中石化第四建设有限公司工程项目管理公司 天津 300720
摘要：近几年中石化、中石油、中海油、民营企业、煤化工企业多个投资200亿人民币以上的特大型石油化工项目陆续开工、建成、投产、盈利，且部分项目已开始二期、三期扩建，有的项目投资规模已规划到1000亿以上。经济活动贯穿了项目全生命周期，工程建设项目规模越大，对项目各阶段的各项策划要求也就越高。工程施工总平面规划是建设项目从前期阶段全面进入实施阶段前，建设单位工程管理中必须完成的一项策划工作。基于此，现对特大型石油化工工程建设项目施工总平面规划的过程、目的、原则、内容进行介绍归纳，重点依据典型实施案例，对规划的方案细节进行分析，以期对后续项目的工程施工总平面规划起到指导作用。
关键词：工程管理；特大型；石油化工；施工总平面；建设单位；规划
我国经济快速发展，石化产业是国民经济的支柱产业，根据加快重大项目建设、推动大型石化企业兼并重组、调整产品结构、优化资源配置的国家产业布局政策，近几年中石化、中石油、中海油、民营企业、煤化工企业多个投资200亿人民币以上的特大型石油化工项目陆续开工、建成、投产、盈利，且部分项目已开始二期、三期扩建，有的项目投资规模已规划到1000亿以上。经济活动贯穿了项目全生命周期，工程建设项目规模越大，对项目各阶段的各项策划要求也就越高。工程施工总平面规划是建设项目从前期阶段全面进入实施阶段前，建设单位工程管理中必须完成的一项策划工作。现对特大型石油化工工程建设项目施工总平面规划的过程、目的、原则、内容进行归纳，重点依据典型实施案例，对规划的方案细节进行分析、建议，以期对后续项目的工程施工总平面规划起到指导作用。
1 施工总平面规划过程、目的、原则
1.1规划的过程
石油化工工程建设项目按照总体设计（即初步设计）、基础设计、详细设计（即施工图设计）的设计委托模式的情况：施工总平面规划是从总体设计审批完成、确定初版项目总平面布置图开始，随着基础设计项目总平面布置图优化而局部调整。在基础设计审批后的项目实施阶段，即EPC单位或E+P+C模式下的施工总承包商招标完成开始进场、详细设计开始，也可由建设单位组织所有承包商进行讨论，在不违背合同、有利于建设单位现场实际管理的条件下可参考承包商建议进行适当优化调整。同时，在项目工程施工过程中根据现场实际情况进行细节完善。
按照“一段式设计”石油化工工程建设项目设计委托模式（即初步设计与施工图设计）的项目：初步设计确定项目总平面布置图后，即可进行施工总平面规划。
由于投资规模大，特大型石油化工工程建设项目一般执行常规三个设计阶段。总体设计、基础设计供决策层投资决策、工艺优化、招标策略制定与实施等。工程量较小或专业单一（如码头、污水处理独立专利技术等）的单项工程，在总体设计后也能按照“一段式设计”进行设计委托，遵循总体院的项目总平面布置设计，对工程施工总平面规划不造成影响或不造成原则性影响。
在总体院总体设计审批完成后，基础设计前期阶段，总体院与基础设计单位确认各单项工程具体占地面积后，项目的总平面布置图就可以基本确定（除有重大工艺技术或流程调整外）。此时，工程施工总平面规划就可以全面详细策划，并制定完成预制场、仓库、堆场、施工水电等等各项详细布置。
1.2规划的目的
有序展开工程施工。施工总平面规划是为了制定和规范的施工现场总平面布置，贯彻和实施建设单位施工平面布置意图，明确管理过程中的建设单位部门、承包商、综合服务商、维保单位、监理公司分工职责及管理关系，确保承包商进场后施工工作有序开展。
明确部分施工招标策略，完善招标条件。施工总平面布置确定后，对EPC单位或E+P+C模式下施工总承包的招标文件中，由业主方提供的进场、施工条件，依据施工总平面规划可以比较明确，如设备材料二次倒运运距、管道与结构工厂化预制规模、预防腐实施主体、混凝土供应方式、施工用水用电接口等等细致条款，为承包商投标方案细化提供条件，尽量避免甲乙双方在施工进场条款上的合同纠纷。
1.3规划原则
施工总平面规划总体原则：健康、安全、安保、环保、合理、经济、适用。
施工总平面布置根据建设工程项目所在地实际情况，在满足施工条件下，合理布局尽量将占地范围减少到最低限度，充分发挥和有效使用土地资源，利用正式围墙或设置临时围栏，实行封闭管理。
