浮頂油罐基礎(chǔ)不均勻沉降整治

李 欣，宋 馳

(國(guó)家管網(wǎng)東部原油儲(chǔ)運(yùn)公司管道特種作業(yè)中心，江蘇 徐州 221000)

為整治15#儲(chǔ)罐由于基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致浮頂升降卡阻問(wèn)題，首先對(duì)儲(chǔ)罐自身狀況進(jìn)行調(diào)查分析，并根據(jù)具體情況利用鉆孔灌注樁[2]和承臺(tái)[3]措施對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行安全隱患整治。

1 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)情況

1.1 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降情況

G15罐以建北為起點(diǎn)，順時(shí)針沿環(huán)墻均布26個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，各觀測(cè)點(diǎn)最近一次的檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

表1 G15儲(chǔ)罐基礎(chǔ)各觀測(cè)點(diǎn)沉降量

觀測(cè)點(diǎn)沉降量展開圖及高程雷達(dá)圖如圖1、圖2所示。

圖1 沉降觀測(cè)點(diǎn)沉降量展開圖

圖2 沉降觀測(cè)點(diǎn)高程雷達(dá)圖

從檢測(cè)數(shù)據(jù)及圖表來(lái)看，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)總體沉降量較小，平均沉降量?jī)H為 52.1 mm，基礎(chǔ)對(duì)徑沉降差最大值為 78.4 mm，小于規(guī)范 240 mm 的要求。儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的周邊不均勻沉降(即非平面傾斜)71.0 mm，超出規(guī)范的限值。總體上看，不均勻沉降最嚴(yán)重的部位在23#、5#沉降觀測(cè)范圍，其中1#、26#沉降觀測(cè)點(diǎn)的沉降量最小，其附近的5#、23#沉降量最大。

1.2 儲(chǔ)罐罐壁垂直度情況

罐壁垂直度[4]檢查從量油管開始順時(shí)針?lè)较虻染嗳?8個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。

圖3為G15罐各圈壁板橢圓度示意圖。

圖3 G15罐各圈壁板橢圓度示意圖

罐體導(dǎo)向管區(qū)域(測(cè)量點(diǎn)21～27)出現(xiàn)1個(gè)較大的內(nèi)傾波，波谷出現(xiàn)在測(cè)量點(diǎn)24～25，頂部垂直度最大偏差為 -240 mm。罐體在導(dǎo)向管兩側(cè)出現(xiàn)兩個(gè)較大的外傾波，波峰分別在測(cè)量點(diǎn)33(頂部垂直度最大偏差 203 mm)及測(cè)量點(diǎn)18(頂部垂直度最大偏差 165 mm)。罐底環(huán)梁的沉降情況與罐壁變形情況對(duì)應(yīng)。

1.3 罐壁與浮盤之間環(huán)形間隙測(cè)量情況

從量油管開始順時(shí)針?lè)较虻染嗳?6個(gè)測(cè)量點(diǎn)(圖4)。從圖4中看出，在環(huán)形間隙測(cè)量點(diǎn)27-29(導(dǎo)向管附近區(qū)域)，以及52-5(量油管附近區(qū)域)兩處環(huán)形間隙均小于 150 mm，與G15儲(chǔ)罐浮艙卡盤位置一致。在環(huán)形間隙測(cè)量點(diǎn)18-23、33-39處環(huán)形間隙均大于 350 mm，分別位于罐體兩個(gè)外傾波波峰處。

圖4 儲(chǔ)罐各液位環(huán)形間隙示意圖

1.4 其他

量油管徑向內(nèi)傾 44 mm，環(huán)向逆時(shí)針傾斜 27 mm。導(dǎo)向管徑向內(nèi)傾 169 mm，環(huán)向順時(shí)針傾斜 166 mm。

現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)，儲(chǔ)罐抗風(fēng)圈、加強(qiáng)圈沒(méi)有明顯變形，罐體沒(méi)有明顯局部凹凸變形。

2 整治措施實(shí)施

2.1 鉆孔灌注樁

在工程現(xiàn)場(chǎng)預(yù)定位置通過(guò)機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。其作業(yè)步驟分為埋設(shè)護(hù)筒、鉆機(jī)就位、成孔、一次清孔、下鋼筋籠、下導(dǎo)管、二次清孔、水下砼灌注和導(dǎo)管起卸等。

2.2 基層承臺(tái)擴(kuò)大

基層承臺(tái)擴(kuò)大是在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)上在原儲(chǔ)罐基礎(chǔ)外圍利用混凝土和鋼筋擴(kuò)建基層承臺(tái)，并使之與原承臺(tái)合為一體。其主要施工步驟分為在原基礎(chǔ)側(cè)面鉆孔植筋，新建承臺(tái)鋼筋制作安裝，模板搭設(shè)以及混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)等。

2.3 罐體頂升

罐體提升延罐體周圍共分七段進(jìn)行，每段設(shè)置20個(gè)提升點(diǎn)同時(shí)頂升，提升順序由第一段至第七段依次交叉、循環(huán)進(jìn)行直至調(diào)平。由低點(diǎn)向高點(diǎn)逐步進(jìn)行提升，按照預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值(每次各點(diǎn)提升高度約為 20 mm)，頂升到位后立即用鋼墊鐵在千斤頂左右墊牢，千斤頂回落至零點(diǎn)，移至下一提升段支架處。頂升點(diǎn)全部提升完成后，達(dá)到儲(chǔ)罐整體找平要求，再用儀器對(duì)每個(gè)支架水平高度進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步對(duì)罐體水平度進(jìn)行微調(diào)。

