浮頂油罐基礎不均勻沉降整治

李 欣，宋 馳

(國家管網東部原油儲運公司管道特種作業中心，江蘇 徐州 221000)

為整治15#儲罐由于基礎不均勻沉降導致浮頂升降卡阻問題，首先對儲罐自身狀況進行調查分析，并根據具體情況利用鉆孔灌注樁[2]和承臺[3]措施對儲罐進行安全隱患整治。

1 儲罐基礎情況

1.1 儲罐基礎沉降情況

G15罐以建北為起點，順時針沿環墻均布26個沉降觀測點，各觀測點最近一次的檢測數據見表1。

表1 G15儲罐基礎各觀測點沉降量

觀測點沉降量展開圖及高程雷達圖如圖1、圖2所示。

圖1 沉降觀測點沉降量展開圖

圖2 沉降觀測點高程雷達圖

從檢測數據及圖表來看，儲罐基礎總體沉降量較小，平均沉降量僅為 52.1 mm，基礎對徑沉降差最大值為 78.4 mm，小于規范 240 mm 的要求。儲罐基礎的周邊不均勻沉降(即非平面傾斜)71.0 mm，超出規范的限值。總體上看，不均勻沉降最嚴重的部位在23#、5#沉降觀測范圍，其中1#、26#沉降觀測點的沉降量最小，其附近的5#、23#沉降量最大。

1.2 儲罐罐壁垂直度情況

罐壁垂直度[4]檢查從量油管開始順時針方向等距取48個測量點進行檢測。

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

罐體導向管區域(測量點21～27)出現1個較大的內傾波，波谷出現在測量點24～25，頂部垂直度最大偏差為 -240 mm。罐體在導向管兩側出現兩個較大的外傾波，波峰分別在測量點33(頂部垂直度最大偏差 203 mm)及測量點18(頂部垂直度最大偏差 165 mm)。罐底環梁的沉降情況與罐壁變形情況對應。

1.3 罐壁與浮盤之間環形間隙測量情況

從量油管開始順時針方向等距取56個測量點(圖4)。從圖4中看出，在環形間隙測量點27-29(導向管附近區域)，以及52-5(量油管附近區域)兩處環形間隙均小于 150 mm，與G15儲罐浮艙卡盤位置一致。在環形間隙測量點18-23、33-39處環形間隙均大于 350 mm，分別位于罐體兩個外傾波波峰處。

圖4 儲罐各液位環形間隙示意圖

1.4 其他

量油管徑向內傾 44 mm，環向逆時針傾斜 27 mm。導向管徑向內傾 169 mm，環向順時針傾斜 166 mm。

現場目測，儲罐抗風圈、加強圈沒有明顯變形，罐體沒有明顯局部凹凸變形。

2 整治措施實施

2.1 鉆孔灌注樁

在工程現場預定位置通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。其作業步驟分為埋設護筒、鉆機就位、成孔、一次清孔、下鋼筋籠、下導管、二次清孔、水下砼灌注和導管起卸等。

2.2 基層承臺擴大

基層承臺擴大是在鉆孔灌注樁基礎上在原儲罐基礎外圍利用混凝土和鋼筋擴建基層承臺，并使之與原承臺合為一體。其主要施工步驟分為在原基礎側面鉆孔植筋，新建承臺鋼筋制作安裝，模板搭設以及混凝土澆筑養護等。

2.3 罐體頂升

罐體提升延罐體周圍共分七段進行，每段設置20個提升點同時頂升，提升順序由第一段至第七段依次交叉、循環進行直至調平。由低點向高點逐步進行提升，按照預先設定的目標值(每次各點提升高度約為 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，移至下一提升段支架處。頂升點全部提升完成后，達到儲罐整體找平要求，再用儀器對每個支架水平高度進行檢測，進一步對罐體水平度進行微調。

頂升施工完成后，對罐體水平度進行檢驗，整個圓周任意兩點高差度均不應大于 12 mm，符合GB 50128-2014《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工規范》。

2.4 罐底下部充砂

罐底下部充砂[5]包括三項施工工藝：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，在瀝青砼內預埋φ32的PVC管作為吹砂管進出口。塞填完的瀝青砼外側距基礎混凝土環梁外緣為 700 mm 。

吹砂采用干燥的中粗砂，噴砂的同時做好方量統計，不能進行過充。在吹砂施工前根據現場實際情況用毛氈將環梁與罐底板間的間隙進行封堵，若噴砂管插入沉降縫隙插入不通暢時需采用人工用大錘打入。設備采用 9 m3活塞式空壓機，0.5立砂罐，φ32 mm 噴砂用橡膠軟管，Φ27×3無縫鋼管自制噴槍形式為下半圓開口或水平兩側開口，前端焊擋板或砸扁封堵。

灌漿工藝中第一次灌漿材料為C40補償收縮細石砼，澆筑后砼表面距儲罐邊緣板下表面距離為 40 mm。澆筑時應從對稱的兩點開始并均勻澆筑，采用插入式振動器使混凝土振搗要均勻密實，澆注過程中隨時對鋼筋、模板和支撐進行糾偏。第二次灌漿材料為無收縮二次灌漿料，澆筑后灌漿料表面與儲罐邊緣板下表面平齊。

2.5 支柱、導向管和量油管調整

因抬高儲罐邊緣板，導致罐底自罐壁向內約7～13 m 范圍內出現凹坑，兩圈支柱(R=33800,R=28600)部分出現懸空現象。

調整措施：1)抽出邊緣支柱，平均測量8個點，根據設計圖紙計算出當前浮頂高出 1.8 m(圖紙設計高度)平均盈值。2)將其它所有支柱人工提出(拆除)。3)測量每根支柱位置實際高度，根據所得盈值計算出每個位置支柱的實際長度，然后對支柱長度進行調整。4)將調整好長度的支柱按位置安裝就位，并穿好螺栓。支柱調整過程中應對支柱進行編號，防止穿錯位置。

導向管在安裝時是以新建儲罐為基礎的，目前導向管垂直度不符合設計要求，因此在儲罐放水過程中應對導向管的垂直度、直線度和導向管限位滾軸進行調整。量油管同此理。

儲罐放水過程中人工干預浮頂位置，使用千斤頂和木銷調整固定，使得浮頂落地后浮頂邊緣船艙外側板與罐壁之間間隙均勻，最大誤差控制在 30 mm 范圍內。要拆除導向管上端與平臺之間的固定螺栓后移動上端進行調整，利用經緯儀對導向管進行連個方向的垂直度測量，測量值不大于 10 mm 為合格。

3 結論

1)專業人員對調平糾偏施工完成后儲罐進行檢測，幾何形體檢驗報告表明：調平糾偏施工完成后G15儲罐幾何形體基本符合標準。

2)對調平糾偏施工完成后G15儲罐進行上水試驗，逐步上水并穩壓至極限罐位 18.15 m，上水過程中罐體橢圓度、基礎沉降監測符合標準，浮頂運行無卡阻。