按照使用功能（对施工作业区、辅助作业区、材料堆放区、办公区以及施工用水、用电设施的平面布置位置及现场厕所、急救中心、安全培训中心、技术工考试中心等主要设施）进行总平面规划布局和管理。承包商标志、工程标牌、安全警示等各种标识牌设置要清楚、醒目。施工平面的布置要考虑运输路线流畅，符合消防、安全、 防火、卫生等相关管理规定要求。生活营地的主要出入口设置要求不少于2个，且实行人流、货流分开。
办公、仓储设施尽量利用即有设施、正式工程。
设备材料存放、预制场尽可能设置在靠近施工作业区位置，最大限度地减少场内运输和二次搬运。
根据阶段施工部署，加强施工场地的动态管理，及时修正或调整各承包商的临时场地占用。
施工临时设施应符合建设单位和国家相应管理规定。如中国石化的石油化工工程建设项目按照中国石油化工集团有限公司发布的《标准化工地建设指南（试行）》（中国石化建标[2017]25号文）执行。
在项目红线以内禁止设置生活设施和永久性临时设施。
2 施工总平面规划的内容
.png)
图1 中科项目施工总平面布置图
施工总平面规划的事项内容主要有：厂区围蔽、施工道路、场地排水、施工用水、施工用电、超限设备运输、设备材料堆场、仓库、预防腐厂（除锈、底漆施工）、预制厂（装配式混凝土构件、管道、钢结构等预制厂）、阀门试压站、混凝土搅拌站、设备制造场、非标件加工厂、建筑垃圾堆场、危废品暂存库房、临时厕所、临时污水处理设施、综合服务（现场卫生、生活垃圾处理）、水电维保、临时办公设施、生活营地等。根据项目规模大小及实际情况，规划事项以具有指导性为主。举例如图1中科项目施工总平面布置图。
2.1案例分析及建议
中科合资广东炼化一体化项目（以下简称中科项目）位于广东省湛江市东海岛，由中国石化集团有限公司全额投资366亿人民币，新建1000万吨/年炼油、80万吨/年乙烯及码头、动力站等公用工程、辅助配套设施的炼化一体化项目，30套生产装置，共153个单项工程。陆域6平方公里、海域发展用地3平方公里。2012年筹备，2017年4月总体设计批复，2018年4月份现场正式工程开工、2020年6月份开始投产。主要以此案例为主，同时结合其他特大型石油化工工程建设项目对施工总平面规划各项重点工作进行分析。
2.2施工现场道路规划
石油化工工程建设项目无论是前期地基处理、疏浚吹填、场地平整前期阶段，还是正式工程承包商进场的实施阶段，道路通行是施工总平面规划中最先考虑的条件。现场施工通行道路一般直接使用正式道路进行，避免二次投资。
在总体设计未批复之前、决策层对项目实施还未完全决策前，现场通行道路建议全部按照施工临时道路修建，并写入前期施工合同中，由施工单位自行修建，可以到达施工地点即可；若全厂施工面较多，建议由建设单位按先期总平面布置图的主干道修建道路路基，即水稳层以下，用于通行。原因如下：
第一：总体设计未批复、总平面布置图未确定，在决策层决策过程中，工艺流程、工艺包、项目规模等多种因素均有可能变动，项目总平面布置变化存在很大不确定性。
第二：前期阶段的施工作业量较小，主要为围墙、勘探、测量、软基处理、场地平整、建设单位现场办公临设修建等。若施工作业面较多、需要全厂区域能正常到达，则再采取仅施工厂区主干道路路基进行通行，避免总图变动，造成经济损失过大。
中科项目由于场平、清表、拆迁需求，2014年按照未批复的总平面布置图进行“三纵一横一环”8条主干道路的路基施工，从而车辆基本能到达全厂各区域。但2017年4月总体设计批复后，进行了装置布局最后调整，东西方向3公里的“一横”主干道路整体往南移30米，原道路作废。由于仅进行毛石和回填土的路基施工，结合在3年里的高利用率，连接了全厂中部的东西向，路基作废的经济损失远少于此条施工通道发挥的功效及本应一次性投入的施工临时通道成本。
待总体设计批复、项目总平面布置图确定后（一般在基础设计前期），建议将全厂主干道全面按设计的正式道路施工完成。原因如下：
第一：总体设计的批复，意味着正常情况下项目开始实质性启动。特大型石油化工项目的占地区域很大，快捷道路通行是承包商人员、机具、设备材料顺利进场的保障。一次性将装置红线外的道路全部施工完成，能有效提升全厂施工通行、作业效率及吊装、运输等安全性，并满足施工期间消防安全要求。
