汽车工厂台阶式布置的研究

汽车工厂台阶式布置的研究

陈邦述

重庆同乘工程咨询设计有限责任公司400023

摘要：通过分析汽车工厂建设项目的特点，并针对山地条件特点及对汽车工厂布置的影响，研究汽车工厂台阶式布置的关键影响因素、台阶式布置的原则，合理确定汽车工厂采用台阶式进行台阶式总平面布置的方法。

关键词：汽车工厂；山地条件；台阶式布置

1汽车工厂建设项目的特点

1.1工艺关联度高，车间之间联系紧密、互相影响

汽车整车工厂项目一般包括冲压、焊装、涂装、总装及检测生产厂房，以及办公研发、生产库房、公用站房、停车场及其他辅助设施等。主要车间工艺联系非常紧密，主要工艺流程：冲压车间→焊装车间→涂装车间→总装车间→检测机路试→成品存放、发运出厂。

1.2物流关系复杂

汽车工厂的物流主要分为外部供应商物流、内部工艺物流及商品车物流以及人流，之间彼此独立又相互贯穿。汽车厂区物流运输主要靠载货汽车、电瓶车、叉车以及大型拖挂车，为满足运行实现，厂区道路纵坡应控制在5%～8%，否则叉车及电瓶车上坡运行困难，北方地区有冬季结冰问题，坡度一般应控制在3%以内。

1.3用地面积大，核心生产区布置集中

以年产20万辆汽车工厂为例，工厂总用地面积约需800～1000亩，其中核心生产区（包括冲压、焊装、涂装和总装车间及配套附属）需用占地面积约450～600亩。

主要车间面积大，尤以冲焊联合车间、总装车间占地面积最大，可达到4～6万㎡，同时根据生产线布置要求，车间长度一般可达200～300m，厂房宽度根据工艺输送要求一般布置在72米到150米之间。

核心生产区各车间联系紧密，为满足工艺物流，冲压、焊接、涂装、总装等主要生产厂房一般要求集中布置，根据场地现状通常以成块状布置或直线型布置。

1.4综合管线布置复杂

根据工艺需求，需要设置的管线类别分为给水、雨水、工业废水、生活废水、消防管网、强电、弱电、压缩空气、天然气、热水、冷冻水、汽油、柴油等管道，一般在20种左右，在布置时需满足各管网的有效连接及整体的适度美观，并且要避免各类管网的相互干涉。

2山地条件对汽车工厂布置的影响

2.1不利于汽车工厂工艺布置和物流组织

首先在山地条件下很难形成大面积同一标高的场地，在布置各车间工艺联系如此紧密的汽车工厂时无法按惯有工艺流程布置，即使使用了台阶式设计，常常因为地形处理的需要也很难按标准工艺选择厂房外尺寸，而必须改变车间内部工艺来满足厂房外型。对成品停车场和公用站房的定位和处理上也要兼顾工艺和场地统筹考虑。

其次是物流组织上，由于山地形成的坡度，势必造成各车间会形成不同标高，极不利于汽车工厂各车间之间的物流输送，增加了各车间输送链高差转换的难度。

2.2土石方量很大

传统的汽车工厂布置通常采用平坡式设计容易挖填平衡，但在山地条件下若沿用平地条件设计方案，挖填土石方量很大，势必造成土石方工程的极大浪费。

2.3基础及边坡工程量大

在高填方区域，场地极易形成不均匀沉降，前期填方作业必须采取分层碾压，增加作业难度，针对30米以上的基础深度，施工周期长，施工难度大，造价高。填方体较高，外边坡较陡,可能存在局部滑动和整体滑动两种破坏状态，必须对边坡进行处理或设置挡墙。

2.4防洪排水要求高

山地条件下汽车工厂四周由于挖方后通常存在地表径流系数大、山洪汇水量大的问题，暴雨洪水对厂区存在很大威胁。

在形成台阶式布置后，由于汽车工厂的车间建筑面积通常较大，每个台阶的场地面积很大，对大面积的汇水在台阶连接处的排水处理较为困难，尤其是台阶之间落差较大时，如处理不当，巨大的冲击力会破换排水管沟，对低标高场地形成内涝。

