江迅建 孫海君 李曉鵬 范棕楠

〔軍事科學(xué)院國(guó)防工程研究院勘察設(shè)計(jì)研究所 北京 100036〕

覆土立式油罐是將鋼制立式油罐安放在混凝土罐室或掩體內(nèi)的一種油罐建設(shè)形式。由于罐室或掩體內(nèi)的溫度受外界影響小，有利于鋼制罐內(nèi)油品的長(zhǎng)期儲(chǔ)存。且相對(duì)于儲(chǔ)油洞庫(kù)，覆土立式油罐具有造價(jià)低、施工周期較短、后期管理方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來(lái)在國(guó)家物資儲(chǔ)備系統(tǒng)修建了大量的單罐容量從500 m3到10 000 m3不等的覆土立式油罐。筆者最近幾年也參與了大量覆土立式油罐的建設(shè)，下面結(jié)合自身工作實(shí)際談一談覆土罐設(shè)計(jì)中容易忽視的幾個(gè)問題。

1 合理確定油罐的平面布置及罐底標(biāo)高

由于覆土立式油罐都是各罐室單獨(dú)布置，每個(gè)油罐均需要合理確定自己的平面布置和罐底標(biāo)高。設(shè)計(jì)中覆土立式油罐的平面布置及罐底標(biāo)高除了需要滿足國(guó)標(biāo)規(guī)范中對(duì)油罐定位、罐間距的有關(guān)要求外，還應(yīng)遵循以下原則：①油罐宜盡量布置在低矮山丘的山坳處或兩側(cè)邊坡的開闊溝谷處，油罐在布置時(shí)應(yīng)充分利用這種起伏的地形，以減少工程量。布置在山坳處利用環(huán)繞的山體，既能減少前期的土方開挖量又能降低后期的覆土量。但需要提醒的是，山坳一般是一片山體的匯水區(qū)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)按防洪標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算最大匯水量，校核溝谷排洪能力，在罐背后及四周按規(guī)范要求設(shè)計(jì)截洪溝及防洪排水設(shè)施。另外，罐底的設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)在最高水位以上。②若油罐布置在一些巖石風(fēng)化比較嚴(yán)重或土壤比較松散的地區(qū)，油罐應(yīng)距離背后的山體有一定安全距離。在一些山體比較松散的地區(qū)建設(shè)覆土罐時(shí)，由于土方的開挖、爆破等會(huì)使山體變的更加松動(dòng)，極易造成滑坡、塌方等自然災(zāi)害。此時(shí)若油罐的位置緊鄰山體，則會(huì)影響人身安全及油罐的運(yùn)行安全。設(shè)計(jì)中確實(shí)無(wú)法避開山體時(shí)，則在施工中應(yīng)采取一定的保護(hù)措施，如采取支護(hù)、增大開挖的坡度等方式以防止滑坡。2010年陜西某油庫(kù)在擴(kuò)建時(shí)，其中一座10 000 m3覆土立式油罐所建位置因受地形限制，緊靠背后一座比較陡峭的山體，但該山體表層的土壤比較松散，施工單位又沒有及時(shí)采取表層覆蓋、支護(hù)等有效的保護(hù)措施，在雨季施工過程中多次發(fā)生山體滑坡事故，最嚴(yán)重的一次直接將在建的罐室大部分掩埋其中，給施工帶來(lái)很大的困難。③罐底的標(biāo)高在滿足工藝流程需求的前提下，還需考慮油罐的挖方與填方數(shù)量以及輸油管線出罐室覆土層后的埋地深度、罐室內(nèi)外排水等多重因素。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量做到挖方與填方相平衡。④罐位的布設(shè)宜按照一定的規(guī)則布置排列，排列方式宜便于布置工藝與消防管線、便于鋪設(shè)消防道路。

