山区地形大型油气站场总图设计浅析

山区地形大型油气站场总图设计浅析

张章

中石化石油工程设计有限公司山东东营257026

摘要：山区油气站场总图设计直接关系到工程建设难度与进度，要充分考虑山区地形地貌、自然条件、地质条件的影响做好平面设计、竖向设计与排水设计，以确保总图设计最优化。本文从平面设计、竖向设计、排水设计三个角度分析了山区油气站场总图设计的要点，希望能为山区站场设计提供参考

关键词：山区地形；大型油气站场；总图设计

引言

油气站场作为提供能源的重要设施，其设计与运作情况直接关系到能源输送质量与效率，不同地区油气站场的设计有不同要求，山区作为地形较为复杂、自然条件特殊的典型区域，其油气站场总图设计要综合考虑到诸多情况，以确保站场的设计与分布符合能源输送要求。下面结合某地油田山区站场总图设计情况做简要探讨。

1油田介绍

长庆油气站场多建在山区，地形千沟万壑，坡陡沟深，高差普遍在30m以上，地形复杂，靠山环河，冲沟坎坡横亘，起伏较大。另外由于土层厚薄不一，有的甚至地表下2m就能见到石方，且岩层的走向倾斜变化大，断层多，形成了陕北复杂的地质构造。同时有河流冲击和河床存在，河床坡度大，水流急，暴雨多发，时有洪涝隐患。针对山区地形总图设计中的特点，包括合理的平面分区、灵活的平面形式、厂区出入口及道路设计，有利于排水的竖向设计、不良地质下的建构筑物设计等，提出了山区总图设计的思路，并结合工程实例进行了验证。

2山区地形总图设计常遇到的问题

一是因场地自然条件有限，油气田很多站场选址在地形较破碎的冲沟陡坎地带。由于拟建站场地形不规则，能利用的土地少，受地形限制，总平面布局往往很难呈规则形状布置。

二是山区站场不可避免要进行山体的开挖回填，土方工程量大，挡护成本高，如何兼顾竖向布置的合理性与工程造价的经济性，是总图竖向设计的一大难题。

三是山区地貌陡坡冲沟多，自然地形高差大。为了消除高差，平面布置和竖向设计需协调统一，很多站场需要进行阶梯式布置。理想化的大跨度工艺区域平面布置，虽最大限度满足了流程需要，但不能充分利用地形特点。在进行竖向布置时，往往造成站内道路坡度太大，工艺管线及重力自流管线等无法顺畅连接和敷设。

四是陕北山区暴雨强度高，山区易出现局部极端小气候，其特点是暴雨急，雨量大。短时暴雨过后往往出现河水暴涨，夹杂泥沙和石块。这些极端天气的变化会给部分靠近河流以及依靠山坡地势的站场带来隐患。连续的强降雨加之湿陷性黄土的土体特殊性，会使少数场地出现不同程度的水毁。

五是站场不良地质多。在山区建场建站不同于平原地带，站址地形、地质条件十分破碎复杂，易受降水、洪水影响，发生不均匀沉降、滑坡、塌方等多种不良工程地质灾害，这给站场周边的挡护设计增加了难度。

3平面设计与地形

评价某个站场总图设计成果的优劣，主要体现在平面设计上，而地形对平面设计的影响至关重要。一般情况，规模一定、工艺相近的站场平面布置形式已基本标准化，对于地形较为平坦的站址，稍作修改即可利用。但对于地形复杂的站址则不能直接套用，需要调整各功能区的相对位置，尽量将站场布置在地势较缓、整块的区域，避免陡坡、沟壑等地势急剧变化的区域。如果沟壑等地形不可避免，则要将小型辅助设施布置于此，以降低场地安全风险，提高站场的稳定性。

