西安长庆科技工程有限责任公司

长庆油气站场很多位于远离城市的偏远山区，地形复杂，尤其在黄土高原地区更是沟壑纵横，支离破碎[1-2]，山顶建站比较常见。

山顶的地形特点是中间高、四周低，这种场地对于工艺联系紧密的油气站场来说，很不好利用，一般都是采用削山头的方式得到足够的建设场地。但是所削场地若没有与站场很好地结合，不仅会因为大填大挖增加站场投资，而且还可能造成场地的安全隐患[1]。所以，找到与地形最大程度契合的总图设计方法是关键，现在国内还没有对这一问题的方法研究，下面将针对此类地形的总图设计方法进行探讨。

1 总图设计方法

总图设计最核心的内容是站场平面和竖向的设计，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[3]，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[4]。原始地形在设计中是用地形等高线来表达的，要使总图设计与地形最大程度的契合，就是要站场平面、竖向与原始地形等高线最大程度地契合，从等高线入手进行总图设计是最高效、集约、目标最明确的方式。下面从等高线入手，对平面、竖向这两个方面的设计方法进行阐述。

1.1 山顶地形的站场平面布置

山顶地形的平面布置是总图设计中最重要的一环，要从细微处着手，避免不必要的填挖[5-6]，最大程度地利用场地空间。山顶上布置站场要抓住两个要素，一是站场的平面形状，二是站场位置的确定。

1.1.1 根据等高线形状布置站场平面

山顶在地形图上表示为多圈闭合等高线，等高线高度由内向外降低，且每个山头的等高线都有其独一无二的形状，所以山顶布站不能套用，要从拟建山头的具体条件出发调整站场的平面形状[7]。

首先根据站场大小暂定其中一条闭合等高线为参考等高线，根据这条等高线调整站场的平面形状，目的是既能让整个站场平面位于参考等高线内，又能最大限度地利用好线内空间。随着平面的调整，暂定的参考等高线可以更换，选择的闭合等高线高程越高，说明场地利用率越高，土方量越小，与地形融合程度也越高，但也意味着站场可利用的场地面积变小了。

山顶闭合等高线有圆形、长形、水滴形、葫芦形等，平面根据各异的等高线形状也是要不断调整变化。不用追求横平竖直，四四方方[8]，尽量使站场边缘都压在暂定的闭合参考等高线上，然后看等高线内部空间是否利用充分，若没有，更换更高的闭合等高线为暂定参考等高线，依据前面方法继续调整平面形状，直至安全、经济、工艺等方面都达到最优。这一步很关键，它直接关系到最后站场建设的安全、经济及生产的方便、有效，必须耐心调整，进行多种方案对比。

站场平面调整不仅要根据等高线调整外部边界，也要兼顾站内工艺，做到双赢。

根据参考等高线形状，选择能够大面积利用的场地布置工艺联系紧密、不便拆分的大区块；狭小场地则布置工艺联系较少、可拆分的建构筑物。除此之外，平面形状调整还要兼顾分区、风向、交通等其他因素。

1.1.2 平面位置的确定

首先要把平面摆放在与站场最贴合的参考等高线内，除此之外，站场的位置还需要根据具体情况进行一些微调。

为了场地雨水能够快速流走，站场场地平整时是有坡度的，这使得场地边缘的标高是随着坡度而变化的。摆放时要考虑以上因素，在站场高程最高的地方，边界控制在参考等高线内部；在站场最低的地方则可跨越参考等高线，根据场地边缘标高，选择低高程的参考等高线；而位于中间高程的站场边缘则可在两参考等高线中间缓慢过渡。

摆放平面时还要注意边坡的缓陡情况，对于非常陡峭的山坡，考虑站场场地的稳定性，不建议在边坡上做填方，所以站场边界控制在参考等高线内部；若边坡比较缓，能够考虑一定的填方，站场边界可以跨过参考等高线。