2 合理選擇罐室的開口形式

目前覆土立式油罐的開口形式有四種：水平開口、中部開口、上部開口和頂部開口。水平開口因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單建造容易，是上世紀(jì)六七十年代新建覆土立式罐的主要模式。但根據(jù)最近幾年油罐火災(zāi)事故來(lái)看，油罐發(fā)生事故時(shí)極易造成油品四處流淌，造成二次災(zāi)害。鑒于上述原因，(GB50074—2014)《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]中將覆土立式罐的開口高度做了明確的規(guī)定：罐室出入通道高度不小于2.2 m。即將通道的開口設(shè)置在罐室的中部左右，這樣在鋼制罐發(fā)生破裂時(shí)能對(duì)油料進(jìn)行有效控制。因此，水平通道目前已不允許采用。

部分單位在新建和改造老舊的覆土立式罐時(shí)，對(duì)國(guó)標(biāo)的規(guī)定又做了進(jìn)一步的提高[2]：將出入通道的開口提高到油罐的上部或頂部，盡量做到讓口部以下罐室的容量能夠大于或等于鋼制油罐的容量。一旦油罐發(fā)生破裂，能將油料全部截留在罐室及通道以內(nèi)。但是通道采取上部或頂部開口也存在一些弊端：①人員在緊急情況下不便于逃生。油罐發(fā)生火災(zāi)或泄漏時(shí)，留給操作人員的撤離時(shí)間非常短暫，而上部或頂部開口人員需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間才能安全撤出，尤其是對(duì)于一些罐體高度較大的油罐，出入通道采用樓梯形式，人員往返折跑更不利于快速撤出；② 不利于油罐的通風(fēng)。覆土立式油罐的罐室除了通道以外其它完全封閉，僅在罐室頂部開四個(gè)采光口，因此罐室內(nèi)自然通風(fēng)的效果較差。而采用上部或頂部開口罐室內(nèi)的空氣幾乎無(wú)法自然流動(dòng)，更是影響了自然通風(fēng)的效果，不利于罐室內(nèi)油蒸氣和濕空氣的擴(kuò)散；③ 容易造成口部附屬設(shè)施的大幅度沉降。罐室通道的口部在覆土前應(yīng)砌筑“八”字擋土墻以保護(hù)口部。該部分擋土墻可采用鋼筋混凝土澆筑或毛石混凝土砌筑。若采取毛石混凝土砌筑，一般油罐的高度均在10 m以上，擋土墻基礎(chǔ)難以達(dá)到罐室底部的原土層。因此擋土墻均是砌筑在罐室回填土層上，但回填土比較松散，承載力不能滿足要求，極易造成口部擋墻大幅度沉降、開裂。據(jù)觀察，目前已經(jīng)建成的覆土罐，若口部擋土墻采用毛石砌筑，都或多或少存在此類問題。

綜合以上考慮，罐室的通道開口還是按照國(guó)標(biāo)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)置比較合理，既起到了攔油的功能，又方便了后期的使用管理。

3 合理設(shè)計(jì)罐室內(nèi)外排水與緊急排放設(shè)施

覆土立式油罐因?yàn)榻ǔ珊笮枰扛餐裂诼?，因此?nèi)外壁的排水設(shè)施必須齊全、通暢。罐室外壁設(shè)置排水盲溝、內(nèi)壁設(shè)排水邊溝。排水盲溝在設(shè)置時(shí)必須注意兩點(diǎn)：①溝底的標(biāo)高須低于罐室內(nèi)環(huán)形通道地坪的標(biāo)高，以免通道地面返水返潮；②排水溝在鋪設(shè)蓋板之前，應(yīng)將溝底清理干凈，蓋板上應(yīng)鋪設(shè)卵石濾層，防止淤泥將其堵塞。罐室內(nèi)沿混凝土墻壁設(shè)排水邊溝，罐前操作間設(shè)集水坑。內(nèi)排水邊溝應(yīng)坡向集水坑，坡度可根據(jù)邊溝的長(zhǎng)短調(diào)節(jié)。

