工业园区竖向规划与物流关系探讨

摘要：在工业园区的规划中，处理好物流与地形利用的关系是非常重要的。根据山地规划建设的经验，在处理二者关系时，既要考虑物流及生产工艺流程的合理性，又要利用地形，适当改造地形，使期与生产要求相适应，决不可只顾生产要求，不考虑地形的利用，无论什么地形均要求绝对平整，当然也不可过分迁就地形，更不能零星分散布置厂房，破坏生产及物流的连续性。

关键词：工业园区竖向规划物流

1.工业园区竖向布置形式的物流因素

1.1竖向布置形式的内容要求与物流因素

竖向布置是工业园区规划中的重要组成部分，它与平面布局是紧密联系而不可分割的，特别是在地形起伏较大的坡地建工业园区，建、构筑物及设施位置的确定，除与符合设计要求的平面位置有关外，还受竖向标高关系的影响。必须满足工业园区的物流运输要求，在考虑场地利用和改造时，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问题，才能保证生产使用的合理性、经济性。

1.1.1竖向布置的主要内容

确定园区地块或建筑物、道路等的设计标高并与四周场地、道路、铁路的标高相适应；确定竖向布置形式和平土方式；确定场地平整方案和场地排水方式及系统，并采取排水措施；计算场地土石方工程量，并考虑土方的调配与平衡。

1.1.2竖向布置的要求

竖向布置需满足生产工艺、运输、装卸作业对高程的要求，并为其创造良好的条件；因地制宜，充分利用和合理改造地形，使场地的设计标高尽量与自然地形适应，力求土石方量最小和挖、填接衡，并应适当考虑分期、分区挖、填平衡，以利于土石方的调运；场地标高和坡度的确定，应保证场地不受洪水威胁，使雨水能迅速顺利排除，并不受雨水冲刷，适当注意园区环境的立体空间美观等要求

正确地进行工业园区竖向布置，就必须全面考虑上述要求，妥善处理竖向布置与生产工艺、交通运输、防洪排水、地形利用等关系，尽量减少土石方工程和档土墙及护坡工程。使其既为园区创造良好的生产和环境条件，又要尽可能节约基建投资，并方便施工。

1.2竖向布置形式的选择与物流因素

1.2.1竖向布置形式与物流运输

竖向布置形式按设计整平面之间连接的方法不同，基本上分为平坡式、台阶式和混合式三种。

平坡式竖向布置是把场地处理成接近于自然地形的一个或几个坡向的整平面，整平面之间的连接平缓，无显著的高差变化。这种布置形式有利于生产运输和管网敷设，但土石方量较大，当地形起伏较大时,往往出现大填大挖和大量深基础情况。一般适用于建筑密度大，铁路、道路和管线多，自然地形坡度比较平坦（1%-3%），或面积又不大的场地。

台阶式竖向布置是由几个标高差较大的不同整平面相连接而成，在连接处设置陡坡或挡土墙。这种布置形式的土石方工程量较小，排水条件较好，但运输和管网敷设条件较差，一般在场地自然地形坡度较大（一般大于8%）时采用。

混合式竖向布置是运用上述两种形式进行竖向布置的方式，即在场地上，有的地段采用平坡式，有的则采用台阶式。如丘陵地区，为保证主体工程的建设及生产、交通要求，可采用平坡式，而对于辅助部分则可按台阶式布置。对于一个较大的工业园区来讲，自然地形不会完全一样，可能有丘陵、平缓、陡坡甚至山地等特点，在这种情况下，采用混合式布置更能因地制宜，也更加发挥地形的优点。一般适于地形坡度3%-8%。

1.2.2台阶宽度的确定与物流运输

台阶宽度的确定，主要考虑两个问题：一是需要的台阶宽度，即根据工厂的生产工艺，运输线路布置、台阶上建、构筑物尺度与布置、通道宽度、管线敷设、施工要求的情况下，每一自然地形坡段实际允许的台阶宽度。如果二吻合，问题就可求得解决。

在场地整平坡度（i整）中，最小整平坡度须满足地面雨水排出及施工误差要求。一般整平坡度可在5~20‰范围内选用。

合理填方高度（H填），主要视基础的构造埋深而定。一般工厂中车间的基础埋深在1.0～2.5米之间，最小基础埋深不小于0.5米。大中型钢铁厂主要建、构筑物基础埋深一般为2.5～4.5米。如果填方高度不超过基础埋深，往往会取得比较经济的效果。

当场地整平坡度和合理的填方高度为某一值时，台阶的容许宽度也相应的为某一确定值。若台阶需要的宽度小于或等于容许宽度，那么，台阶的宽度就可确定了。如果需宽度大于容许宽度，这就要在可能条件下采取必要的措施，如压缩通道宽度；将场地整平面设计成较大的坡度；将生产运输联系较少的建、构筑物布置在其它或新设的台阶上；当有足够技术经济依据时，可增加基础埋设深度等，使所确定的台阶宽度，满足生产上，技术上、经济上的要求。

