羅世江 黃有綱

中國化學(xué)工程第七建設(shè)有限公司 四川成都 610100

覆土儲(chǔ)罐就是指置于被土覆蓋的砼罐室中的儲(chǔ)罐。覆土儲(chǔ)罐由于埋藏于地下，且罐室頂部及周圍的覆土厚度不小于0.5m，罐內(nèi)溫度相對較低且穩(wěn)定，在常溫常壓下存儲(chǔ)液化烴時(shí)，可有效防止液體擴(kuò)散蒸汽引發(fā)事故，并且不受臨近熱源、爆炸沖擊波、飛濺物的沖擊，具有美化環(huán)境、隱蔽性好，以及縮小與周邊臨近設(shè)施間的安全距離等優(yōu)點(diǎn)。在西方發(fā)達(dá)國家，覆土儲(chǔ)罐已廣泛應(yīng)用于煉油廠、石化廠、儲(chǔ)配站、城市加油加氣站和油庫等，存儲(chǔ)液化烴原料、化工成品及半成品等。在我國，目前覆土儲(chǔ)罐主要用于國家戰(zhàn)略油品存儲(chǔ)，其他領(lǐng)域正在逐步推廣應(yīng)用，如石化行業(yè)的南京揚(yáng)子石化BASF成品罐區(qū)、鎮(zhèn)江巴斯夫丁二烯項(xiàng)目等已采用覆土儲(chǔ)罐。因此，覆土儲(chǔ)罐在我國具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

覆土儲(chǔ)罐與露天儲(chǔ)罐相比，在施工技術(shù)上有其自身的特點(diǎn)，現(xiàn)總結(jié)出一套成熟的覆土儲(chǔ)罐施工經(jīng)驗(yàn)，希望對今后的覆土儲(chǔ)罐施工具有一定的參考意義。

1 儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)及施工特點(diǎn)

1.1 覆土儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)

常見覆土儲(chǔ)罐由砼罐室、內(nèi)置金屬儲(chǔ)罐和操作巷道等組成。表面蓋土后種植草皮。圖1為10000m3覆土儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)示圖。

1.2 施工技術(shù)特點(diǎn)

對于覆土儲(chǔ)罐施工，在完成土方開挖后，從理論上講，先施工內(nèi)置鋼罐，后施工砼罐室；或者先施工砼罐室，后施工內(nèi)置鋼罐，兩種方法都是可行的。但從國內(nèi)外的施工經(jīng)驗(yàn)來看，先施工砼罐室，后施工內(nèi)置鋼罐，在技術(shù)上更容易控制，施工安全和質(zhì)量有保證，也更經(jīng)濟(jì)。因此，本文只就先施工砼罐室，后施工內(nèi)置鋼罐的施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。

圖1 10000m3覆土儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)示意圖

（1）完成砼罐室施工后,在砼罐室內(nèi)進(jìn)行鋼罐倒裝施工；

（2）砼罐室內(nèi)鋼罐組裝無法使用吊車等大型機(jī)具，所以采用叉車、電動(dòng)葫蘆和部分自制工裝配合完成組裝；

（3）砼罐室需整體澆筑，無法根據(jù)施工需要預(yù)留施工洞，材料、機(jī)具和人員進(jìn)出只能通過操作巷道口進(jìn)行（操作巷道預(yù)留到內(nèi)置鋼罐完成后再施工）；

（4）對于10000m3覆土儲(chǔ)罐，砼罐室內(nèi)壁與鋼罐外壁相距984mm，作業(yè)空間狹小；

（5）砼罐室施工通風(fēng)、采光條件差，噪聲大；

（6）罐區(qū)內(nèi)各臺(tái)罐相互獨(dú)立，機(jī)具和人員交叉使用的可能性小。

2 工藝原理及施工方法

2.1 工藝原理及流程

在完成砼罐室施工后，采用汽車隨車吊將儲(chǔ)罐材料運(yùn)輸?shù)巾殴奘也僮飨锏揽诟浇?；然后用自制小車通過操作巷道口將儲(chǔ)罐材料運(yùn)進(jìn)砼罐室內(nèi)，采用倒裝的方法完成鋼制儲(chǔ)罐組焊施工。其中,采用小型叉車進(jìn)行底板鋪設(shè)，采用設(shè)置于砼罐室頂部中心孔的電動(dòng)葫蘆提升，加上小型叉車輔助完成頂板吊裝；在頂板組裝焊接完成后，采用設(shè)置于拱頂頂部的中心桅桿加電動(dòng)葫蘆提升完成壁圈板組裝。具體施工工藝流程如圖2所示。

圖2 施工工藝流程圖

2.2 施工方法

本施工技術(shù)采取在砼罐室施工澆筑完成后，在砼罐室內(nèi)用倒裝法進(jìn)行鋼制儲(chǔ)罐組焊安裝。由于砼罐室內(nèi)空間有限，要求所有儲(chǔ)罐材料的預(yù)制在預(yù)制場進(jìn)行，預(yù)制的深度以盡可能減少砼罐室內(nèi)的工作為原則；在完成預(yù)制后，在砼罐室內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)罐倒裝組焊安裝；砼罐室內(nèi)鋼罐的焊接采取手工電弧焊。

