上海煤氣第二管線工程有限公司 王可棟

閔行LPG儲罐場400 m3球罐拆除簡介

上海煤氣第二管線工程有限公司 王可棟

以400m3LPG球罐的拆除為例，對LPG站拆除工程的施工準備、施工過程中重要環(huán)節(jié)進行了敘述，為同類拆除施工提供參考。

LPG 球罐 拆除

0 引言

2014年2月上海液化石油氣經營有限公司就閔行LPG儲罐場老區(qū)設備設施拆除處置工程進行施工招標，上海煤氣第二管線工程有限公司作為中標單位完成了其中400 m3球罐、100 m3臥罐、液化氣體壓縮機、循環(huán)式汽化器等8座設施、與混氣站關聯(lián)的相關管道以及站內構筑物的拆除。本文主要對其中2座400 m3液化石油氣球形儲罐(簡稱球罐)的拆除進行介紹，并對LPG站拆除工程的施工準備、施工過程進行敘述和分析。

1 工程概況

1.1 拆除內容

現(xiàn)場各類儲罐(400 m3球罐2臺、100 m3臥罐2臺)、液化氣體壓縮機2臺、循環(huán)壓縮機2臺、循環(huán)式汽化器2臺、檢斤稱2臺、壓力變送器、裝卸臺、工藝管道、閥門、儀器儀表、橋架、設備支架、鋼平臺、基礎等拆除至室外地坪。

裝罐間、壓縮機房、儀表間、地中衡計量室、壓縮機房、配電房、混氣間、警衛(wèi)室、防液堤等拆除至室外地坪。

與混氣站關聯(lián)的上水管道、廢水管道、強電、弱電拆除至指定位置并進行物理隔斷。

拆除后的建筑垃圾處置、有毒有害廢棄物、廢舊物資處置。

對站內指定保留的氣體管道、照明塔、綠化、視頻監(jiān)控等進行保護。

儲罐拆除前原貌見圖1。

1.2 400 m3球罐基本情況

儲罐為五帶桔瓣式球罐，見圖2。

圖2 五帶式球罐示意

球罐基本參數(shù)，見表1。

表1 球罐基本參數(shù)

球罐盛裝LPG(常溫高壓貯存)，充裝系數(shù)為0.85，球罐設計壓力依據50℃丙烷飽和蒸汽壓力確定，指示牌顯示設計壓力1.6 MPa，《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(GB 50156—2012)規(guī)定儲罐設計壓力不應小于1.78 MPa，屬三類壓力容器(依據《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》(TSG R 0004—2009))。球罐材質為16MnR(《壓力容器用鋼板》(GB 6654—1996)中16MnR被《鍋爐和壓力容器用鋼板》(GB 713—2008)中Q345R替代，16MnR較耐H2S應力腐蝕)。球罐設計施工主要依據《鋼制壓力容器》(GB 150—1998)、《鋼制球形儲罐》(GB 12337—1998)和《球形儲罐施工及驗收規(guī)范》(GB 50094—2010)。

球罐設置了人孔、進出水接合管、梯子及操作平臺等；8根支柱為赤道正切式，拉桿為可調式(承受風載荷與地震載荷，增加穩(wěn)定性)。球罐上下極各設置了一個公稱直徑不小于500 mm的人孔(人員可進出球罐)。球殼上設置了壓力表，球罐上裝設了水噴淋裝置(通過消防水管道供水，在夏天氣溫高時可對球罐噴淋冷卻，降低球罐氣體空間溫度，防止罐內隨溫度上升壓力急劇上升，同時起到消防保護作用)。兩球罐之間設置了梯子和操作平臺，供日常操作和維修使用，兩球罐四周砌筑了防火堤，見圖3、圖4。此外，球罐設置了就地和遠傳的壓力、溫度、液位測量儀表，以及為了防止罐內超壓而設置的安全閥等。

圖3 防火堤

圖4 球罐四周噴淋管

2 施工準備

施工準備的主要工作內容如圖5：

圖5 施工準備工作情況

2.1 竣工資料查閱與現(xiàn)場踏勘

拆除工程實施前，施工單位向發(fā)包方申請查看球罐安裝時交工文件，如球形儲罐基礎檢驗記錄、焊縫及焊工布置圖、支柱檢查記錄、設計變更通知單、隱蔽工程驗收記錄等，通過查詢交工資料了解球罐的施工細節(jié)，了解地下管道溝、電纜溝走向，了解公用工程管道、強電弱電線纜走向等。

同時，施工單位向發(fā)包方申請調閱罐體的壓力容器技術檔案，主要查閱壓力容器設計制造技術文件和資料，從而掌握球罐等壓力容器的基本情況(比如材質、規(guī)格、尺寸、結構參數(shù)等)，通過查閱壓力容器技術檔案了解球罐的設備制造細節(jié)。