站场平面布置时最常用的处理方式是旋转和切角，这两种方式用最小的代价使站场与地形得到更好的契合效果。

1.2 山顶地形的站场竖向布置

竖向布置主要是对竖向形式和平整场地标高的确定。竖向形式分为平坡式和台阶式[9-10]，场地的竖向形式为平坡式时，场地标高的确定主要是参考站场外部最贴合的等高线的高程。若原始地形坡度非常陡峭，站场边缘不考虑填方，则可直接取参考等高线高程为场地大致标高。若原始地形坡度较缓，站场边缘可考虑适当填方，则场地标高可在参考等高线的高程上抬高，抬高时注意边缘填方高度与站内建构筑物的填方高度需在安全范围内（图1）。

图1 场地标高与原始边坡关系Fig.1 Relation between site elevation and original slope

1.3 台阶式竖向形式的站场布置

山顶站场的竖向形式一般都是平坡式，当站场的选用场地为山顶的偏心场地时，也可采取台阶式布置。

台阶式竖向形式较为复杂，首先要结合平面划分台阶界限。台阶划分的时候要结合工艺，最好不要将自流物质上游的设备摆放在低台阶。一般高台阶区域面积较大，适合布置联系紧密的大面积区块；而低台阶由于利用面积有限，布置关系相对松散的设备。

高台阶平面布置在以山头为中心的闭合等高线内部，它的总图设计过程与前述平坡式总图设计过程相同，都是先根据闭合等高线形状多次调整平面形状，然后找到最贴合的参考等高线，摆放合适位置，确定场地标高。

因为低台阶等高线与山顶等高线形式不同，因此低台阶区域的总图设计略有不同。低台阶区域一般位于山坡位置，等高线为多条大致平行的非闭曲线，等高线高度由一边向另一边降低。平面调整时，尽量选择窄长的形状且平行等高线布置，目的是使低台阶区域尽量少的跨越等高线数量，减小台阶之间的高差。低台阶区域的场地标高要参考贴合站场边缘的最低等高线高程，同时要注意高低台阶之间的高差在道路的允许范围之内。

2 应用实例

某联合站位于陕北黄土地区，拟建场地在山顶，周边山坡大多非常陡峭，且多冲沟。下面用等高线法对站场进行总图设计。

2.1 根据等高线形状调整平面

联合站包括罐区、集输区、辅助生产区、供热区及水处理区五个功能区域。先对这几个区域进行组合形成标准平面，再对标准平面旋转、切角进行一次调整，摆放合适位置，找到站场外侧最贴合的参考等高线（如图2所示：站场外侧黑色等高线即是调整后的参考等高线）。可以看到，标准平面的参考等高线内部还有许多未被利用的空白场地，所以需要对站场进行深入调整。对平面再进行一次、二次调整，一般调整次数很多，但本文仅展现二次代表性调整。同时根据站场调整界限，选取合适的参考等高线。调整后的平面随等高线形状变化，且参考等高线选取高程越来越高，参考等高线内部空间利用也越来越充分。

图2 站场平面随参考等高线形状变化图Fig.2 Diagram of station plane changing with reference contour shape

2.2 细部调整平面位置

本站场外侧边坡较陡，站场边缘均位于最终参考等高线内部。

站场坡向东北角，因此站场东北侧边缘为最低点，站场边缘靠近参考等高线；西南侧为最高点，站场边缘与参考等高线留有一定余地（图3）。

图3 场地坡向与站场位置关系图Fig.3 Diagram of relation between slope direction and station position

原始地形坡度陡峭，站场边缘不考虑填方，所以直接取参考等高线高程为场地东北侧最低点高程。

2.3 经济技术对比

从图4可以看出标准平面与两次调整的参考等高线关系，下面对最初方案的标准平面参考等高线与最终方案的二次调整参考等高线进行量化比较。

通过对比可见，最终方案比最初方案的面积共减少了19 044 m2，土方量共减少了264 819 m3，大大地节约了工程的投资费用。

图4 参考等高线对比Fig.4 Contrast of referenced contour line

3 结束语

等高线设计法是在多年的设计经验的基础上总结出的实用、易于操作的总图设计方法。本方法的设计过程总结如下：

（1）调整平面布置使参考等高线内部空间利用最充分，并且找到最贴合站场的参考等高线。

（2）根据平整的场地坡度及周边山坡的缓陡情况，细部调整平面位置，使站场的布置更合理。

（3）根据原始地形陡缓情况确定站场场地的大致标高。

利用本方法的总图设计不但提高了项目建设的经济、安全性，同时也提高了站场的设计效率。