張東升 李 大 胡華月 徐允明

〔1 聯(lián)勤保障部隊供應(yīng)局；2 晉中軍分區(qū)；3 解放軍66361部隊〕

洞庫立式金屬油罐作為后方油庫的一類設(shè)備，安全運行狀況是油庫安全管理的重點。日前，聯(lián)勤保障部隊駐晉某油料倉庫圓滿完成了8座洞庫砼頂油罐換底換頂施工任務(wù)。由于油罐換底工藝已有成熟技術(shù)經(jīng)驗，在此筆者僅對砼頂油罐換頂施工方法進行歸納總結(jié)，以供參考。

1 洞庫砼頂油罐的構(gòu)造形式

某油庫為山體洞庫，有單通道和雙通道兩種構(gòu)造形式。這次完成改造的是雙通道式洞庫油罐，1969年8月建成投入使用，為上下復合式結(jié)構(gòu)。盡頭式上導洞和下引洞均為葡萄式平面設(shè)置，下引洞通道兩側(cè)不規(guī)則分布8座砼頂油罐，上導洞通道兩側(cè)對應(yīng)連接至各座油罐的砼頂，每座油罐砼頂均設(shè)有量油孔和喊話孔(用于收發(fā)作業(yè)時上導洞與罐室內(nèi)人員通聯(lián))。油罐呼吸管路通過上導洞引至洞外。上下通道均為獨立密閉空間，分別設(shè)置通風系統(tǒng)。上導洞通風系統(tǒng)采用金屬通風管，由量油孔處沿通道上方引至洞外；下引洞通風系統(tǒng)采用混合通風管路，罐室金屬通風管從罐壁頂部人孔處連接至支通道及主通道地坪下方的磚砌風道，在洞口第一道密閉門內(nèi)與洞外金屬通風管相連。

砼頂油罐罐體上設(shè)有直爬梯，非旋轉(zhuǎn)盤梯，人員上下較為不便。罐體底層壁板設(shè)上中下3根取樣管，由于靜壓力較大，取樣管閥門經(jīng)常出現(xiàn)滲油現(xiàn)象。封圍設(shè)施僅安裝罐室和洞口密閉門，缺少排水阻油裝置和洞外攔油池(堤)。此外，單通道式砼頂油罐結(jié)構(gòu)與雙通道式下引洞基本相同，僅砼頂上未設(shè)測量孔和喊話孔，呼吸管路沿下引洞墻壁引至洞外。這兩種類型砼頂油罐，由于建設(shè)時間久遠，部分砼頂出現(xiàn)脫皮、混凝土渣塊脫落甚至坍塌現(xiàn)象，均急需改造換頂。

2 洞庫砼頂油罐換頂施工難點

由于洞庫砼頂油罐構(gòu)造的特異性，決定了換頂施工的特殊復雜性，與地面、覆土油罐以及洞庫內(nèi)油罐新建、換頂相比均存在很大差異。主要有以下三個方面的難點：

一是洞庫內(nèi)部施工作業(yè)空間狹小。以該庫山體洞庫為例，洞庫內(nèi)巷道布局緊湊，主通道及支通道最大高度2.2 m，最大寬度為2.8 m，罐室內(nèi)襯墻面與罐壁之間最大距離僅有0.8 m，安裝操作空間相當窄小，大型機械無法進入，吊裝機具使用困難，施工作業(yè)空間極其有限。罐頂板焊接、罐壁板噴砂除銹、油罐防腐等作業(yè)時，煙氣、粉塵在有限空間內(nèi)容易積聚，洞庫內(nèi)多個油罐同時施工，安全風險驟然提高。

二是原有罐壁承重能力有待論證。洞庫油罐一般建設(shè)年代較早，大多始建于上世紀六七十年代，尤其是洞庫砼頂油罐，頂層壁板厚度一般僅為3～5 mm。加之年代久遠，洞內(nèi)濕度較大，腐蝕銹蝕現(xiàn)象較為普遍，能否承受新建罐頂?shù)妮d荷需要，必須由設(shè)計單位認真核算，切忌盲目上馬造成損失。

三是傳統(tǒng)換頂施工方法均不適宜。目前油罐換頂施工普遍采用罐內(nèi)搭設(shè)滿堂腳手架起拱法、罐頂瓜皮板下設(shè)弦拉起拱法和逐塊拆換法三種方法。第一種方法對瓜皮板組焊的搭接寬度有嚴格要求，一次成型的可能性很小，高空作業(yè)，調(diào)整不便，罐頂?shù)某尚钨|(zhì)量較難控制，并且搭設(shè)滿堂腳手架費時費力，罐內(nèi)障礙較多，施工難度劇增；第二種方法拉弦的位置適當才能滿足罐頂起拱的成形質(zhì)量，且瓜皮板下設(shè)置的拉弦不易拆除，拆除時亦需搭設(shè)滿堂腳手架，程序繁瑣，施工安全難以保障；第三種方法適用于金屬拱頂油罐換頂施工。由此可見，常用換頂施工方法均不適用于洞庫砼頂油罐。

