大型覆土罐拱頂鋼罐安裝技術(shù)研究

賈祥生　盛紅莉

摘 要：部分石油儲罐因為國家能源安全要求，需要把儲罐隱蔽起來，如覆土罐就是其中的一種形式。覆土罐需要在封閉受限空間內(nèi)安裝，目前國內(nèi)掌握這一技術(shù)的單位很少，且隨著罐容積不斷增大，有很多亟待解決的施工技術(shù)難題，特別是狹小受限空間內(nèi)無機械輔助壁板組對及大型拱頂安裝工藝難題。本文介紹了制約狹小受限空間內(nèi)鋼罐安裝的關(guān)鍵技術(shù)，對主要施工工序進行闡述，探索出一套可靠的施工工藝。該技術(shù)的成功攻關(guān)為類似條件儲罐安裝提供了參考，具有良好的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：覆土罐；大型立式拱頂鋼罐；狹小受限空間

1 研究背景

覆土罐多用于重要的國家能源儲備油庫及軍用國防物資儲備油庫。隨著國際局勢的變化以及國家戰(zhàn)略儲備及國防事業(yè)的發(fā)展，原有覆土庫已不能滿足當前形勢的需要，新一輪的建設(shè)已逐步展開，罐容積也向著大型化趨勢發(fā)展。

覆土罐內(nèi)操作空間狹小受限，施工難度大，且因覆土罐的特殊性，決定了其多為保密工程，給施工技術(shù)交流和推廣、成果展示帶來了很大的困難，所以目前國內(nèi)掌握這一技術(shù)的施工單位很少，我局在該施工領(lǐng)域尚屬空白。現(xiàn)依托某10000m3覆土庫儲罐項目，對狹小受限空間內(nèi)大型立式鋼油罐施工技術(shù)開展了探索研究。

2 結(jié)構(gòu)概述

3 難點特點分析

⑴ 鋼罐安裝要在混凝土罐室整體施工完畢后進行，而鋼罐罐壁與混凝土內(nèi)壁間距僅1m，作業(yè)空間狹小，無法使用吊車等大型設(shè)備；且因操作空間封閉，采光和通風(fēng)條件差，增加了施工和質(zhì)量檢查難度。

⑵ 罐基礎(chǔ)為800mm厚鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，和罐室環(huán)墻一起澆筑，無法留施工洞，施工過程進出鋼罐只能通過罐頂。

⑶ 此類工程多為依山而建，地勢起伏不平，施工區(qū)地面絕對高差大，預(yù)制場與施工點距離遠、道路坡度大，運輸困難。

⑷ 罐區(qū)每臺罐各自獨立，僅可通過操作室口和隧道連接，人員交叉作業(yè)難度大，設(shè)備機具利用率低。

4 工藝選擇

5 關(guān)鍵技術(shù)點闡述

⑴ 調(diào)整了包邊角鋼施工順序。罐底施工完畢后在邊緣板上放線、點焊限位板安裝包邊角鋼，然后進行罐頂板施工，待罐頂和包邊角鋼焊接完畢后，整體起升，安裝第九圈壁板。

⑵ 改進了罐頂板施工工藝。為滿足狹小受限空間內(nèi)的拱頂施工要求，克服材料倒運和機械使用限制，我們通過精確放樣搭設(shè)罐頂板安裝支架，在支架上先將罐頂板徑向筋、環(huán)向筋按設(shè)計位置焊接完畢，然后鋪設(shè)罐頂板，從罐內(nèi)焊接筋板與罐頂板。

⑶ 加大材料預(yù)制深度，所有安裝所需材料均從罐外預(yù)制完畢，減少罐內(nèi)作業(yè)。安裝前所有壁板提前進罐，按位置和使用順序立置擺放。

⑷ 根據(jù)工程條件制作多種工裝輔助施工，如壁板組裝、材料倒運、材料就位等工裝，最大程度彌補了因無法使用大型機械帶來的不便。

6 主要工序介紹

6.1 基礎(chǔ)檢查驗收

儲罐安裝前，按土建基礎(chǔ)設(shè)計文件及對基礎(chǔ)表面尺寸進行檢查。以基礎(chǔ)中心為圓心，以不同半徑作同心圓，將各圓周分成若干等份。基礎(chǔ)標高允許偏差為±20mm，支撐罐壁的基礎(chǔ)表面每3m弧長內(nèi)任意兩點的高差不應(yīng)大于6mm，且整個圓周長度內(nèi)任意兩點的高差不應(yīng)大于20mm。

