台式竖向布置形式的选择分析

黄文利

摘要：厂区竖向布置形式一般分为两种，平坡式和台阶式。本文提到的台式形式，是台阶式的一种，但又与常见的台阶式布置有区别。本文结合国家电投西宁火电厂工程实例，对台式竖向布置的选择做详细论述和分析。

关键词：地形特点；外部条件；台式竖向；和谐统一；集约用地；降低投资

引言

国家电投西宁火电厂位于青海省西宁甘河工业园区内，电厂外部条件依托园区，故为能和园区协调，电厂设计需结合厂址地形及开发区整体竖向规划要求、铁路专用线接轨及进厂道路引接顺畅、节省土石方量、节省地基处理工程量以及总平面布置紧凑、集约用地等因素，合理选择厂区竖向布置形式，合理优化厂区竖向布置标高，是需要重点要研究的问题。

1工程概况

国家电投西宁火电厂建设规模为2X660MW超超临界燃煤间接空冷机组，厂址位于青海省湟中县，西宁经济技术开发区甘河工业园西区中部。西北距湟原县城约23km，东距西宁约35km。电厂一期工程厂区围墙内用地面积35.06公顷（未包括铁路电厂站用地）。

电厂于2013年6月开工建设，两台机组分别于2015年12和2016年2月投产发电。该工程是世界上第一个在海拔2000米以上建设的2X660MW超超临界间接空冷机组。

2厂址位置及地形特点分析

厂址地貌属山间盆地，厂区自然地面标高2462～2482m(1985国家高程基准,下同)，场地整体由东南向西北倾斜，厂址东侧靠近山体，地势较高，且有一较高陡坎，陡坎高度约8m。陡坎上下地形地势整体平坦开阔,局部有起伏。陡坎下自然地面标高2465～2474m，高差9m；陡坎上自然地面标高2476～2482m，高差6m。

电厂一期工程场地南北宽约900m，东西宽约350～600m，陡坎上场地宽度约150～200m，长度约600m。厂区北侧约300m范围内陡坎逐渐变缓。

3电厂外部条件影响分析

厂址位于甘河工业园西区中部。2×660MW超超临界间接空冷燃煤机组（留有再扩建2×660MW机组条件）厂区用地位于经一路与经二路之间。甘河铁路在厂址西侧南北向通过，电厂铁路专用线由甘河铁路甘河西站接轨，甘河车站距离厂址西北方向约1.5km。厂址东侧紧邻经二路，进厂道路由经二路引接。

由于电厂位于工业园区内，电厂的优化布置一方面要考虑与园区协调，满足园区整体规划要求，另一方面要注重依托园区既有设施资源，减少厂外新建工程量，降低工程造价。

3.1甘河工业园西区概况

甘河工业园区位于湟中县县城（鲁沙尔镇）西端，甘河滩镇境内。工业园区于2002年7月由青海省政府批准设立，以有色金属、冶炼加工、化工、能源产业为主的国家级工业园区。甘河工业园西区用地位于甘河工业园东区西侧，青藏铁路及109国道在其北侧通过。园区地势平坦，大体走向南高北低，呈狭长带状，南北长约14km,场地海拔高程为2403m—2590m之间，东西两侧为山体，园区边界用地面积为24.32km2。

3.2铁路、公路引接条件分析

甘河工业园西区铁路线由原青藏铁路既有线引入，南北向穿越基地，电厂铁路专用线由甘河工业园专用铁路甘河西站接轨，铁路专用线全长1.88km。

园区境内交通设施比较完善，经一路和经二路两条南北向主干道贯穿园区与园区道路相连成网并向北与109国道相连。电厂进厂道路和运灰道路均由园区经二路引接。

电厂卸煤站有效长度880m,煤车整列牵引进厂，受东西向场地宽度限制，电厂站采用曲线站场，翻车机尽端式布置。同时由于接轨站位于厂区北侧，标高较低，而且距离电厂较近，在考虑铁路专用线和曲线站场最大限坡的因素情况下，最终确定的电厂铁路电站站轨顶标高为2474.90m。此标高是确定竖向设计标高必须要考虑的因素之一。