第二：总图正式道路路面施工完成后，在项目建设过程中肯定会出现损坏情况，以及地下管道、电仪、电信、消防、电缆电线等过路需要进行顶管或者破路。道路路面的美观性、损坏情况修复及顶管产生的施工措施费用增加，是对于道路是否进行路面施工决策影响最多的问题。经过对中石化武汉石化项目、中科项目55公里正式道路前期一次性施工完成来看，混凝土道路路面的损坏主要是出现纵向或横向裂纹（基本上是由于不均匀沉降引起），出现的损坏情况均不超过30%，且对裂纹修复即可，修复费用很低。特别是中科项目55公里混凝土道路，仅东西向位于厂区东段三条主干道路（各1公里长的区域）及场平回填9米高的西边线4处局部出现过裂纹，修复处理很快且简单。正式道路的修建是在一级地管施工完成后或者同时施工，地管过路主要是一级地管与二级地管的接头连接。在前期的总体院与基础设计单位之间给排水设计专业、总图专业协调顺畅是可以避免出现大规模的增补接头情况，从而减少破路情况。电信、消防专业由于都是设计后期专业会出现过路情况，但由于穿路管线较小，可以直接使用机械顶管技术，施工方便快捷，以中科项目为例，全厂电信顶管产生的措施费用大约在200万以内，属于可以接受范围。
第三：大件及超限设备运输对道路坡度、承重、转弯半径均有着较高要求。泥泞、不平的道路路面存在着极大的安全隐患。而作为一体化项目，炼油与化工包括公用工程均存在着超限设备运输与大件吊装，几乎涉及所有主干道路。同时，其他设备、大宗钢材、管材、混凝土存在大量运输，道路路面的好坏对建设的安全影响很大。
第四：仅施工至路基的临时道路，在重车经常碾压、雨季或者积水情况下，需要频繁补填砂土，否则道路崎岖不平，容易产生翻车等事故，而频繁的修补费用较高。
2.3超限设备运输规划
中石化项目一般由建设单位直接委托专业公司进行大件吊装及超限设备运输，而对大件、超限设备的定义是质量大于等于80吨或长度大于等于60米（与SH/T 3557-2015《石油化工大型设备运输施工规范》中定义为设备质量大于等于100吨或设备长度大于等于20米，有所区别）[1]。大件吊装及超限设备运输集中由建设单位直接委托专业单位实施的主要目的在于节省了大吊车进出场费用，而当前实施的多个特大型石油化工项目均按照中石化对大件、超限设备的定义执行。
超限设备运输规划中，重点是对运送方式、运输道路的规划。对于没有可供使用的码头、无法船运的情况，重点要落实陆域运输的可行性；对于具备卸载的码头、航道可供船运的情况还是建议船运为主，运费较低且容易执行。对于自建码头的项目，建议要将码头潮位、一般驳装船的压舱水调节船吃水深度作为参考因素，来进行滚装码头设计，避免出现只能在仅有的高潮位特定短时间内，才能进行设备滚装卸船的情况。
自建码头或自有码头项目，建议可参考中科项目500吨以下设备、大宗材料，利用杂货码头，租用500吨桅杆吊进行吊装；大于500吨设备从滚装码头进行转运自厂内。船运避免了陆运市政道路的限制，从而可以实现乙烯裂解炉等大型设备、结构模块化制造、运输到场，直接就位。
厂内的重件运输道路规划要结合超限设备运输方案，详细明确路径、需要地基处理部分及转弯半径，并在施工总平面布置图上进行明显标注，便于理清道路旁工艺管廊等相关建构筑物、管道等施工顺序，避免重复拆装。
2.4场地排水
场地排水分为两个阶段：场平阶段的排水与实施阶段的排水。场平阶段排水主要依托现场明沟，制作简易临时排水沟即可，重点是水土保持，铺设土工布，避免雨水冲刷，致使土方流失，同时泥沙污染河道或者海域。实施阶段排水，是在项目总平面布置图确定后，直接完成主干道路沿线的一级地管，利用雨水管线进行排水。此类排水，土建施工阶段要提前做好沉淀池，由沉淀池引入雨水口，避免泥沙堵塞雨水管道。在安装施工阶段，主要做好油污及被污染水的收集与控制，严禁进入雨水系统，造成不合格排放的环保事件。
2.5施工用水
施工用水包括现场施工用水与办公临设用水。在国内项目施工用水一般使用市政供给的自来水。对于四面环海的岛屿上建设大型石油化工项目且淡水无法满足施工生产需求的情况下，可考虑采取海水淡化。施工用水的高峰期在于管道试压及罐区上水试验。
.png)
图2 中科项目施工用水统计图
办公临设生活用水若涉及饮用，要设置符合生活用水标准的专用管线。现场施工用水管网建议直接利用一级地管中的消防水管网，节约施工用水管网投资及重复铺设，且可以达到任何施工区域，接水便利。同时，增加消防水管网界区阀门，便于分区供水、排水。
