大型港外危險品集裝箱堆場規劃與布置

陳武爭，張兵，張志平，3，童志華，蔡相蕓

0 引言

2016年，我國港口危險品集裝箱運量約220萬TEU，且近年來仍呈逐漸上升趨勢。如此大的運量，反映我國國民經濟發展對危險品運輸存在較大的需求，同時也警示我國危險品集裝箱堆場的危險性有可能在增加。如果危險品集裝箱在運輸或堆存過程中發生事故和意外，將會對周邊集裝箱港區運營造成極大的影響，對堆場周邊人員生命及財產安全造成重大傷害，天津港“8·12”特大火災爆炸事故就是一個實例[1-2]。

目前常見的、用途較廣的化學危險物品有2 200余種。由于集裝箱具有較高的運輸效率和便利性，世界約76.2%的化學危險品通過海上集裝箱進行運輸，據統計，我國沿海港口運輸的危險品集裝箱約占外貿集裝箱吞吐量的3.3%，并且呈逐年上升趨勢[1]。由于集裝箱港區危險品箱與普通集裝箱均通過碼頭裝卸后堆放至陸域堆場，其中危險品集裝箱單獨劃區堆放，而且部分高危性的危險貨物集裝箱不允許在港區內堆場落地，必須采取直裝方式運輸。因此，為分散周邊港區的危險品集裝箱堆存壓力，海港集裝箱港區外部一般需要配套建設專業危險品集裝箱堆場。危險品集裝箱堆場有“分散堆存”和“集中堆存”兩種方式，我國港外危險品集裝箱堆場普遍采用集中堆存方式[3]。

為提高裝卸效率和優化交通組織，港區一般在港內遠離人員集中的常風向下游區域設置港內堆場[4-5]，以滿足危險性較低的危險品集裝箱短時間存放的需求，同時，港外配套設置專用危險品集裝箱堆場，以保證港口生產效率和整體安全。集中布置的專業危險品集裝箱堆場雖然便于安全監管，但也不可避免存在重大安全事故風險，國外港口危險貨物事故統計分析數據顯示，危險貨物泄漏事故比例最高占 51%，其次是火災29%、爆炸17%和蒸氣云擴散3%[6]，因此，充分考慮危險因素和事故風險，科學規劃和布置港外危險品集裝箱堆場，對減少堆場安全隱患，提高周邊集裝箱港區的服務水平，最大限度地滿足城市安全運營和經濟社會發展有著十分重要的意義。

1 堆場選址規劃

1.1 規劃方案

為滿足上海港外高橋港區危險品集裝箱運輸及堆存需要，減少該區域危險品集裝箱長距離運往蘆潮港危險品堆場堆存的安全風險，擬規劃建設用于外高橋港區危險品集裝箱堆存的港外堆場。規劃危險品堆場分為危險品堆存區域和管理配套設施區域兩大功能區：危險品堆存區域占地面積為8萬m2；堆場管理配套設施區域占地面積為4萬m2?，F行有關危險品集裝箱堆場的規范中沒有針對安全距離的詳細規定，參照GB 18265—2000《危險化學品經營企業開業條件和技術要求》相關要求，危險品堆存區域與公共建筑物、工礦企業、主要交通干線的距離不小于1 000 m[7]，管理配套設施區域嚴格禁止危險品貨物堆存。堆場選址規劃如圖1所示。

圖1 上海某危險品堆場選址規劃示意圖Fig.1 Location planning of a dangerous goods yard in Shanghai

1.2 規劃關鍵技術問題討論

1）安全第一，擬選址堆場與周邊敏感目標安全距離應滿足相關規范要求，不觸安全紅線。

上海地區港口及陸域用地有其特殊性，土地及岸線資源極其緊張，而有關危險品堆場建設的相關規范體系還不是十分健全，僅僅按照《危險化學品經營企業開業條件和技術要求》的相關規定，本工程堆場應與周邊公共建筑物、公共交通干線、工礦企業保持至少1 000 m的距離，選址空間極其有限。

解決方案：經過現場踏勘走訪并結合衛星遙感技術，堆場所在集裝箱港區及其周邊附近區域內不存在現狀能夠滿足危險品堆存需要且又滿足與周邊敏感目標安全距離的地塊，本文認為針對此類堆場選址需要結合安全要求、堆存要求、周邊環境要素、動拆遷量等因素綜合考慮選址地點，在極其有限的條件下選擇相對適當的規劃布局方案。