通過現(xiàn)場踏勘進一步了解實際情況，踏勘目的在于查看進出場道路、生活辦公臨時設施布置、施工材料堆放、吊機位置、施工圍擋范圍和位置、通水通電條件等，進而編制實施性施工組織設計和專項施工方案。

2.2 開工資料準備

除施工合同簽訂、預付款保函辦理及預付款申請等工程經濟內容之外，開工前施工單位應向監(jiān)理單位上報各類資料履行開工報審程序，主要有：

施工總包及專業(yè)分包單位資格報審，將企業(yè)資質和人員資格資料上報，附中標通知書、營業(yè)執(zhí)照、資質證書、安全生產許可證、項目經理執(zhí)業(yè)資格證書、安全生產考核證書、專職安全管理人員安全生產考核證書等。

特種作業(yè)人員報審，附特種作業(yè)操作證、身份證，證書有限期及持證項目允許范圍符合要求。

施工組織設計及專項施工方案報審，對危險性較大的工程進行上報，對超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程由總包單位組織方案專家論證，具體參照《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》(建質[2009]87號)執(zhí)行。

工程材料/構配件/設備報審，將擬用于工程的材料、構配件、設備的產品合格證明、質保書、出廠檢驗報告以及抽檢報告等報審。

大型起重機械和自升式架設設施報審，將起重機械和架設設施數(shù)量、所在位置、施工日期、來源(自有或租賃)等進行上報并辦理驗收核查。

開工前，建設單位與施工單位簽訂安全生產管理協(xié)議，施工總包單位與分包單位簽訂安全生產管理協(xié)議并報監(jiān)理單位備案。分包單位將其企業(yè)資質和人員資格資料等報總包備案。

2.3 拆除報監(jiān)

2.3.1 拆除工程依據

主要依據有：《建筑物、構筑物拆除規(guī)程》(DGJ 08—70—2013)、《建筑機械使用安全技術規(guī)程》(JGJ 33—2012)、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ 130—2011)、《上海市建筑物構筑物拆除工程安全管理規(guī)定》(滬建研【2005】30號)和《建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)范》(JGJ 80—1991)。

2.3.2 報監(jiān)程序

開工前十五日，建設單位向閔行區(qū)房屋拆遷管理所辦理備案手續(xù)，主要提交以下資料：上海市建/構筑物拆除工程建設單位申報備案表、建設項目批準文件、拆除建筑物/構筑物統(tǒng)計表、拆除工程概算表、拆除范圍平面圖。

施工單位在開工前十日到閔行區(qū)拆房管理所辦理報監(jiān)手續(xù)，主要提交以下資料：上海市建/構筑物拆除工程開工報監(jiān)報告、拆除施工企業(yè)營業(yè)執(zhí)照、資質證書、安全生產許可證、上海市建/構筑物拆除工程開工告知/承諾書、拆除工程承包發(fā)包合同、安全管理協(xié)議、拆除施工項目經理資格證、拆除管理人員上崗證、拆除施工作業(yè)人員名單及安全培訓合格證、拆除工程施工組織設計、應急預案、渣土處置許可證及其他相關資料。

2.3 人員、設備及機具配置

人員配置：除管理人員(技術員、資料員、安全員等)外，配備焊工、起重工、電工、管工、機械工、運輸司機、架子工及輔工。

設備及機具配置：70 t汽車吊、10 t運輸卡車、履帶式反鏟挖掘機帶鎬頭、乙炔切割、水泵、渣土車、滅火器、配電箱及電纜等。

2.4 風險分析及應對措施

拆除前，施工單位對拆除過程進行危險源分析及制定應對措施。

2.4.1 爆炸

液化石油氣為甲A類火災危險物質，如果球罐和管道置換不徹底易引起起火爆炸。罐體拆除時以氣割為主，現(xiàn)場堆放有氧氣鋼瓶、乙炔鋼瓶，在陽光暴曬或火烤下容易造成鋼瓶爆炸。切割時的火星飛濺到周邊的可燃物質如干草之類，會發(fā)生火災。另外，管道上用于隔離的盲板如果封堵不嚴導致可燃氣體外漏而造成火災。

針對爆炸風險，嚴格執(zhí)行場內動火審批制度，動火前進行危險氣體檢測，保證鋼瓶的安全距離，氧氣、乙炔管擺設有序，動火時安排專人監(jiān)護，減少交叉作業(yè)，備好滅火器材，動火范圍內設置警示線。安裝管線隔離的盲板時采用銅扳手等。

2.4.2 起重傷害

本次拆除選用汽車吊進行吊運，如果作業(yè)人員站位不當易發(fā)生起重傷害。另外，如果吊件過重或吊裝受力不平衡可能導致吊車傾覆。吊裝過程中鋼繩斷絲、吊耳不牢固等可能導致鋼繩崩斷以及吊件墜落。