另外，由于电厂东侧距离经二路只有15m左右，由经二路引接进厂的道路标高也是影响厂前区等出入口附近的功能区场地标高确定因素之一。

4台式竖向布置选择

厂区竖向布置根据生产工艺流程要求，结合厂区地形、地质、水文气象、交通条件等条件综合考虑，经多次优化、论证、比选，最终确定厂区竖向布置采用台式布置形式，即将厂前区、材料库、辅机塔及泵房、锅炉补给水处理站、综合水泵房及蓄水池、启动锅炉房、输煤综合楼、油库区、消防车库等大部分辅助附属建筑布置在一个较厂区高约5m的平台上，平台东侧是厂区围墙，与经二路标高一致，其余三面修建挡土墙。该平台东西宽210m，南北宽350m,面积7.35hm2。进厂主入口位于厂区东侧中部。平台南北两侧各有两条坡道与厂区道路连接。平台上场地设计标高2476.20～2478.40m,场地由东南向西北方向倾斜，东西向坡度为5‰，南北向坡度为4‰。台阶下厂区场地设计标高2473.20～2470.00m,场地由南向北倾斜，东西向设计平坡，南北向设计坡度4‰。铁路电厂站翻车机区域场地整平标高2474.17m。

厂区竖向采用台式布置形式，主要考虑如下因素：

（1）根据厂址自然地形特点，厂区地块靠近东侧出现陡坎，且高差较大。

（2）厂区东侧紧邻经二路，考虑进厂道路引接条件，厂前区标高需与经二路标高协调。

（3）厂址场地属自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）。根据地质勘查资料，在确定厂区竖向设计标高时，应尽量避免使主厂房、锅炉房、烟囱以及冷却塔等主要建（构）筑物处在高填方区域而增加地基处理工程量及工程投资。

（4）铁路电厂站翻车机轨顶标高较厂区地势低，综合考虑主厂房标高、输煤栈桥长度及上煤角度因素，煤场区及铁路卸煤区场地标高最终确定需按照输煤工艺要求及优化结果确定。

（5）竖向的台阶划分必须同时按照总平面布置要求考虑厂区功能分区的合理性。将生产联系密切的建筑物尽可能布置在同一个平台上；液氨区、氢站宜布置在厂区边缘、人员活动较少、通风条件好且运输方便的安全地带。

（6）竖向设计在全面地考虑厂区内外衔接、地基处理及平面优化等因素之外，土方平衡也是减少工程量、节约投资的关键所在。

5竖向布置优化结果

5.1主要建筑物零米标高及地基处理方式，见表5.1-1。

表5.1-1

注：#1间冷塔与#2间冷塔按照同一标高设计，使#2间冷塔处于填方区，地基换填处理深度约2m。综合考虑工艺管线敷设方便、流程顺畅、场地排水、水塔及泵房车间引道引接方便等因素而将#1、#2水塔设为同一标高，同时与周围场地标高相协调。

5.2厂区及施工区土方平衡,见表5.2-1。

表5.2-1

6结论

通过以上论述，可见根据地形条件，全厂总体规划布局要求而确定的西宁火电厂厂区“台式”竖向布置形式不同于以往工程常见的台阶式布置：常见的台阶式布置一般将场地设置两到三个台阶，多将升压站区、主厂房区、煤场区、厂前区或辅助生产区功能相近的建筑分别单独布置在一个台阶上，且每个台阶或处在厂区一侧或一角、或由一个方向向另一方向呈逐级式上升或下降的台阶布置，也或者是其它不规则台阶。而西宁电厂是将厂前区、材料库、机力通风冷却塔、锅炉补给水处理区、启动锅炉房、油库区、消防车库等大多辅助、附属建筑布置在同一平台上面，该平台用地南北长350m，东西宽210m，平面基本为矩形形状。平台高度5m，就像在厂区搭建的一个大舞台，呈现在厂区地块东侧中部，故称为“台式”竖向布置。该布置形式使总平面布置紧凑、集约用地效果明显；使厂前区标高与工业园区标高协调、环境好、舒适度好；厂区主要生产建筑地基处理费用低；输煤系统布置最优；同时也做到了全厂土石方综合平衡。该台式布置形式的缺点同常见的台阶竖向布置类同，就是管线、管架布置以及道路交通联系不太方便，并增加了挡土墙投资。

总之，对于工业企业竖向设计的影响要素，除了防排洪之外（园区统一考虑），其它几方面在西宁火电厂工程中均得以体现并通过全面设计优化，采取了适合本工程特点的竖向布置形式，全面解决了该工程遇到的厂内外道路衔接问题、场地宽度受限和地理位置距离接轨站太近引起的铁路专用线引接困难、地基处理、土方平衡及厂区总平面适应地形需要合理功能分区、集约用地等方面的诸多问题，同时使工艺流程顺畅、电厂整洁美观、安全环保。

6附图

6.1附图1：全厂总体规划图

图1全厂总体规划图图2厂区竖向布置图

6.2附图2：厂区竖向布置图

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准DL5000—2000《火力发电厂设计技术规程》.

[2]中华人民共和国电力行业标准DL/T5032-2005《火力发电厂总图运输设计技术规程》.