2）節約用地，合理考慮周邊重要設施搬遷難度和影響。

擬選址區域周邊環境信息如下：東側為海塘大堤，堤外為長江口開闊水域；西側及南側目前為外高橋電廠灰庫，暫未利用；北側為黎明垃圾填埋場。1 000 m范圍內的敏感目標有南側倉儲企業及物流公司，西南側的上海浦東殯儀館及墓地。

解決方案：倉儲企業及物流公司人員相對密集，為安全考慮要求啟動動遷工作，敏感目標遷出堆場1 000 m范圍（目前動遷工作已完成）；殯儀館禮堂廳為人員密集的公共場所，應遷出堆場1 000 m范圍（禮堂廳搬遷牽涉民生及當地習俗問題，已啟動相關動遷前期工作）；為方便家屬進行喪葬活動，應民政管理部門要求，禮堂廳搬遷不宜距離殯儀館過遠，不應越過西南側隨塘河，本工程堆場用地綜合考慮安全要求和民生問題，將堆場區域和管理區分開布置，堆場區西側邊線以預留禮堂廳搬遷位置外邊線1 000 m為界布置，搬遷位置除考慮禮堂廳用地外，還應根據實際喪葬風俗和需求預留禮堂廳前廣場用地。

3）相鄰區域未建設用地規劃建設要求

與本工程堆場相鄰的用地為規劃港區用地，針對此類先行規劃建設的危險品堆場，本文認為出于安全和經濟性考慮，應根據周邊地塊規劃性質對周邊未利用地塊提出建設要求，建議與工程相鄰的區域布置低附加值貨物，人員活動區域宜布置在遠離堆場區域，本工程堆場1 000 m范圍內不得布置辦公樓等公共建筑物。

4）敏感季節安全管理及相應技術措施

由于堆場西南方向存在浦東殯儀館及墓地，清明前后或特定祭祀季節周邊道路會非常擁擠，人流集中，危險品運輸車輛在周邊行駛安全隱患及風險較大，建議增加規劃疏港道路，避開墓地及殯儀館人流集中通道；建議清明前后期間危險品堆場采取管理措施，減少對外運輸或停運。

5）危險品集裝箱堆場因其貨物特殊性及敏感性，對消防介質有特殊要求，一般公用消防站難以滿足消防要求。為吸取天津8·12事故教訓，做好防災減災配套建設，本文認為危險品堆場項目規劃建設階段應同步規劃設計企業消防站。

解決方案：針對本工程，按照三級站規模設計企業消防站，布置于管理配套設施區西側，相對遠離危險品堆存區并靠近主干道，既保障消防站安全又方便救援。

6）擬選址堆場靠近海塘大堤，工程設計階段應考慮爆炸沖擊對大堤的毀傷效應，并采取一定的消能措施保障大堤結構整體穩定、安全。

解決方案：在1類危險品貨物堆存區域考慮設置抗爆墻，抗爆墻在考慮抗擊沖擊波對周邊人員及設施防護功能的同時考慮爆炸地震波影響，抗爆墻下部樁基間距適當加密，樁長適當加長并在樁之間適當設置地下擋墻，減少地震波對海塘大堤結構安全影響。

2 總體布置

2.1 平面布置

場地總用地面積為12萬m2，其中靠近海堤的呈長方形的8萬m2地塊為危險品堆存區，危險品堆存區西側靠北的呈正方形的4萬m2地塊為管理設施配套區。危險品堆存區由南至北依次布置有重箱堆場地、倉庫貨棚、查驗場地。管理設施配套區布置有初期雨水及廢水收集池、材料工具間及流機棚、蓄車區、企業消防站、綜合辦公樓、停車場地、變電所、消防泵房、非機動車停車棚等。

受道路標高限制，進場閘口與出場閘口集中布置，設置在管理配套設施區一側。進危險品堆存區主干道寬26 m，在管理配套設施區由南北向布置轉入東西向進入危險品堆存區，直至東側邊界。進場主干道寬26 m，危險品堆存區主干道寬度以16 m為主，基本呈環形圍繞危險品堆存區布置，次干道寬7～10 m。由于主出入口合并設計，出于安全疏散及消防需要，本堆場共設3個消防應急門，堆存區2個，管理區1個。