石油化工一体化项目供水的量测算峰值，要按照罐区上水时间进度要求、罐容量来测算最大每小时或每天供水量，避免影响现场施工进度。如中科项目为市政供开发区的9000立方米/天自来水厂，由于新自来水厂还未建好，最多每天能供应中科项目约7000立方米。用水高峰期为2019年8月份，罐区试水集中开始的用水量19万立方米，以及2019年10月份管道试压集中开始并且罐区上水还未全部完成的用水量18.7万立方米，详见图2中科项目施工用水统计图。
2.6施工用电
特大型石油化工工程建设项目施工用电规划重点在于供电线路形式选择、供电点设置、总容量估算。施工用电高压供电线路敷设形式有三种：埋地、架空、架空结合埋地。三种方式均各有优缺点。由于吊装密集，纯架空方式无法在大型石油化工项目中实现，一般大型石油化工项目在埋地、架空结合埋地两种形式中选择。
埋地敷设：优势在于石化项目上部结构安装阶段的吊装工作量大，且塔吊、履带吊、汽车吊等各种吊车作业很密集，埋地就杜绝了发生吊车高空触电隐患，也是石油化工项目选择较多的传统施工用电线路敷设方式；由于在厂内设有开闭所或开关控制，可直接在厂内处理跳闸情况，不宜导致市政变电所跳闸。缺点在于埋地电缆价格比架空电缆价格高，要设置开闭所，埋地电缆在动土作业中存在个别被挖断情况。主线路上设有继电保护，挖断即断开高压断路器。中科项目采用埋地敷设形式。
.png)
图3 中科项目施工用电统计图
架空与埋地结合形式：一般为沿厂区红线外围等基本不存在吊装作业、大件运输区域，设置高压架空线路，并设置接口，接电缆埋地接入施工区域的临时箱变。此模式为现正在建设的中石化古雷一体化项目（特大型石油化工工程建设项目）采取的模式。优点：架空线路部分较埋地敷设电缆成本低。缺点：架空线路施工需要电力专业施工队伍负责，并维护。厂区内也均为埋地敷设，风险与埋地敷设风险等同。若直接使用政府架空线路直接布置，费用同样由建设单位承担，且进线跳闸处理需要到市政变电所。
供电点结合项目总平面布置图，按装置、罐区、预防腐、预制场、库房等施工总平面布置图进行设置。总容量估算可以参照相同类型项目进行参考。特大型石油化工工程建设项目建议委托设计进行专项设计。中科项目采取设置1座开闭所，四路市政供电进线，配变总容量79800KVA，共85台箱式变压器，其中59台1000KVA，26台为800KVA。用电高峰期为2019年10月份工艺管道焊接施工高峰期，月用电量423万度。见图3 中科项目施工用电统计图。
2.7其他
厂区围蔽：修建正式围墙，设立门禁系统。若前期不具备条件，建议使用简易围墙，形成厂区围蔽。
管道、钢结构的材料堆场、预防腐厂（抛丸除锈、底漆施工）、预制厂以及阀门试压站、仓库最好设置集中设置在相邻区域，减少材料、设备的二次倒运。
混凝土搅拌站：建议设置厂内混凝土搅拌站，对混凝土的质量监管及高峰期供应、价格波动，较为容易掌控。
设备制造场：若场地够大，可以考虑与关键塔器设备制造厂协商，由其修建设备制造厂房，到现场制造大型设备，便于掌控关键设备制造进度。
建议引进非标件加工厂，便于现场施工单位加工非标件。
设备堆场要进行混凝土硬底化，避免沉降造成设备变形。
建筑垃圾堆场、危废品暂存库房要提前设置，并与政府明确建筑垃圾、危废品处理途径，为承包商提供具有资质处理单位或提供承包商与政府相关部门的联系途径，及时清运出厂。
临时厕所：要在负责卫生清理的综合服务商合同中明确清理频次。临时厕所在施工集中点的设置，与作业点距离建议小于500米。
临时办公设施：建议现场办公场所集中布局，特别是监理单位和承包商办公场所之间距离不宜过远，方便办公。
生活营地：在偏远地区，建议厂区红线外附近设置承包商生活营地，引进包括超市等生活设施，便于工人就近上下班。
所有临时设施的修建，建议要先确定建设标准，承包商到场后才能达到有序修建、整齐划一。如中石化项目执行中国石油化工集团有限公司发布的《标准化工地建设指南（试行）》。
3 结束语
“谋定而后动”，切合实际、深入优化的策划才能达到效益最大化目的。制定合理的工程施工总平面规划，可以达到节约成本、提升项目经济效益的效果，在取舍中做出最正确的抉择，推进实现效益工程。
参考文献：
[1]SH/T 3557-2015 石油化工大型设备运输施工规范[S]
作者简介
张伟（1982年-），男，工程师，从事代业主工程管理10年，中石化第四建设有限公司工程项目管理公司，中石化一级项目经理，中科PMC项目部执行主任，派遣至中科（广东）炼化有限公司施工管理部，任职综合组经理，兼中科合资广东炼化一体化项目管理部联合推进小组副组长。