除此之外，在采用机械化施工时，台阶的最小宽度，还受施工机械最小操作宽度的限制，应为方便施工创造条件。¬¬

1.2.3台阶的高度与物流运输

相邻台阶之间的高差称为台阶高度。台阶高度主要取决于场地自然地形横向坡度和两台阶之间的工艺联系，运输方式及其技术要求。此外，建、构筑物基础埋深、台阶宽度、地质条件、台阶坡顶有否建、构筑物、土石方工程量和挡土墙等支挡工程量也影响台阶高度的确定。

采用铁路运输方式，它对坡度的要求严格，因而对台阶高度有很大制约。若采用其它传动运输方式（如皮带运输机、卷扬机坡道运输、散装货物自流装卸等），台阶高度可以增大。台阶高度可达4-6米，通常以不超过4米为宜，否则会使道路引线过长，引起交通运输联络上的困难。并增加挡土墙等支档结构工程量。当台阶高差处为斜坡时，随高度增加还会引起斜坡占地过大，而影响整个平面布局。但台阶高度也不宜选得过低，最低不得少于1米。过低的台阶虽能减少一些土方量。但总的意义不大，反而会带来其它一些不利因素。除非在总体布置上或生产上实际需要，否则一般不应该设置台阶，而可采取提高地面坡度的办法来处理。

在地形坡度较大的地段，如果平面布局及运输设计允许，当基础构造理埋深较大，可额外增加局部基础埋深在技术上、经济上又允许时；或者当台阶坡顶附近布置有轻型建、建筑物，或设有铁路、道路、空地、堆场时，在这种情况下，台阶的高度可以稍大些。

1.2.4台阶划分与物流运输：

在满足生产使用功能的前提下，把工业园区的“平面”和“竖向”在布置上的要求统一加以考虑。

a.一般按生产区域划分台阶，以便于生产、运输联系和管网敷设。

b.为了有交利用地形，台阶的长边宜顺等高线布置，并且台阶宜按工厂生产的主要流程分布，形成一个顺序的阶梯系统。最好形成由高而低的生产过程。

c.台阶可分成主（要）台阶和辅（助）。在主台阶上可布置对全厂生产运输有重大影响的主要生产车间和主体设施。竖向布置时，应优先满足主台阶在生产运输，地形地质和台阶宽度等方面的要求。

d.台阶的数量要适当。在不过多增加工程量和投资的条件下，台阶数量不宜过多，以利于纵横向生产运输联系和管线敷设。

另外台阶的划分应有利于减少土石方和基础工程量。

1.3工业园竖向布置形式的选择案例

在山地或丘陵地区建设工业园区，往往会遇到地形高差太大，平整场地和如何解决交通运输处理起来极其棘手，笔者曾经在重庆市彭水保家工业园遇到过类似情况，自然地形坡度接近40%,这时就需要求设计人员充分分析地形，对入驻企业进行预测和限制，然后进行分台阶设置企业群，通过道路交通将其连接起来。又如宗申工业园，场地范围属构造剥蚀红层浅丘地貌，场地中部偏西有一条由北向南倾斜的自然冲沟(牟家沟)，呈宽缓“U”形，切割深度一般在10～25m；场地中部偏南散布大小数个水塘；牟家沟的东、西两侧由散布的小丘各自形成一条南北向的山脊，分别向东、向西倾斜；位于场地范围内的D地块最高标高250.83m，最低标高190.16m，相对高差约60.67m。场地范围内地形标高一般多处在212.51～240.11m。这样的地形要求规划设计者绝不能运用平地的思维方式来进行竖向规划，而应结合地形地貌和园区物流，来合理进行竖向设计

图1宗申工业园台阶分区图

根据地形条件及场地土方平整坡度，园区地块和建构筑物采用台阶式和平坡式相结合的混合式竖向布置方式。未平基前园区属浅丘地形，其间分布有农田、水塘、山地和少量农宅，位于场地范围内的E地块相对高差约60m，结合地形地貌及周边关系，平整后园区大致分成三个台阶，靠近川黔线现有厂区一侧A地块为一台阶，标高大约在219.6m左右；C、D、E地块基本上在一台阶上，标高大约在228m左右；B地块基本被铁道占用，稍作平整，标高约为239.5m左右。各地块平整坡度一般在0.3%-1%左右。各地块通过园区干道连成整体,通过园区主干道与城市道路相连，使园区交通方便、快捷。

图2宗申工业园台阶图

图3彭水工业园台阶分区图

该工业园位于重庆市彭水县保家镇，为典型的山地地形特征，自然地形高差达120米，该工业园竖向布置形式为混合式即台阶式与平坡式结合的方式。园区共分四个台阶，通过园区干道将各地块连接起来，解决物流运输问题。

2工业园区竖向规划中的物流因素运用研究。

从满足生产要求出发来分析研究山地地形、地势的特征，从中可以看到，对于某种生产要求而言，具有某种特征的地形条件，通过恰当的处理，是可以较好的加以利用的。例如，生产工艺有高差要求或允许有高差时，对于坡地就可采取分台处理的办法加以利用；生产运输有水平连续要求时，可利用河槽地，马蹄形盆地等；连续性生产要求较高时，可利用山前缓坡地、沟口处较开阔的大块地等。在选址和平面及竖向规划时，都应该注意研究地形、地势的特征，以便充分地加以利用。