針對起重傷害，吊裝前進行安全技術交底，嚴格執(zhí)行吊裝專項施工方案，遵守“十不吊”原則：

(1)信號指揮不明不準吊。

(2)斜牽斜掛不準吊。

(3)吊物重量不明或超負荷不準吊。

(4)散物捆扎不牢或物料裝放過滿不準吊。

(5)吊物上有人不準吊。

(6)埋在地下物不準吊。

(7)安全裝置失靈或帶病不準吊。

(8)現(xiàn)場光線陰暗看不清吊物起落點不準吊。

(9)棱刃物與鋼絲繩直接接觸無保護措施不準吊。

(10)六級以上強風不準吊。

2.4.3 物體打擊與高處墜落

切割罐體前，需將罐體上閥門、人孔盲板、噴淋管等附屬設施進行拆除，罐體最高處超過10 m，拆除這些附屬設施時可能發(fā)生物體墜落造成人身傷害。拆除罐體時需在罐體四周搭設腳手架，施工人員攀爬到灌頂時需系帶安全帶，以免發(fā)生人員墜落事故。

針對物體打擊與高處墜落，對進場人員進行安全教育，保證施工作業(yè)人員著裝整齊、佩帶安全帽、安全帶、防滑鞋。

2.4.4 灼燙

采用氣割切塊，切割下的鋼板溫度較高，切割時產生的火花以及焊接吊耳時產生的焊渣容易造成施工人員燙傷。

針對灼燙，要求作業(yè)人員加強防范意識，行走時注意腳下障礙物，搬運時帶防護手套。

2.4.5 車輛傷害

吊裝采用汽車吊，運輸切塊采用運輸卡車，還有運送渣土車以及工程指揮車、消防水車等容易導致車輛傷害。

針對車輛傷害，要求駕駛員持證上崗，場內車輛進行統(tǒng)一調度，防止車輛過載，對運輸對象進行分類、分運，比如氧氣瓶和乙炔瓶分運。

2.4.6 機械傷害

罐體切除時，焊工沿著縱向焊縫和環(huán)向焊縫進行分割，分割后的鋼板為不規(guī)則體，四角尖銳，易導致劃傷等。

針對機械傷害，要求拆除的管材、管件分類堆放，保證堆放平整，嚴禁堆放高度過高。比如球罐上拆除位置臨近，外形一致的切塊統(tǒng)一堆放。

3 施工過程

2014年5月4號進場，5月5號開始施工，6月6日拆除工程結束，6月9號辦理竣工驗收(其中5月19日至5月26日停工)。

3.1 置換、沖洗

開工前，建設單位采用蒸汽對罐體和管道進行了置換。進場后，施工單位配合建設單位采用消防水再次進行了沖洗，由于液化石油氣比空氣重(氣態(tài)時比重比空氣大1.5~2倍，易向低洼處流動)，如果罐體內有殘留，易集聚在罐體底部，施工單位采用危險氣體檢測儀對罐體內危險性氣體進行檢測，確定置換是否合格。見圖6、圖7。

圖6 消防水沖洗

圖7 沖洗后氣體檢測

3.2 廠區(qū)內運行管道保護

本次拆除工程需對廠區(qū)內的西側、北側運行管道進行保護(如液化氣管、循環(huán)水管等)，拆除前采用彩鋼板進行了圍護。

3.3 腳手架搭設

為了給施工作業(yè)人員提供切割作業(yè)平臺，將罐體四周管路、儀表、閥門等先行拆除并清理干凈，在罐體四周搭設雙排扣件式腳手架，鋼管采用Q235級D48.3×3.6鋼管，腳手板采用竹笆板。搭設高度9 m(球罐底部至支柱底距離約一人高度，球罐內徑9.2 m，因此搭設9 m腳手架可滿足拆除作業(yè)要求，共搭設720 m2)，臥罐腳手架搭設高度為2 m。

腳手架搭設安裝腳手架搭設專項施工方案進行，搭設前進行技術交底并對基礎進行檢查，保證基礎表面平整、無積水、不滑動不沉降。腳手架安拆人員應為專業(yè)架子工，須持證上崗。腳手架搭設完畢后，建設單位、監(jiān)理單位、總包單位、分包單位、搭設單位共同進行驗收。腳手架桿件設置和連接符合規(guī)范要求，扣件螺栓無松動。對腳手架立桿垂直度進行檢查、步距縱距橫距采用鋼板尺檢查、縱向水平桿高差采用水平儀檢查等偏差符合規(guī)范要求，采用扭力扳手抽查扣件螺栓擰緊程度等。