3汽车工厂台阶式布置的关键影响因素

台阶式布置方案关键影响因素包括土石方工程、防洪排水工程、边坡处理工程、物流实现程度、管网实现程度、环境和景观六大要素。每个要素与汽车工厂工艺、物流要求密切相关，汽车工厂的工艺、物流要求直接决定这六大要素的执行要求，这六大要素的优劣直接影响汽车工厂工艺、物流的执行效果，两者相辅相成，所以必须在分析过程中综合考虑。

4汽车工厂采用台阶式布置的原则

汽车工厂采用台阶式布置，核心是在满足工艺及物流的基础上，对工厂各功能区根据场地条件进行分台阶布置安排。台阶的划分要遵循以下原则：

①按功能区划分台阶，重点安排核心生产区，满足工厂经济运行需要，方便生产、运输和管线敷设；也可以把几个功能区放在同一台阶上。

②如果两个功能区之间的高差不能通过工艺输送或物流运输解决，则应放在同一台阶上。

③台阶纵轴应顺等高线布置，台阶之间的连接处注意地质条件是否满足要求。

④土石方挖填平衡的原则，降低土石方工程量，尽可能减少土石方外运。

⑤台阶数量应适当，并且按生产工艺流程形成由高到低的阶梯系统，台阶高度应根据生产工艺流程及运输方式，地形的横向坡度和台阶宽度，建构筑物基础埋设深度等综合确定。

⑥考虑施工时采用大型机械设备，台阶面积不宜小，宽度不宜窄，不宜太零碎。同时，台阶的宽度主要受生产规模、工艺流程、运输特点、生产组织等因素的影响。

5汽车工厂台阶式布置的设计

在研究汽车工厂台阶式布置时，最终的目标是确定最佳的场地台阶分布和各台阶面积及标高。台阶面积要能满足台阶上所布置的车间布置及其他的安全距离要求，台阶高度既要满足上下两台阶之间运输线路的连接要求，又要满足全部场地填挖土方量较小的要求。所以，台阶的面积及高度对场地总平面布置优劣及土方量大小有很大的影响。

场地台阶布置的主要任务是充分利用和改造场地的自然地形，选择合理的竖向布置系统，确定场地的最佳的高程布置体系，使其既能满足生产、生活和使用的需要，又能达到土方工程量较少、生态环境良好、加快建设进度、节约用地和基建投资的目的。

针对汽车工厂而言，根据工艺流程和运输方式，冲压和焊装车间需设置在一个标高的台阶上，涂装车间、总装车间、检测车间和路试、成品停车场、公用站房区、办公生活区可分别设置在不同标高的台阶上，但高差设置需满足工艺输送及物流运输要求。具体台阶的设置和工艺布置根据场地环境和工艺物流要求选择台阶式布置方案组合，由于冲焊车间、涂装车间、总装车间联系紧密，建议应尽可能布置在同一台阶，车间地面允许适当高差。设计需结合工艺和物流组织以及周边配套条件，充分考虑环境及景观因素确定各台阶的功能区域分布及标高，由此，汽车工厂台阶式布置方案基本形成。

6结语

本研究提出在山地条件下应用台阶式布置来建设汽车工厂，突破了汽车工厂对场地要求的局限性，针对在山地条件下，如何将汽车工厂的总图布置与山地环境充分结合，合理解决山地地形条件对汽车工厂布置带来的困难，合理安排汽车工厂各功能单元布置，实现场地科学利用和工程经济性，满足企业生产运营的经济性要求。

研究为指导山地地区建设汽车工厂提供依据，为其他同类地形条件下建设汽车工厂或其他大型工厂的进一步推广应用提供了理论基础和工程实践经验。同时，一定程度上对山地条件下的地区政府招商引资、城区工业退城进郊、山区土地的有效利用以山区及耕地保护起到积极作用。

参考文献：

[1]连荔,余晓东.谈山地建筑总图设计的设计思路[J].建筑与结构设计，2012,03,15.

[2]盛京.合理利用山坡地建厂，第一机械工业部第一设计院.

[3]林宇凡,杨秋侠,耿娟.浅谈台阶式场地的总图竖向布置[J].宁夏工程技术,8(2)：158-161.