还可利用地形高差，根据生产特点来利用地形，对于利用重力作运输的工厂或车间，可采取自上而下的工艺流程，顺坡分台布置车间，较好地发挥坡地地形的特点；利用地形高差布置高位水池、卸货站台都是行之有效的利用地形的经验。

2.1利用自然或自流的物流流程

一般有色金属选矿厂的大量原料要求自上而下自然运输，生产的主要货流是直线进行的。生产设备本身需要落差，适于利用坡地（坡度10%至50%或更大）。

以分层分台处理的方式来利用地形，方便运输，如图4.所示。采用这种方法来利用地形是较为广泛的，在很多情况下都可以加以运用。利用物料位能作用在山地建厂，凡是能够利用位能作物料运输的仓贮或厂房，都宜采用这种方式分台布置以利用地形。

2.2利用物料升华原理

生产流程自下而上利用“升华”原理进行，有利于利用地形。图5为某锑冶炼厂根据这一原理，将厂房分台布置在坡地上，使生产要求与地形利用有机结合，从而有效地缩减了厂房占地面积。

2.3结合车间（仓库）内、外运输之间的高差处理竖向关系

利用地形处理铁路与车间的运输联系,在坡地建厂，利用地形以协调车间与铁路、道路的运输联系，形成装卸平台，对节约土石方和增加车间布置的灵活性都有很大意义。

3竖向规划与物流关系研究实例

3.1项目概况

重庆宗申机车工业制造有限公司摩托车生产联合厂房位于重庆市宗申工业园东北部，靠近主干道东侧，由两栋厂房组成，年生产纲领摩托车100万台,即涂装厂房和总装联合厂房，总建筑面积为59164m2。摩托车总装、检测工艺流程：上发动机、车架空滤器紧固发动机装后挡泥板装前轮总成装仪表总成装后轮、后减装前制动、里程线紧后轮安装尾罩总成装链盒、变档杆装消声器安装前转向灯里程表校核制动性能检测大灯测试怠速性能检测加速性能检测安装油箱安装侧盖装后货架装坐垫外观检测条码扫描及挂证下线。

场地由西北向东南倾斜，最高海拔标高233.30m,最低约227.84m。最大高差约：5.46m。场地东侧是一挡土墙，墙下为摩托车发动机厂。

3.2竖向布置模式

该项目最大的难点是如何解决生产的物流问题，因为生产纲领是100万台摩托车，而实际生产可能会是150万台甚至更多，平均每分钟有8台摩托车下线，如果解决不好物流，整个生产将会极其混乱，甚至瘫痪。那么利用周边地形和交通条件如何规划该厂房的布局，解决物流问题就成为规划的主要任务（工艺人员只懂工艺流程，不知如何利用环境综合解决）。

场地由西北向东南倾斜，最大高差约：5.46m(刚好做成局部两层)。结合工艺流程和地形条件，合理组织人流物流，人物流尽可能分开，尽量减少相互干扰。建构筑物布置结合工艺流程和地形条件，将涂装厂房靠近冲焊厂房设置,运输距离较短,流程合理。总装厂房设置在场地北面，利用地形高差南侧做成局部两层，地下层做为外协件库及分拣作业区，涂装与总装之间设置30米通道，为外协件装卸作业提供场地，有效解决物流拥挤问题。冲焊件涂装后通过悬链直接送往总装线；塑料件用拖车送往涂装线，涂装之后通过二楼通道送往总装线；外协件由外来车辆经过30米通道下货，在负一层分拣后，由垂直输送机送往二楼总装线；发动机由东侧通过悬链送入，成品从北端运出。

具体做法如下图示意：

通过收集资料和详细分析周边关系，本人决定巧妙利用地形高差，解决物流分层，分方向设置流线，避免物流相互交叉干扰，达到有序快速的目的，有效解决物流输送问题，得到业主和相关专家的好评，充分发挥了山地地形特点优势，变不利地形为有利地形的较好的一次尝试。

园区建筑占地系数控制在41.64％，绿地率达到30％，各项总图经济技术指标维持修详规不变。

园区建设规模

按园区修建性详规约定条件:

园区总征地面积46.62公顷；

园区建设用地面积40.48公顷；

园区拟建建筑物总面积280000平方米；

园区职工人数6000人；

4结语

通常依据因地制宜、因势利导、充分利用、化不利为有利的原则，采取利用、防范、改造的方法加以解决，使工业园竖向规划布置既能满足生产合理、安全可靠、合理紧凑的要求，又能节约场地开拓费用、减少土石方工程量，以达到工程技术上的经济合理,同时利用地形塑造良好的城市景观。在这方面的成功案例还很多，这里就不一一论述了。

注：本章论文的所有图表及公式以PDF形式查看