覆土儲罐內置鋼罐施工技術

羅世江 黃有綱

中國化學工程第七建設有限公司 四川成都 610100

覆土儲罐就是指置于被土覆蓋的砼罐室中的儲罐。覆土儲罐由于埋藏于地下，且罐室頂部及周圍的覆土厚度不小于0.5m，罐內溫度相對較低且穩定，在常溫常壓下存儲液化烴時，可有效防止液體擴散蒸汽引發事故，并且不受臨近熱源、爆炸沖擊波、飛濺物的沖擊，具有美化環境、隱蔽性好，以及縮小與周邊臨近設施間的安全距離等優點。在西方發達國家，覆土儲罐已廣泛應用于煉油廠、石化廠、儲配站、城市加油加氣站和油庫等，存儲液化烴原料、化工成品及半成品等。在我國，目前覆土儲罐主要用于國家戰略油品存儲，其他領域正在逐步推廣應用，如石化行業的南京揚子石化BASF成品罐區、鎮江巴斯夫丁二烯項目等已采用覆土儲罐。因此，覆土儲罐在我國具有巨大的發展潛力。

覆土儲罐與露天儲罐相比，在施工技術上有其自身的特點，現總結出一套成熟的覆土儲罐施工經驗，希望對今后的覆土儲罐施工具有一定的參考意義。

1 儲罐結構及施工特點

1.1 覆土儲罐結構

常見覆土儲罐由砼罐室、內置金屬儲罐和操作巷道等組成。表面蓋土后種植草皮。圖1為10000m3覆土儲罐的結構示圖。

1.2 施工技術特點

對于覆土儲罐施工，在完成土方開挖后，從理論上講，先施工內置鋼罐，后施工砼罐室；或者先施工砼罐室，后施工內置鋼罐，兩種方法都是可行的。但從國內外的施工經驗來看，先施工砼罐室，后施工內置鋼罐，在技術上更容易控制，施工安全和質量有保證，也更經濟。因此，本文只就先施工砼罐室，后施工內置鋼罐的施工技術進行總結。

圖1 10000m3覆土儲罐結構示意圖

（1）完成砼罐室施工后,在砼罐室內進行鋼罐倒裝施工；

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

（3）砼罐室需整體澆筑，無法根據施工需要預留施工洞，材料、機具和人員進出只能通過操作巷道口進行（操作巷道預留到內置鋼罐完成后再施工）；

（4）對于10000m3覆土儲罐，砼罐室內壁與鋼罐外壁相距984mm，作業空間狹小；

（5）砼罐室施工通風、采光條件差，噪聲大；

（6）罐區內各臺罐相互獨立，機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罐材料運輸到砼罐室操作巷道口附近；然后用自制小車通過操作巷道口將儲罐材料運進砼罐室內，采用倒裝的方法完成鋼制儲罐組焊施工。其中,采用小型叉車進行底板鋪設，采用設置于砼罐室頂部中心孔的電動葫蘆提升，加上小型叉車輔助完成頂板吊裝；在頂板組裝焊接完成后，采用設置于拱頂頂部的中心桅桿加電動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

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

2.2.1 材料預制

預制前根據設計和材料到貨情況，編制好底板、壁板和頂板的《排板圖》，并嚴格按《排板圖》和設計技術條件進行預制。

底板預制必須滿足表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與控制，并且運輸或貯存要有防變形措施。

頂板按設計預制成瓜瓣形，頂板拼裝后必須在專門的鋼平臺上放樣進行檢查合格；然后按設計預安裝頂板鋼筋，并檢驗驗收合格。

表1 底板預制的偏差要求Ⅰ

表2 底板預制的偏差要求Ⅱ

2.2.2 除銹防腐

材料預制并檢查合格后，采用砂丸噴砂除銹，除銹的質量應達到設計要求的質量標準，在檢查合格后進行底漆和中間漆涂漆防腐。噴漆前應將焊接部位及兩側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，要求每道油漆不得有咬底、剝落、漏涂、起泡等缺陷。

