浅谈总图优化思想在新环境下的钢铁厂总图布置中的应用

杨 威

（中冶南方工程技术有限公司， 湖北 武汉 430223）

总图布置对于一个钢铁厂的建设和发展起着至关重要的作用。总图优化思想不是一成不变的，随着时代的发展和科技的进步，总图优化思想也在发展变化。

随着国家发展政策的调整，许多落后的小型钢铁企业被取缔，越来越多的钢铁企业合并，钢铁企业走向规模化发展的道路，但是国家对于企业用地的控制力度加大，总图布置将面对更多新老厂区之间协调、新厂区与预留用地之间协调及节约用地的问题。同时由于国家对环保关注度的提高，钢铁厂的环保要求也相应提升，总图布置时应考虑更多的环保因素。随着海外市场开放，越来越多的钢铁企业走出国门，在海外建立钢铁厂，特别是东南亚地区，是中国钢铁企业走出国门的重点发展区域。东南亚岛屿众多，很多海外钢铁厂选址在岛屿，该区域一般地形起伏较大，雨水量较大，总图布置将面临许多新的问题。在新环境下，钢铁厂的总图布置将会遇到新问题，总图优化的思想必须与时俱进。随着科技的发展和科学理念的传播，更多的新技术和理念可以用于优化总图布置，这也为总图优化思想的发展起到积极的推动作用。现在通过以下几个方面谈谈总图优化思想在新环境下的钢铁企业总图布置中的应用。

1 总图优化思想在竖向设计中的应用

在新环境下，无论国内还是海外的钢铁企业的选址都更多地面对山区这种复杂的地理环境，同时用地范围也受到更多的限制。山区场地地形复杂，标高变化较大，如果强行平整厂区将会增加投资，厂区的土方运输处理将会是一个大问题。在竖向设计中进行总图优化，对于节省投资以及保证工艺流程顺畅会起到重要作用。

竖向设计概括来说就是场地标高设计，一般场地标高变化较大较多的地区的总图布置采用台阶式的布局形式。以某海外钢铁厂项目总图布置方案为例，该钢铁厂选址在印尼东南苏拉威西省摩罗瓦里的中国印尼经贸合作区某园区，岛上为自然丘陵地貌，部分区域地形起伏较大。

首先，对钢铁厂的规模进行研究，对生产工艺进行总图优化，实现节约土地。该钢铁厂区主要包括原料场、烧结、高炉、炼钢、连铸、热轧等部分，通过生产工艺的总图优化设计可以估算出每个工艺流程需要的最小占地面积。工艺连接较紧密的炼钢、连铸、热轧紧凑布置，节约用地。原料场的原料需要通过皮带通廊爬高至高炉炉顶，二者布置时可以充分利用场地高差较大的情况，优化布置位置和标高，节省土地和投资。

其次，对厂区的地形进行分析，优化确定台阶的个数和台阶的标高。台阶式场地布局不是台阶越多越好，虽然在山区地形中，台阶的数目越多场地平整的土方越少，但是台阶之间的道路连接以及挡土墙或者护坡的设置都需要合理考虑，否则过多的台阶只会造成道路运输不畅、增加投资等问题。总图方案优化主要包括联合布置相关工艺、公辅设施合理布局、合理利用不同生产工艺之间高差要求、合理利用道路坡度、优化土方量。其中场地的土方量是总图优化的一个重要因素，特别该钢铁厂在岛屿上，外运土的价格很高，尽量满足场地挖方大于场地填方，可以有效的节省投资，部分多余的挖方好土还可以作为回填土回填至标高较低的预留用地处，从而为今后的土地利用创造有利条件。通过方案优化和比较，该钢铁厂最终确定布置五个台阶，台阶的标高分别为40 m、45 m、62 m、78 m、90 m时方案最优化。

最后，对台阶之间的过渡段进行优化，可以有效节省投资和保证场地安全。场地边坡自然放坡时最节约投资，但是放坡需要的土地面积最大；挡土墙的占地面积较小，但是随着高度的增加，投资会大幅度增加。结合二者合理优化，达到投资和土地利用的最优化。该钢铁厂总图布置时，台阶之间高差未超过8 m且用地较紧张区域，选用挡土墙；台阶高度较大区域且用地不紧张区域，选用分级放坡，通过优化合理选用台阶过渡形式，实现降低投资。

