刘霏
中国石油管道局工程有限公司 河北廊坊 065000
摘要：油气站场是指在油气集输工程中用于油气收集、输送的各类井场和各种功能站。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。本文以长庆气田第四天然气净化厂（以下简称第四净化厂）总图设计为例，对站场平面、竖向、排水、挡护等设计进行分析和总计。
关键词：山区大型油气站场；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。
1山区石油天然气站场总图设计常遇到的问题
1.1站场选址
因场地自然条件有限，石油天然气的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。
1.2自认地形高差大
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。
1.3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。
1.4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。
2山区石油天然气站场总图设计浅析
长庆油田位于广袤的鄂尔多斯盆地，勘探面积约为37万km2，横跨黄土高原、内蒙古高原，整体地形以山地居多，尤其在黄土高原地区更是沟壑纵横，支离破碎。油气站场多分布在陡坡、不规则地形或冲沟上，要在这样的地形上建设大型油气站场，其总图设计工作极具挑战性。
2.1平面设计
总图设计要充分利用地形地势，因地制宜，依山就势，灵活布置。尽管已经拥有可以借鉴的标准化和优秀的油气站场，但其中大部分都是（方正的）较规则平面。遇到山区地形地貌，限制条件很多时，能利用的规则地块和平坦地形有限，不容易设计出最佳的平面图。因此要求设计人员要跳出以往的思维模式，不拘一格，在满足规范的前提下，最大限度地利用不规则场地的空间、利用山沟或丘陵地带箕形坳地进行平面布置，不求站址方正的视觉效果，而是将灵活布局用到极致。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆调整后的平面设计效果，将主要装置区、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—侧。
2.2竖向设计
山区的特殊地形决定了油气站场竖向设计要综合考虑多种因素，尽量做到平面与地形相结合，符合平面设计要求，做到二者相互辅助，以实现核心竖向设计的优化与完善。山区复杂地形下要尽量对地势较缓的场地做合理平整，对高填、高挖区域可采用台阶式竖向布置以减少土石方量，配合山区坡向走势做到对地形条件的最大限度利用。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。
第四净化厂站址场地地形高差为48m，坡度为17％，局部达40％。若按—个高度进行平整，将形成高约30m的挖方和深约20m的填方，不仅场地稳定性存在极高的风险，且土方工程量也很大，为避免产生以上后果，将场地分为三个台阶布置（见图2）。考虑到站外道路最大坡度不宜超过8％，挡土墙安全高度不宜超过8.5m，故将每级台阶高差定为8.5m；将最高一级台阶上部山体挖方放坡31m，共设4级土护坡，每级护坡高度为8m。
场地台阶高度确定后，要与平面布置结合，确定每级台阶内部的功能区布置，进而确定每级台阶宽度。按照各功能区与主出入口的关系、工艺流程的走向以及对地形高差的要求，将储运系统、污水处理系统、进站阀组区布置在最低一级台阶上，便于管道进站及甲醇、污水拉运，台阶宽度为85m；将主要生产装置区、办公区布置在中间一级台阶上，视野开阔，兼顾上、下，台阶宽度为120m；将污泥焚烧、硫磺回收、供热系统、变电所布置在最高一级台阶上，其位于办公区最小风频的上风侧，利于污染气体挥发，台阶宽度为80m；将火炬区布置于站外最高处，且位于场地最小风频的上风侧。
2.3排水及挡护设计
考虑到山区油气站场本身场地边界与站外地形有一定高差，所以出于稳定性考虑，要做好边坡挡护的设计与雨水排外设计，以便尽可能的预防洪涝，实现急流槽、跌水井、集水井、截洪沟等的合理布置。因站场平面设计与竖向设计要求，护坡位置的确定同样要综合考虑地形因素，尤其不同山区地质条件有所差异，要考虑到护坡高度、承载力及作用、工程费用、施工拿督等，做好护坡设计。
排水设计中要将场地标高、地形地貌、洪涝灾害、排水需求等纳入考量，在不阻塞或占用排洪通道的基础上，通过边坡挖方合理设置截水沟，以减少以边坡的冲刷作用，配合排水通道、出水通道等保护场站。要结合山区地形条件、气候与自然条件选择适用排水方式，尽量顺应坡向，在降低施工成本、减少施工压力的基础上配合战场功能区布局实现最优设计。
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。挡护设施设计过程中，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。
结语
总而言之，与平原地带相比，山区建站考虑因素较多，设计时需要不断总结经验，除了要把握好设计要点外，还可通过与相关部门协商，在互惠互利的情况下，实现站场最优化设计。
参考文献
[1]李小丽，周文锋.复杂地形下站场总图设计研究[J].石油工程建设，2014，02.
[2]张雪.山区油气站场总图设计浅析[J].化工管理，2016，11.
[3]胡健.长输管道中输气站场的总图设计[J].石化技术，2016，07.
论文作者:刘霏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/27
标签：地形论文; 总图论文; 油气论文; 山区论文; 场地论文; 台阶论文; 护坡论文; 《防护工程》2018年第10期论文;