整個場區周邊設置實體圍墻，滿足安保及反恐要求。場區東南角1類危險品區周邊設置抗爆墻，抗爆墻按照堆存貨物量最大計算TNT當量設計，減少爆炸沖擊對周邊人員及設施的毀傷。下部樁基及擋墻能夠有效阻隔爆炸引起的地震波，減少爆炸對東側海塘大堤的結構性破壞。平面布置圖如圖2所示。

圖2 工程平面布置圖Fig.2 The plan of engineering layout

重箱堆場堆存1～6類及8、9類危險貨物，不同種類貨物之間需有一定的安全隔離間距[8]，貨物隔離距離如表1所示，表中橫列和縱列均表示危險品種類。

表1 危險貨物隔離表Table1 Dangerous goods isolation table

2.2 裝卸工藝

1） 操作要求

根據上海港危險品需求、各類危險品安全處理要求及建設單位實際情況，本工程堆場對各類危險品的操作規定如表2所示。

表2 本工程危險品堆場操作規定分類表Table 2 Classification table of hazardous material storage operation in this project

2） 裝卸設備要求

由于危險品集裝箱堆場對于靜電和火花的敏感性，裝卸設備均需要進行防靜電處理，堆場一般多采用集裝箱正面吊或輪胎吊作業，拆裝箱倉庫一般要求使用防爆型叉車。

3）地面箱位及倉庫面積

危險品集裝箱堆場與普通集裝箱堆場相比堆高層數受限，易燃易爆品不超過2層，其他低危貨種不超過3層[8]。按照JTS 165—2013《海港總體設計規范》的相關規定，本堆場地面箱位及倉庫面積按如下公式計算[9]：

式中：Ns為堆場所需地面箱位數，TEU；Ey為堆場容量，TEU；N1為堆場設備堆箱層數，危險品箱2層，空箱6層；As為堆場容量利用率，取0.7；Qh為年運量，6.8萬TEU（進庫比例13%）；Tdc為堆場平均堆存期，取7.5 d；KBK為堆場集裝箱不平衡系數，為1.1；TYK為集裝箱堆場年工作天數，取360 d；Ew為拆裝箱庫所需容量，t；Kc為拆裝箱比例，取13%；qt為標準箱平均貨物重量，取13 t/TEU；KBW為拆裝箱貨物不平衡系數，取1.1；tdc為貨物在庫平均堆存期，取7.5 d；Tyk為拆裝箱庫年工作天數，取360 d；A為倉庫總面積，m2；E為倉庫或堆場所需容量，t；q為單位有效面積貨物堆存量，取1.2 t/m2；KK為倉庫總面積利用率，取0.7。

經計算，本工程所需地面箱位為1 106 TEU，所需拆裝箱庫面積為3 134 m2。實際布置地面箱位1 252 TEU，實際布置拆裝箱庫面積為3 461 m2。目前部分港口危險品集裝箱堆場地面箱位情況如表 3所示[1]。

表3 部分港口危險品集裝箱堆場數據統計Table3 Data statistics of dangerous goods container yard from some ports

2.3 安全防護

與常規集裝箱堆場相比，本工程危險品集裝箱堆場除常規安全防護措施外，還增加了如下針對性設計：

1）針對1類爆炸品設置單獨區域存放，按照最大堆存容量計算TNT當量，并基于風險管控和概率論的理念在周邊設置抗爆墻，既有效保障周邊作業人員生命安全，又統籌考慮防護成本，節約投資。當偶然因素發生，所有管理措施均失效時，抗爆墻是本工程的安全防護底線。

2）針對港外危險品集裝箱堆場管理的反恐及安監要求，設置實體圍墻，防止無關人員越爬及窺視堆場，并在圍墻周邊設置周界報警系統，一旦有入侵者攀爬、翻越周界，即觸發探測光纜，系統會檢測出入侵者所產生的振動信號，立刻報警；在閘口處設置地面升降樁防止失控車輛闖入堆場[10]。

3）建立危險源狀態實時監測系統，在對溫度敏感物質周邊設置溫度感應裝置，實時監測環境溫度；在有毒氣體物質周邊設置毒氣嗅探裝置，實時監測毒氣泄漏情況；在地下管網及明溝關鍵部位設置水質監測裝置，實時監測有毒、有害液體泄漏情況。