2.2.1 材料預(yù)制

預(yù)制前根據(jù)設(shè)計(jì)和材料到貨情況，編制好底板、壁板和頂板的《排板圖》，并嚴(yán)格按《排板圖》和設(shè)計(jì)技術(shù)條件進(jìn)行預(yù)制。

底板預(yù)制必須滿足表1和表2的偏差要求，單張板寬度不得小于1000mm，長度不得小于2000mm，罐底任意相鄰焊縫間距大于200mm。

壁板的下料偏差應(yīng)符合表1的要求，壁板與壁板間任意兩縱縫間距大于500mm。壁板縱縫與罐底邊緣板對接縫之間，壁板縱縫與包邊角鋼圈對接縫之間相距須大于200mm。壁板卷制采用弧形樣板檢驗(yàn)與控制，并且運(yùn)輸或貯存要有防變形措施。

頂板按設(shè)計(jì)預(yù)制成瓜瓣形，頂板拼裝后必須在專門的鋼平臺(tái)上放樣進(jìn)行檢查合格；然后按設(shè)計(jì)預(yù)安裝頂板鋼筋，并檢驗(yàn)驗(yàn)收合格。

表1 底板預(yù)制的偏差要求Ⅰ

表2 底板預(yù)制的偏差要求Ⅱ

2.2.2 除銹防腐

材料預(yù)制并檢查合格后，采用砂丸噴砂除銹，除銹的質(zhì)量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在檢查合格后進(jìn)行底漆和中間漆涂漆防腐。噴漆前應(yīng)將焊接部位及兩側(cè)50～100mm范圍用膠帶包扎好。底漆和中間漆采用高壓無氣噴涂的方法噴涂，每層油漆厚度用漆膜測厚儀檢驗(yàn)，要求每道油漆不得有咬底、剝落、漏涂、起泡等缺陷。

2.2.3 基礎(chǔ)驗(yàn)收

鋼罐底組裝前進(jìn)行基礎(chǔ)交接時(shí)，應(yīng)對罐基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。各項(xiàng)指標(biāo)必須符合規(guī)范要求，否則不得進(jìn)行罐底組裝。

2.2.4 底板鋪設(shè)

在基礎(chǔ)驗(yàn)收合格后，采用汽車隨車吊將儲(chǔ)罐底板材料運(yùn)輸?shù)巾殴奘也僮飨锏揽诟浇?，然后用自制小車通過操作巷道口運(yùn)到儲(chǔ)罐基礎(chǔ)上；采用3t的液壓叉車進(jìn)行底板鋪設(shè)，先鋪罐底邊緣板，再鋪罐底中幅板；鋪設(shè)時(shí)要確保符合設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范的要求。焊接時(shí)，采取的焊接順序是，先短后長，先里后外；焊工均勻?qū)ΨQ布置施焊，根層焊道應(yīng)采用分段退焊或跳焊法，以防止底板焊接變形。

2.2.5 壁板運(yùn)輸

底板鋪設(shè)焊接完成后，通過操作巷道用自制小車將壁板材料運(yùn)到砼罐室內(nèi)；再采用3t的液壓叉車（叉車上安裝一自制吊臂，結(jié)構(gòu)如圖3所示）將壁板按施工需用順序，放置于砼罐室內(nèi)壁圓周，待施工時(shí)取用（從外到內(nèi)為最上一圈到最下一圈）。壁板運(yùn)輸如圖4和圖5所示。

2.2.6 底板包邊角鋼安裝

圖3 自制吊臂結(jié)構(gòu)圖

圖4 壁板運(yùn)輸示意圖

圖5 材料運(yùn)輸實(shí)例

在底板安裝完成且壁板材料運(yùn)到砼罐室內(nèi)后，在底板邊緣板上按設(shè)計(jì)尺寸安裝組焊包邊角鋼。其中巷道段的包邊角鋼暫不安裝，待頂板安裝后再安裝，以方便頂板水平進(jìn)料運(yùn)輸。圖6為包邊角鋼預(yù)安裝示意圖。

圖6 包邊角鋼預(yù)安裝示意圖

2.2.7 拱頂進(jìn)料安裝

在罐底板和包邊角鋼安裝施工并檢查檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行拱頂安裝。在進(jìn)行拱頂安裝施工前，要先在砼罐室頂部中心孔設(shè)置吊點(diǎn)，懸掛10t的電動(dòng)葫蘆用于砼罐室內(nèi)拱頂安裝時(shí)吊裝頂板，詳見圖7。

首先找到罐體中心點(diǎn)，安裝臨時(shí)胎具。胎具安裝時(shí)運(yùn)料通道部分暫不安裝，先安裝到如圖8所示的狀態(tài)，余下部分等其他部位的頂板安裝完成后再施工，以方便頂板水平進(jìn)料運(yùn)輸。