3 洞庫砼頂油罐換頂實施步驟

經(jīng)軍地專家、設(shè)計人員、建設(shè)單位多次會商，最終確定“保留加固原砼頂作為罐室殼頂，在原有油罐罐體上增加鋼質(zhì)拱頂”的砼頂油罐換頂方案。由于無成熟經(jīng)驗做法可供借鑒，經(jīng)多次研究論證，提出“桁架整體提升”的換頂方法。具體實施過程可分為四個步驟：

一是切割預(yù)埋鋼板。首先在罐體下部適當位置切設(shè)進料口，在罐內(nèi)搭設(shè)移動式腳手架，提供切割作業(yè)平臺。由于預(yù)埋的環(huán)向“?！毙弯摪鍧仓诒桓岔彭攦?nèi)部，為防止切割作業(yè)破壞被覆層，沿砼頂下沿約3 cm處對預(yù)埋鋼板進行切割。針對殘留在被覆砼頂上裸露部分的舊鋼板，沿切割線進行打磨至平整光滑，防止人員在新罐頂上進行設(shè)備檢修、拆裝等作業(yè)時頭部磕碰受傷。切割后新罐頂中心孔距離被覆內(nèi)襯表面垂直高度不宜低于1.2 m。

二是增設(shè)中心支柱。因原有舊罐壁較薄，與現(xiàn)行國家規(guī)范中罐壁的厚度要求相差較大，經(jīng)軍隊專家及專業(yè)設(shè)計人員論證，需在油罐中間增設(shè)鋼制中心柱支撐。該措施目的在于對安裝的新罐頂起到一定的支撐保護作用，盡量減少新罐頂直接作用于舊罐壁的荷載，同時也為新罐頂?shù)跹b提供了支撐平臺。為便于拆卸和檢修，新增中心支柱的各段之間采用法蘭連接，法蘭配套采用鋼絲纏繞墊片，中心支撐柱與罐底墊板采用滿焊固定。詳見圖2，中心支撐柱做法示意圖。

圖2 中心支撐柱作法示意圖

三是布設(shè)吊升裝置。綜合考慮各類因素，制定了“桁架整體提升”的吊裝方案。在罐室環(huán)形檢查通道內(nèi)對稱布設(shè)6根支撐柱，采用法蘭連接，每根支撐柱與通道承重地面通過地腳螺栓固定連接，與罐室墻面采用3只扁鋼抱卡固定連接。支撐柱與中心柱頂端用6根工字鋼梁焊接固定，在每根工字鋼上合適位置固定吊耳，用于固定吊裝葫蘆，即完成了桁架的制作，可對新罐頂進行整體吊裝。需要強調(diào)的是，為確保吊升過程安全，必須對所有承重件進行荷載計算并校核。

四是制作安裝罐頂。考慮到滿堂腳手架搭設(shè)費時費力，且高空吊裝焊接作業(yè)罐頂成形質(zhì)量較難控制，新罐頂瓜皮板組對焊接需要在油罐底部進行。首先在罐底預(yù)制用于新罐頂組焊的臨時支架，支架上沿著軸線對稱搭設(shè)4塊瓜皮板，適當調(diào)整后定位焊接。爾后，再組裝其余瓜皮板并按照設(shè)計圖紙要求調(diào)整搭接寬度。瓜皮板之間采用搭接焊，并完成加強肋板及新罐頂外部吊耳的焊接。所有瓜皮板和加強肋板下料前要放大樣，檢查無誤后方可下料。

吊升前，須在罐壁安裝控制油罐變形的脹圈，并在新罐頂?shù)倪吘壖爸行目撞扇“叡Ｗo措施，防止新罐頂在吊裝提升的過程中與罐壁及中心柱之間發(fā)生硬性磕碰。安裝好葫蘆后，緩慢操作升吊裝置，使帶有中心孔的新罐頂沿著中心柱軸線均勻提升至預(yù)定位置。到達預(yù)定位置后，在油罐頂部焊接包邊角鋼和中心頂板。包邊角鋼外側(cè)與罐頂板采用連續(xù)焊，瓜皮板和中心頂板采用對接焊。新罐頂焊接完畢并檢查合格后，拆除吊升裝置、脹圈等輔助設(shè)施。詳見圖3“桁架整體提升”示意圖。

圖3桁架整體提升示意圖

4 結(jié)語

采用桁架整體法進行洞庫砼頂油罐換頂施工，操作簡單便捷、節(jié)約投資成本、縮短施工周期、安全系數(shù)較高。