2.2.3 基礎驗收

鋼罐底組裝前進行基礎交接時，應對罐基礎進行復驗。各項指標必須符合規范要求，否則不得進行罐底組裝。

2.2.4 底板鋪設

在基礎驗收合格后，采用汽車隨車吊將儲罐底板材料運輸到砼罐室操作巷道口附近，然后用自制小車通過操作巷道口運到儲罐基礎上；采用3t的液壓叉車進行底板鋪設，先鋪罐底邊緣板，再鋪罐底中幅板；鋪設時要確保符合設計圖紙和規范的要求。焊接時，采取的焊接順序是，先短后長，先里后外；焊工均勻對稱布置施焊，根層焊道應采用分段退焊或跳焊法，以防止底板焊接變形。

2.2.5 壁板運輸

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

2.2.6 底板包邊角鋼安裝

圖3 自制吊臂結構圖

圖4 壁板運輸示意圖

圖5 材料運輸實例

在底板安裝完成且壁板材料運到砼罐室內后，在底板邊緣板上按設計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，以方便頂板水平進料運輸。圖6為包邊角鋼預安裝示意圖。

圖6 包邊角鋼預安裝示意圖

2.2.7 拱頂進料安裝

在罐底板和包邊角鋼安裝施工并檢查檢驗合格后，進行拱頂安裝。在進行拱頂安裝施工前，要先在砼罐室頂部中心孔設置吊點，懸掛10t的電動葫蘆用于砼罐室內拱頂安裝時吊裝頂板，詳見圖7。

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

頂板鋪設采用汽車隨車吊將預制好的瓜瓣形頂板運到砼罐室附近，在罐室外焊接臨時吊耳，再將頂板吊裝放置在自制小車上運輸至罐內，然后用設置在砼罐室頂部中心吊點的10t電動葫蘆輔以液壓叉車的方式將頂板吊裝鋪設就位。鋪設作業如圖9和圖10所示。

2.2 .8壁板安裝

圖7 頂部中心孔吊點結構示意圖

圖8 頂板臨時胎具示意圖

圖9 頂板安裝鋪設示意圖

圖10 頂板安裝鋪設實例

在進行壁板圍板前，先在安裝并檢驗合格的拱頂上安裝用于壁板圍板吊裝的中心桅桿，中心桅桿結構如圖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動。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葫蘆進行圍板；其余各圈采用中心桅桿在拱頂上繞圓周旋轉，采用懸掛在中心桅桿上的10t電動葫蘆提升完成圍板。施工作業如圖12所示。

提升裝置安裝，在鋼罐內部距罐壁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電動葫蘆用于儲罐倒裝提升。電動葫蘆所需數量（N）計算如式（1）所示。

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

因此，28個電動葫蘆可以滿足要求。

圖11 中心桅桿結構示意圖

圖12 壁板圍板吊裝示意圖

2.2.9 焊接

在砼罐室內施工通風、采光條件差，噪聲大。因此，儲罐組焊主要采用手工電弧焊。

2.2.10 檢驗試驗和防腐

儲罐的檢驗試驗與露天儲罐相比沒有特殊的地方，需要強調的是檢驗試驗應與組焊施工同步進行，以保證施工質量得到有效控制。

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

3 經濟效益

由于覆土罐內置鋼罐組裝作業在砼罐室內進行，不受雨天等天氣影響，施工工期可控；這種施工技術易于操作，施工安全、質量有保證；砼罐室內鋼罐組裝不使用吊車等大型機具，采用叉車、電動葫蘆和部分自制工裝配合完成組裝，節約的吊車費用遠多于自制工裝的費用，相對于露天儲罐采用吊車吊裝組裝，經濟效益更好。

4 結論

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

該施工技術用于中國化學工程第七建設有限公司某項目中的10臺10000m3覆土儲罐施工，施工情況表明，施工工期、質量和安全容易控制，經濟效益良好。