6.2 罐體預(yù)制

因罐內(nèi)作業(yè)空間狹小，所有罐安裝所需材料均應(yīng)加大預(yù)制深度，預(yù)制后半成品進罐，盡量避免罐內(nèi)預(yù)制作業(yè)。另外要嚴格控制預(yù)制質(zhì)量，以提高罐內(nèi)組裝施工的效率和質(zhì)量，加快施工進度。

6.3 底板鋪設(shè)焊接

6.3.1中幅板焊接

先焊短縫后焊長縫，從里向外焊工對稱均布，第一層焊接采用分段退焊或跳焊法。底板與壁板的角焊縫，應(yīng)在最下一帶板縱縫焊完后再焊，焊接時焊工在罐內(nèi)均布，沿同一個方向進行分段退焊。

6.3.2弓形邊緣板的焊接

a、邊緣板焊接首先施焊邊緣300mm部位的焊縫，在罐壁與罐底連接的角焊縫焊完后且邊緣板與中幅板之間的收縮焊施焊前，完成剩余的邊緣板對接焊縫的焊接和中幅板的對接焊縫。b、弓形邊緣板對接焊縫的初焊層，宜采用焊工均勻分布，對稱施焊方法。c、收縮縫的第一層焊接采用分段退焊或跳焊法。

6.3.3 罐底與罐壁連接的角焊縫

在底圈壁板縱焊縫焊完，由數(shù)對焊工從罐內(nèi)、外沿同一方向進行分段焊接，初層焊接采用分段退焊或跳焊法。

6.4 壁板進料

由于罐內(nèi)作業(yè)空間狹小，罐壁開始安裝后很難再進行材料倒運，因此必須在底板焊接完后將所有預(yù)制好的壁板倒運進罐。

預(yù)制好的壁板用拖板車運至罐室入口，使用吊車將壁板倒至入口處放置的自制平板車上，在罐內(nèi)用卷揚機拖動平板車將鋼板拖運進罐。

6.5 包邊角鋼預(yù)制安裝

包邊角鋼等構(gòu)件用卷板機輥弧或在胎具上冷煨成形，成形后在平臺上檢查其翹曲度，偏差不得大于構(gòu)件的0.1%，且不大于6mm，用弧形樣板檢查，其間隙不得大于2mm。預(yù)制完的包邊角鋼采用人力運至罐內(nèi)。

6.6 頂板進料、組裝與焊接

罐頂板進料安裝在罐底板和包邊角鋼施工完成后進行，安裝前檢查包邊角鋼的半徑偏差，其允許偏差為±19mm。

罐頂板徑向筋及環(huán)向筋在罐外預(yù)制弧度，尺寸按圖紙精確下料，并根據(jù)使用位置編號。臨時支架搭設(shè)完成后對號安裝，確保筋板位置準確無誤。

筋板安裝并焊接完成后，進行罐頂板安裝。罐頂板運至罐室入口后，用滑輪拉到罐頂臨時支架上組焊。

頂板焊接除應(yīng)遵守底板順序外，還應(yīng)先焊內(nèi)側(cè)間斷焊縫，后焊外部邊緣焊縫，長焊縫宜采用隔縫對稱施焊方法，并由中心向外分段退焊，最后焊接頂蓋邊緣縫。

頂板和包邊角鋼焊接時，焊工應(yīng)對稱均勻分布，并沿同一方向分段退焊。

7 實施效果及效益

通過調(diào)整施工工序，對作業(yè)空間做到充分利用，最大程度上降低了施工成本，縮短了施工周期，單臺10000m3覆土鋼油罐罐頂、罐壁安裝工期約25天，比傳統(tǒng)方法縮短工期至少7天。

因為新的施工工藝充分利用了罐室內(nèi)作業(yè)空間，變不利為有利，克服了無法使用機械輔助施工的難題，節(jié)約了大量機械臺班，僅臺班及相關(guān)費用每臺罐可節(jié)省10萬元。

8 結(jié)束語

通過對狹小受限空間內(nèi)大型立式覆土儲罐安裝技術(shù)的研究，解決了制約狹小受限空間內(nèi)部大型儲罐施工的技術(shù)難題，探索出一套較可靠的施工工藝，制作出適合狹小空間內(nèi)鋼罐安裝的專業(yè)工裝。其很多施工經(jīng)驗可推廣到常規(guī)立式儲罐的安裝上，特別是受場地制約、施工作業(yè)面狹小的工程中，有很好的推廣應(yīng)用價值。