頂板鋪設(shè)采用汽車隨車吊將預(yù)制好的瓜瓣形頂板運(yùn)到砼罐室附近，在罐室外焊接臨時(shí)吊耳，再將頂板吊裝放置在自制小車上運(yùn)輸至罐內(nèi)，然后用設(shè)置在砼罐室頂部中心吊點(diǎn)的10t電動(dòng)葫蘆輔以液壓叉車的方式將頂板吊裝鋪設(shè)就位。鋪設(shè)作業(yè)如圖9和圖10所示。

2.2 .8壁板安裝

圖7 頂部中心孔吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

圖8 頂板臨時(shí)胎具示意圖

圖9 頂板安裝鋪設(shè)示意圖

圖10 頂板安裝鋪設(shè)實(shí)例

在進(jìn)行壁板圍板前，先在安裝并檢驗(yàn)合格的拱頂上安裝用于壁板圍板吊裝的中心桅桿，中心桅桿結(jié)構(gòu)如圖11所示。因罐體提升立柱高于自制吊臂，阻擋自制吊臂做圓周運(yùn)動(dòng)。因此，最上兩圈（第8圈和第7圈壁板）的圍板采用懸掛于罐頂欄桿的手動(dòng)葫蘆進(jìn)行圍板；其余各圈采用中心桅桿在拱頂上繞圓周旋轉(zhuǎn)，采用懸掛在中心桅桿上的10t電動(dòng)葫蘆提升完成圍板。施工作業(yè)如圖12所示。

提升裝置安裝，在鋼罐內(nèi)部距罐壁400mm左右的同心圓上均布28根提升吊裝立柱。立柱用φ219×8鋼管制成,每根立柱上掛10t電動(dòng)葫蘆用于儲(chǔ)罐倒裝提升。電動(dòng)葫蘆所需數(shù)量（N）計(jì)算如式（1）所示。

其中,儲(chǔ)罐總重243t（包括壁板組對過程中的輔助工具重量）,底板重43t,電動(dòng)葫蘆安全系數(shù) (η)取1.3。

因此，28個(gè)電動(dòng)葫蘆可以滿足要求。

圖11 中心桅桿結(jié)構(gòu)示意圖

圖12 壁板圍板吊裝示意圖

2.2.9 焊接

在砼罐室內(nèi)施工通風(fēng)、采光條件差，噪聲大。因此，儲(chǔ)罐組焊主要采用手工電弧焊。

2.2.10 檢驗(yàn)試驗(yàn)和防腐

儲(chǔ)罐的檢驗(yàn)試驗(yàn)與露天儲(chǔ)罐相比沒有特殊的地方，需要強(qiáng)調(diào)的是檢驗(yàn)試驗(yàn)應(yīng)與組焊施工同步進(jìn)行，以保證施工質(zhì)量得到有效控制。

由于儲(chǔ)罐所有材料預(yù)制后，在專門的場地完成噴砂除銹和噴涂底漆中間漆。所以儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)后內(nèi)防腐不搭腳手架，采用油罐內(nèi)壁防腐專用電動(dòng)升降平臺(tái)的方式完成內(nèi)防腐，外防腐則借助自制懸掛吊籃來完成。

3 經(jīng)濟(jì)效益

由于覆土罐內(nèi)置鋼罐組裝作業(yè)在砼罐室內(nèi)進(jìn)行，不受雨天等天氣影響，施工工期可控；這種施工技術(shù)易于操作，施工安全、質(zhì)量有保證；砼罐室內(nèi)鋼罐組裝不使用吊車等大型機(jī)具，采用叉車、電動(dòng)葫蘆和部分自制工裝配合完成組裝，節(jié)約的吊車費(fèi)用遠(yuǎn)多于自制工裝的費(fèi)用，相對于露天儲(chǔ)罐采用吊車吊裝組裝，經(jīng)濟(jì)效益更好。

4 結(jié)論

對于覆土儲(chǔ)罐，砼罐室澆筑完成后，在砼罐室內(nèi)采用倒裝法施工，在無法使用大型吊車的情況下，借助于覆土儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過砼罐室操作巷道口用自制小車將材料運(yùn)到儲(chǔ)罐內(nèi)；再采用3t的液壓叉車完成底板鋪設(shè)；在砼罐室頂部中心孔設(shè)置吊點(diǎn)，懸掛10t的電動(dòng)葫蘆輔以液壓叉車的方式完成頂板吊裝鋪設(shè)；采用設(shè)置在拱頂上的中心桅桿上懸掛電動(dòng)葫蘆起吊完成壁板圍板；然后借助電動(dòng)升降平臺(tái)的方式完成內(nèi)防腐。

該施工技術(shù)用于中國化學(xué)工程第七建設(shè)有限公司某項(xiàng)目中的10臺(tái)10000m3覆土儲(chǔ)罐施工，施工情況表明，施工工期、質(zhì)量和安全容易控制，經(jīng)濟(jì)效益良好。