3.4 吊裝與拆除

3.4.1 吊機及吊具選擇

400 m3球罐2臺，高度約為12 m，直徑為9.2 m；100 m3臥罐2臺，高度約為4 m，直徑2.95 m，長度為13 m。需要將球罐和臥罐用氧-乙炔切割設備切割成小塊，利用吊機調離。

3.4.1.1 拆除吊裝方法

先拆除上極帶，然后在分片進行切割吊裝拆除,球罐上極板重4.8 t，單片上溫帶板重2.32 t，赤道板重2.84 t，支柱重0.7 t，根據單板重量、高度及場地情況，采用1臺70 t汽車吊車(QY70K-I)逐塊進行吊裝拆除。

3.4.1.2 吊點布置

上下極在正上方各均布切割4個吊洞進行吊裝，上溫帶和赤道帶每張板切割2個吊洞。

3.4.1.3 吊裝計算

吊裝荷載核算及吊車選擇驗算：赤道板重量為2.84 t，吊鉤吊裝用、索具等約0.5 t，吊裝荷載為3.34 t。

吊裝計算荷載=吊裝荷載×1.3=3.34×1.3=4.34 t (未考慮不均衡載荷)。

綜合考慮吊裝重量、吊裝高度、場地空間，采用70 t汽車吊進行吊裝，吊車參數(shù)見表2。

3.4.1.4 吊索選擇

以吊裝赤道板為例，采用2根鋼絲繩，每根繩長10 m，采用D28的鋼絲繩，型號為6×37+1，抗拉強度170 kg/mm2。D28鋼絲繩破斷拉力490 kN，兩根鋼絲繩夾角最大為30°。每根鋼絲繩最大受力F=G/2sin60°，G為吊裝荷載，G=3.67/2sin60=24.6 kN。安全系數(shù)取6，允許用拉應力P=490/6=81.67 kN＞24.6 kN，故型號為6×37+1的D28鋼絲繩可以滿足要求。

表2 QY70K-I汽車吊性能參數(shù)

3.4.2 球罐拆除順序

(1)施工人員借助腳手架先將兩球罐間梯子及平臺先拆除，然后拆除上極帶，見圖8。

圖8 拆除上極帶

(2)上極帶拆除后，對上溫帶沿焊縫進行分割切塊拆除，見圖9。

圖9 拆除上溫帶

(3)上溫帶拆除后，進行下極帶拆除，見圖10。

圖10 拆除下極帶

(4)拆除下極帶后，對下溫帶沿焊縫進行分割切塊進行拆除，見圖11。

圖11 拆除下溫帶

(5)下溫帶拆除完畢后，進行分塊切割赤道帶，見圖12。

圖12 赤道帶拆除

圖13 立柱拆除

拆除支柱時，松開拉桿及地腳螺栓，可以看到拉桿與立柱連接處有巖棉保溫，由于球罐焊后需進行整體熱處理，采用球罐外部包裹保溫材料、內部進行加熱的焊后整體處理，根據《球形儲罐施工規(guī)范》(GB 50094—2010)要求“從支柱與球殼連接焊縫的下端算起，向下不少于1 m長度范圍內的支柱進行保溫”。因此可以看出該球罐在最初焊接組裝完畢后為了進行整體熱處理對支柱進行了保溫。

3.4.3 構筑物拆除

構筑物內部的設備全部拆除運出后，將以機械拆除為主，人工配合的方法進行拆除?？蚣芙Y構、混合結構等采用履帶式液壓鎬頭機機械拆除為主，人工配合拆除。主要技術措施：

(1)運用預濕潤法拆除，隔天濕潤房屋，拆除同時噴淋水以降低揚塵，減少揚塵的污染范圍。(2)樓層板由上至下逐層拆除。(3)柱、梁由上而下拆除。

(4)作業(yè)前對機械進行一次例行檢查。

4 結語

(6)最后進行支柱拆除，見圖13。

本文就閔行LPG站拆除工程的敘述屬管窺所及，還有很多管理環(huán)節(jié)和施工細節(jié)未涉及到，對此類拆除工程的總結還需基于后續(xù)其他工程實踐進行完善。

在上海燃氣由LPG轉向LNG、人工煤氣轉向天然氣的大背景下，LPG站、人工煤氣廠等的拆除、遷建工程會時有發(fā)生，如何保證此類工程安全、保質、集約、環(huán)境友好地實施，在未來一段時間內，是一個需要工程參建單位共同完成的工程管理課題。

Introduction of Demolishing the 400 m3Spherical Tank of Minghang Storage Tank Station

Shanghai No.2 Gas Pipeline Engineering Co., Ltd. Wang Kedong

Taking demolishing the 400 m3spherical tank as an example, the construction preparation and important links in the construction process of demolishing LPG station have been specified, which can be as a reference for the demolition engineering of the kind.

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