等要求保持一定净距离。电缆交叉处采用局部隔热措施。

（9）管线综合平面布置的一般原则：

一般来说，各种地下管线自建筑红线向道路中心线方向平行布置的次序宜为：

①工艺管道或管廊、管架；

②通信、电力电缆（直埋、电缆沟或桥架）；

③热力管架或管沟；

④生产、生活给水管道或管沟；

⑤生产废（回）水管道；

⑥生活污水管道；

⑦消防给水管道；

⑧雨水暗管或明沟；

⑨照明及电信杆柱；

⑩特殊管线特殊处理。

（10）管线综合竖向布置的一般原则：

管线综合竖向布置是在竖向上布置交叉口的工程管线，合理确定管线交叉时的垂直净距离，判定其是否符合有关规范要求。

各种管线交叉时，自地面向下一般排列的顺序为：热力管线、电力、电信电缆（弱电应在强电上面越过）、燃气管线、给水管线、雨水排水、污水排水。

3 设计步骤

（1）总图专业首先将总平面布置图分别提交给各相关专业。

（2）各专业在接到由总图专业所提供的总平面布置图后，应将本专业所设计的管线及相关附属的重要设备，根据技术要求和合理的敷设方式，布置在总图上。

（3）根据管线综合的布置原则和具体技术要求，总图专业进行初步的管线综合布置。

（4）总图专业根据各相关专业都同意的管线综合布置初步方案，先进行排列组合，凡是管线走向位置不合理、间距不够、上下线重叠在一起的，按照有关规定把需要调整的管线走向、间距等详细标注于图中再次反馈给相关专业，以征求意见、协调矛盾，得到共同认可的统一意见。意见统一后，各专业方可正式设计施工图纸。

（5）总图专业根据各专业提供的完整的施工资料图，进行各管线的平面定位，修正各系统的平面布局经对交叉点验算后，对各管线标高进行系统的调整。

（6）管线综合设计施工图纸做出后，应送交各相关专业核对、会签确认。

4 过程遭遇问题的处理

针对错综复杂的管线，在设计过程中普遍存在配合协调不足，造成管道标高交叉严重，管道定位互相挤占空间等现象，这就需要总图设计人员与相关专业协调解决。现就总图设计中遇到的若干问题分析如下：

4.1 货运道路与工艺地坑交叉、给水管与雨水沟交叉的情况

梁平海螺水泥有限公司一期工程在管线综合设计过程如图1节点J01处，由于石灰石预均化堆场与进联合储库的砂岩辅料道路很近，原设计路面下出料地坑的顶标高几乎高出路面，造成行车不便。同时地坑上方有一根DN100的消防给水管垂直交叉，水沟与水管垂直交叉。后来更改设计，将该区域道路标高及联合储库子项、原煤卸车子项±0.00平面同时抬高0.5m，使得行车顺畅，亦能满足雨水沟与消防水管垂直交叉后的埋深要求。

图1 总图中交叉点位置

图2 交叉点剖面图

4.2 雨水沟与电缆沟相交叉的处理方案

在厂区雨水排除设计中，一般情况下遵循的原则是结合厂区地形就近排出厂外，但梁平海螺水泥有限公司一期工程如图3所示，总降与发电主厂房之间原地形是一条V形沟壑，地势比较低洼，厂区在做土方工程时已作平整。该区域雨水汇集仍按照原有排水方向排除，但连接总降与主厂房的是一条电缆沟，与雨水面明沟平面垂直交叉，恰好挡住了雨水排除的方向。采取的处理方案如图4所示，将交叉部分雨水沟改成混凝土雨水管，下穿电缆沟，解决了该区域的雨水排除问题。

图3 总图中交叉点位置

图4 交叉点平面、剖面图

图5 总图中交叉点位置

图6 处理方案

4.3 电缆隧道、道路、挡墙相互交叉时的处理方法

现选取遵义海螺有限公司一期工程为例，由于遵义海螺建设场地地形高差起伏较大，且土石方工程量以石方居多，建构筑物基坑、管沟基槽开挖都有一定难度。经综合考虑，电气专业在设计时，将自总降接出至一期原料粉磨的电缆隧道，从一、二期生料均化库中间的道路下方穿过，同时因窑尾与原料磨有6.5m高差，此处高差利用挡墙分割成台段，总图布置见图5。设计方案为自生料库道路爬坡至电收尘，电缆隧道结合挡土墙一起设计。初始方案上方断面图如图6所示。后经与土建专业沟通，此方案对电缆隧道结构不经济，需重新设计。经过综合比较，决定在生料库与原料磨之间设计为踏步台阶，将电缆隧道布置在踏步下方，挡土墙仍按照常规设计，如图6中下方断面图所示。此方案不仅施工方便，且更为经济、合理。

4.4 二期扩建工程建构筑物与一期管沟相互影响的情况

阳春海螺水泥有限责任公司二期万吨线工程，在基本设计阶段布置总图方案时，窑头与一期熟料线对齐。后经院内评审，综合考虑全厂的总图布局，考虑到原料输送进原料磨的输送距离及合适的输送角度诸多问题后，将万吨线生产线整体下移；改为一、二期生料库对齐。这一调整使一期熟料线生产给水管、循环水管都需要进行调整，如图7所示。导致二期工程喂料楼处水管、电缆隧道、雨水沟布置非常紧凑，如图8上图断面所示。由于电缆隧道在一期工程中已经建成，在此处敷设水管、水沟，与喂料楼基坑开挖很容易造成施工干扰。因此，施工定位距离非常重要；同时，施工时还要注意新建管线不能影响原有管线的使用。设计调整后新线窑头熟料拉链机出地面段与一、二期水管，一期电缆隧道交叉的处理方法，如图8下图断面所示。保证了一期熟料线的正常运行。