2 总图优化思想在厂区道路设计中的应用

一个厂区的道路对于整个厂区物流运输的通畅性起到决定性的作用，对厂区道路进行总图优化可以极大提升运输效率和节省投资。新环境下，钢铁厂占地面积较大，场地的通达性要求较高，如何利用最小的道路投资满足厂区的运输要求，需要总图优化思想的指导。

首先，合理优化确定道路长度。厂区的厂房在满足建筑防火规范、安全间距的前提下，尽量布置紧凑，部分相关工艺厂房或者公辅设施合建，可以有效地节省道路的长度需求。

其次，合理优化确定道路的最小宽度。道路的宽度与钢铁厂的规模、厂区车流量、载货汽车的类型、车辆的行驶速度以及人流量的大小有关系。前期调研工作做的足，才能更加合理的估算出道路宽度，从而避免道路宽度太宽造成浪费或者宽度太小不能满足运输需求。

最后，合理优化确定道路的结构形式。通过对运输等级的分析，可以优化调整道路结构形式，以节省投资。运输等级较高的区域选用较厚实的道路结构层，运输等级较低的区域选用较薄的道路结构层。道路结构层的材料选用也应考虑当地的原料供应种类，尽量采用当地较易得的材料建设道路，以避免异地采购道路结构材料，造成投资增加。

3 总图优化思想在场地排水中的应用

随着海外钢铁项目逐年增多，部分钢铁厂选址于雨水较丰富的东南亚岛屿国家，合理优化厂区的场地排水，对于保证钢铁厂日常安全生产的重要性不言自明。在该区域内，汇水面积一定时，如何将雨水及时排出，需要对场地坡度进行总图优化。场地排水坡度宜为0.5%～2%，困难情况下不宜小于0.3%，局部地段的最大坡度不宜超过6%[1]。场地中合理设计谷线和脊线，能够快速地排出场地雨水，将雨水汇集于排水沟或者雨水管中。近几年，国家积极倡导海绵城市这一理念，在许多城市规划和项目建设中进行运用，取得了很好的效果。钢铁厂的总图优化中也可以借鉴这一先进理念，利用场地中不适合布置建构筑物且标高较低的区域，使该区域尽量保持原貌或者低影响开发，种植绿色植物，充分利用地势把重要生产设施所在区域的场地雨水合理引流到该区域中，一方面保证重要生产设施所在区域的安全生产，另一方面对钢铁厂的景观美化起到积极的作用，体现绿色环保钢铁厂的理念。在条件允许的情况下，厂区道路采用新型蓄水材料铺设，从而实现调蓄道路雨水，在一定程度上也会缓解厂区中的雨水压力。

4 总图优化思想在管线综合设计中的应用

管线综合是钢铁厂总图布置中重要的组成部分。随着大型钢铁厂的建立以及钢铁厂的扩建，新厂区全厂性或者新老厂区间的管线综合情况会更复杂，因此对总图优化的要求会更高。

管线优化设计主要包括：合理布局管线走向，节省管线长度；类别相同管线应合理集中布置，在条件允许的情况下，可采用综合管廊或者管线共架的形式；应尽量减小价值较高的管线敷设长度，例如电缆，应尽量减小相关厂房的间距；管线敷设过程中应尽量利用建、构筑物的墙皮和柱子；合理布局原料场和成品堆场，实现土地资源的充分利用。

以某海外钢铁项目为例，该项目用地较紧张，管线数目较多，经优化设计后将燃气管线、废气管、冷风管以及部分循环水管等管道采取共架布置，从而节约用地。主控楼、开关站、电气室等建筑物尽量布置在服务区域的中心位置，使电缆到达各个服务位置的总长度最优化。部分管道利用新建的栈桥或者柱子进行敷设，充分利用立体空间，实现节省土地。

5 结语

在新环境下，更多的钢铁企业选择走出国门，同时钢铁企业的环保要求也会越来越高，各种新的问题会相应产生，总图优化思想如何在今后的钢铁厂的规划设计中起到积极的指导作用，必须与时俱进。随着科技的发展和先进科学理念的引入，总图优化思想的外延可以更广阔，总图优化的手段可以更丰富，从而更好服务于新环境下的钢铁厂的规划建设。

[1]中冶南方工程技术有限公司.钢铁企业总图运输设计规范GB50603—2010[S].北京:人民计划出版社，2011：124.