长庆气田已建成的3座天然气处理厂设计规模均是50亿m3/a，平面布置基本标准化，并且处于苏里格沙漠地区，地势较为平坦，这为处理厂平面设计提供了方便的条件。第四净化厂设计规模为30亿m3/a，净化厂与处理厂工艺相近，功能区块相似，若净化厂站址地形较为平坦，则可套用处理厂的平面布置模式，但第四净化厂站址恰好处在一山、两沟的复杂地形之中，站场场地内外均受制约，因此，必须调整以前的理想平面布置模式。调整后的平面设计效果示意见图1，将主要生产装置区、办公区布置在场地中间地质较稳定的区域；储运系统、污水处理系统、进站阀组区布置在最下面，靠近进站道路的区域；污泥焚烧、硫磺回收、供热系统、变电所布置在靠近山顶一侧。

4合理布置竖向，减少工程量

在满足道路坡度和运输生产的提前下，结合总平面特点，进行阶梯式布置可以最大限度减少填挖工程量。挡土墙高度宜为1～4m，不宜大于6m。站场内主要建构筑物的纵轴应尽可能平行或大致平行等高线布置，可以减少土石方工程量，减少边坡的防护。

阶梯式布置虽能节约土石方工程量，但其需要设置较多的排水沟、跌水、挡墙和护坡等构筑设施。且使平面布置、道路运输和管线布置复杂化，工艺流程迂回不畅，同时也不能满足建筑基础埋深、工程管线敷设的要求。所以应注意避免过度的进行台阶划分。

5站场排水及挡护设计

由于山区站场场地边界与站外地形往往存在较大高差，故需要设计边坡挡护，以维持场地稳定。除做好场内雨水迅速外排设计外，还要做好站外排水设计以防止外涝。设计的排水设施一般为截洪沟、急流槽、跌水井和集水井等。

第四净化厂场地两侧有两处拦水坝，前有排洪渠，为了防止坝后洪水威胁，场地设计高程必须高出洪水位0.5m以上，并且场地不能占用排洪通道。另外，在场地北侧31m高护坡的台阶步道上设置了多条截洪沟，一方面防止山上雨水进入站场；另一方面可减弱冲刷，起到保护护坡的作用。场地内也采取了加大台阶坡度的措施，向南、向西两个方向坡度分别为1%和0.3%，道路下面采取设雨水管道的方式，既加速雨水外排，又可消耗部分地形高差。因为护坡位置不同，地质条件有差异，使得挡护设施设计成为第四净化厂总图设计中的一项复杂工作。设计过程中，针对不同护坡的高度、作用和承载力，并考虑工程费用因素，共设计了五种类型的挡墙。

6平面布置要与竖向布置结合

合理的设计不仅取决于平面布置，而且与竖向设计关系极大，在竖向设计时，反过来对平面布置进行检验，如果二者不协调，还必须对平面进行调整。陕北地形往往是起伏较大，在考虑场地的地形利用和改造时，必须兼顾“平面”和“竖向”在布置上的要求，统一考虑和处理设计过程中的矛盾，保证站场使用和建设的合理性、经济性。在平面布置的同时，如何分区块分台阶，不能简单的满足工艺流程和防火规范，还要考虑自然地形，台阶之间如何连接，道路坡度大小，挡墙设置的位置和高度。如进厂道路与站场出入口的衔接，厂内相邻台阶处道路的坡度，这些是平面布置时容易犯的错误。在总图设计时，只考虑平面布置，没有兼顾地形高差，导致道路坡度太大，容易顾此失彼。

结语

总图设计人员要有广泛的知识面。除了加强本专业的学习外，还要学习工程地质、工业生产工艺、土建等有关专业知识。熟练掌握总图设计相关规范，还要把建筑、管道、油气集输等各专业设计规范同总图设计规范融合。

还要加强各专业协调和沟通。及时沟通和协调，少走弯路，少做无用功，提高工作效率。更要不断优化项目。设计一个项目，用头脑风暴法对总图设计不断优化，达到一个人设计多个对比方案，多个人设计一个方案，不断提出新思路，不断优化，优中选优。

参考文献

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