4）針對擬建場地處于雷暴高發區特點，在危險品堆存區域設置避雷塔，合理設置避雷塔高度和滾球半徑，防止重箱堆場堆存區及蓄車區遭受雷擊傷害。變電所高低壓側均配置避雷器和過電壓保護裝置。設有電子信息系統的建筑物均進行等電位聯結，各級配電裝置均配置浪涌保護器（SPD），以防止雷電波入侵和雷擊電磁脈沖干擾。

2.4 環境保護

與常規集裝箱堆場相比，本工程危險品集裝箱堆場增加了如下針對性的設計：

1）在3類液體箱區周邊設置泄漏液體收集明溝及應急事故收集池，泄漏液體收集明溝通過閥門與雨水系統相連或與應急事故收集池相連。發生液體泄漏事故后，閥門立即關閉與雨水系統的連通，泄漏液體由周邊明溝收集后流入應急事故收集池，收集池內的泄漏液體由工作人員送至專業處理場所處置，防止進入堆場雨水系統外排，避免對周邊水質造成污染。

2）由于本工程危險品箱存儲物質的特殊性與敏感性，本堆場不設洗箱場所，嚴禁在堆場內進行洗箱，所有集裝箱洗箱作業需由專業單位完成。

3）堆場堆存區及倉庫區初期雨水及消防廢水全部收集，設置初期雨水及消防廢水收集池，收集池內水體經檢測達標后進入污水系統排放，檢測不達標的由專業單位進行處理，嚴禁不達標水體外排。

4）為防止危險品泄漏對地下水造成污染，危險品堆場還需要進行防滲設計，本工程重箱堆場防滲設計采用鋪設防滲土工布與結構層涂刷防滲涂料相結合的方式。危險品集卡全部采用防漏液集卡。

2.5 消防

本工程擬建堆場附近有2個公共消防站，分別相距3.5 km和3.6 km，從接到指令到本工程堆場的時間約為5 min，但港口危險品集裝箱屬重大危險源，存儲的物品化學、物理性質各不相同，對消防介質選擇也不同，因此，本工程危險品集裝箱堆場應根據儲存貨物的性質、設計儲存量、火災或爆炸特點等設置相應級別的企業消防站。

3 結語

1）港外危險品集裝箱堆場與港內堆場相比堆存危險貨物種類更多且危險性更高，因此，對港外危險品集裝箱堆場尤其是為集裝箱集聚港區配套的大型港外危險品集裝箱堆場進行規劃及布置研究是十分必要的。

2）大型港外危險品集裝箱堆場因其堆存貨物的特殊性，屬于重大危險源，對場址選擇、總平面布置、裝卸工藝、安防設施、環境保護、消防設計等一系列規劃建設階段的指標均有特殊要求，稍有不慎將對周邊環境及周邊人民生命及財產安全造成重大影響，給企業帶來嚴重損失，探討與研究此類堆場規劃與布置關鍵技術問題，可提高此類堆場規劃設計質量，提高整體安全性和可靠性，是降低事故風險的主要技術手段之一。

3）目前針對危險品集裝箱堆場的專業規范尚未正式出臺，對于企業消防站設置、堆場防滲設計、工藝設備選型、抗爆墻設計等尚未有明確規定，本文結合項目規劃設計情況并吸收有關專家、管理部門意見，提出的針對此類危險品堆場的技術要求和措施建議具有一定針對性，可供相關工程設計和規范編制參考。

4）我國港外危險品集裝箱堆場普遍采用集中堆存方式，便于安全監管，但事故風險較大，在用地條件允許的情況下也可借鑒國外做法，結合相關普通集裝箱堆場分散布置，減小事故危害。

5） 危險品集裝箱屬于危險貨物（特指化學品），不同于危險化學品，每個集裝箱相當于一個移動式防爆倉庫，各類危險貨物運輸前會嚴格按照規定進行配裝，符合本質安全的要求。相關評價和設計單位在規范選用時應有所區別，注意規范的適用性。

6）危險品集裝箱堆場合理規劃是前提，科學設計是基礎，但重點和關鍵還是管理。運營單位合規運營、操作人員按制度操作、監管部門依法有效監管是防范危險品集裝箱堆場事故發生的核心。