頂升施工完成后，對(duì)罐體水平度進(jìn)行檢驗(yàn)，整個(gè)圓周任意兩點(diǎn)高差度均不應(yīng)大于 12 mm，符合GB 50128-2014《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工規(guī)范》。

2.4 罐底下部充砂

罐底下部充砂[5]包括三項(xiàng)施工工藝：瀝青砼塞填、吹砂和灌漿。

其中，瀝青砼塞填工藝是利用工具盡量將瀝青砼向罐底板下縫隙深處塞填。塞填瀝青砼時(shí)，在瀝青砼內(nèi)預(yù)埋φ32的PVC管作為吹砂管進(jìn)出口。塞填完的瀝青砼外側(cè)距基礎(chǔ)混凝土環(huán)梁外緣為 700 mm 。

吹砂采用干燥的中粗砂，噴砂的同時(shí)做好方量統(tǒng)計(jì)，不能進(jìn)行過(guò)充。在吹砂施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況用毛氈將環(huán)梁與罐底板間的間隙進(jìn)行封堵，若噴砂管插入沉降縫隙插入不通暢時(shí)需采用人工用大錘打入。設(shè)備采用 9 m3活塞式空壓機(jī)，0.5立砂罐，φ32 mm 噴砂用橡膠軟管，Φ27×3無(wú)縫鋼管自制噴槍形式為下半圓開口或水平兩側(cè)開口，前端焊擋板或砸扁封堵。

灌漿工藝中第一次灌漿材料為C40補(bǔ)償收縮細(xì)石砼，澆筑后砼表面距儲(chǔ)罐邊緣板下表面距離為 40 mm。澆筑時(shí)應(yīng)從對(duì)稱的兩點(diǎn)開始并均勻澆筑，采用插入式振動(dòng)器使混凝土振搗要均勻密實(shí)，澆注過(guò)程中隨時(shí)對(duì)鋼筋、模板和支撐進(jìn)行糾偏。第二次灌漿材料為無(wú)收縮二次灌漿料，澆筑后灌漿料表面與儲(chǔ)罐邊緣板下表面平齊。

2.5 支柱、導(dǎo)向管和量油管調(diào)整

因抬高儲(chǔ)罐邊緣板，導(dǎo)致罐底自罐壁向內(nèi)約7～13 m 范圍內(nèi)出現(xiàn)凹坑，兩圈支柱(R=33800,R=28600)部分出現(xiàn)懸空現(xiàn)象。

調(diào)整措施：1)抽出邊緣支柱，平均測(cè)量8個(gè)點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出當(dāng)前浮頂高出 1.8 m(圖紙?jiān)O(shè)計(jì)高度)平均盈值。2)將其它所有支柱人工提出(拆除)。3)測(cè)量每根支柱位置實(shí)際高度，根據(jù)所得盈值計(jì)算出每個(gè)位置支柱的實(shí)際長(zhǎng)度，然后對(duì)支柱長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。4)將調(diào)整好長(zhǎng)度的支柱按位置安裝就位，并穿好螺栓。支柱調(diào)整過(guò)程中應(yīng)對(duì)支柱進(jìn)行編號(hào)，防止穿錯(cuò)位置。

導(dǎo)向管在安裝時(shí)是以新建儲(chǔ)罐為基礎(chǔ)的，目前導(dǎo)向管垂直度不符合設(shè)計(jì)要求，因此在儲(chǔ)罐放水過(guò)程中應(yīng)對(duì)導(dǎo)向管的垂直度、直線度和導(dǎo)向管限位滾軸進(jìn)行調(diào)整。量油管同此理。

儲(chǔ)罐放水過(guò)程中人工干預(yù)浮頂位置，使用千斤頂和木銷調(diào)整固定，使得浮頂落地后浮頂邊緣船艙外側(cè)板與罐壁之間間隙均勻，最大誤差控制在 30 mm 范圍內(nèi)。要拆除導(dǎo)向管上端與平臺(tái)之間的固定螺栓后移動(dòng)上端進(jìn)行調(diào)整，利用經(jīng)緯儀對(duì)導(dǎo)向管進(jìn)行連個(gè)方向的垂直度測(cè)量，測(cè)量值不大于 10 mm 為合格。

3 結(jié)論

1)專業(yè)人員對(duì)調(diào)平糾偏施工完成后儲(chǔ)罐進(jìn)行檢測(cè)，幾何形體檢驗(yàn)報(bào)告表明：調(diào)平糾偏施工完成后G15儲(chǔ)罐幾何形體基本符合標(biāo)準(zhǔn)。

2)對(duì)調(diào)平糾偏施工完成后G15儲(chǔ)罐進(jìn)行上水試驗(yàn)，逐步上水并穩(wěn)壓至極限罐位 18.15 m，上水過(guò)程中罐體橢圓度、基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)符合標(biāo)準(zhǔn)，浮頂運(yùn)行無(wú)卡阻。