罐室的緊急排放系統(tǒng)是為了當(dāng)油罐發(fā)生事故時(shí)，人員在不進(jìn)入罐室的情況下能將泄漏出的油料快速導(dǎo)出。內(nèi)排水管宜與緊急排放管結(jié)合設(shè)置。該排放管由操作間集水坑引出至罐室外，末端設(shè)控制閥和快速接頭。平時(shí)將控制閥門關(guān)閉，罐室內(nèi)有積水時(shí)打開。罐室內(nèi)油罐發(fā)生泄漏時(shí)，利用軟管將末端快速接頭與主管線上的預(yù)留接口或機(jī)動(dòng)泵接口連接，打開控制閥快速排油。有些油庫(kù)在設(shè)置緊急排放管時(shí)，要么管線末端不設(shè)快速接頭或法蘭，要么主管線上不設(shè)預(yù)留接口，這些都不利于事故時(shí)油料的緊急排放。

4 合理利用周圍環(huán)境進(jìn)行罐體偽裝

覆土油罐群作為國(guó)家的油料戰(zhàn)略儲(chǔ)備設(shè)施，具有一定的軍事和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，油罐在建成后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膫窝b和隱蔽，但目前這一內(nèi)容經(jīng)常被大家所忽略。當(dāng)前覆土立式油罐隱蔽的手段主要是依靠自然條件進(jìn)行。常用的方法有以下幾種：① 覆土?xí)r應(yīng)覆成不規(guī)則的形狀，且盡量與周圍的山丘形狀相似；② 除了呼吸、量油等部分設(shè)備外，其它無(wú)關(guān)的設(shè)備設(shè)施應(yīng)盡量少暴露在罐頂上；③ 南方地區(qū)可在罐體周圍種植樹木、草坪、藤蔓植物等進(jìn)行遮掩，北方嚴(yán)寒地區(qū)及西部高原植被稀少，冬季時(shí)間長(zhǎng)，種植植物則不太合適。建議回填時(shí)表層覆土宜就近取土，以保持回填土與周圍色調(diào)一致；④ 罐室通道出入口、罐頂采光孔等暴露在外的設(shè)施可采用噴涂與周圍環(huán)境相一致的迷彩漆等措施。

5 合理設(shè)置攔油池

為防止油罐發(fā)生事故時(shí)油料四溢發(fā)生二次災(zāi)害，應(yīng)將油品集中引至攔油池收集。攔油池的容量宜根據(jù)庫(kù)內(nèi)單罐事故時(shí)可能溢出油料的最大體積進(jìn)行設(shè)置，避免油品泄漏出攔油池外。攔油池的建設(shè)可采用以下幾種形式：①依靠天然地形條件建設(shè)，如利用罐區(qū)內(nèi)天然排洪溝或根據(jù)覆土罐區(qū)的溝谷地形設(shè)置攔油壩等，形成封閉的空間以達(dá)到攔油要求。成品油儲(chǔ)備庫(kù)大多建設(shè)在山區(qū)，覆土罐區(qū)布置在兩側(cè)邊坡的開闊溝谷處，中間為排洪溝，根據(jù)地形地勢(shì)選擇適當(dāng)位置設(shè)置攔油壩與攔油閘，攔油閘平時(shí)開啟，事故狀態(tài)下緊急關(guān)閉，將事故油料攔在池內(nèi)。②在自然條件無(wú)法滿足建設(shè)時(shí)，可根據(jù)具體條件采用人工開挖的形式進(jìn)行建設(shè)。在油罐周邊選擇位置合適的低處(保證各罐油料能夠自流進(jìn)池)人工開挖建池。

攔油池做法：池壁四周可采用300～400 mm厚漿砌片石護(hù)坡，水泥砂漿勾縫；池底的自然地坪可采用300 mm厚3∶7灰土夯實(shí)。若采用已有的堰塘等還需先將塘底淤泥清除干凈。另外池壁及池底除采用上述做法外，還要考慮采取防止與減小滲漏污染的措施。從各油罐至攔油池應(yīng)設(shè)置導(dǎo)油渠進(jìn)行連接。導(dǎo)油渠可單獨(dú)設(shè)置也可以利用室外砌筑的排水溝。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，覆土罐在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，除了滿足設(shè)計(jì)需求外，遇到的各種問題要從具體的建設(shè)條件、單位使用要求、工程投資等實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合以往工程成功經(jīng)驗(yàn)和本單位的管理習(xí)慣和需求確定最合適的做法，盡可能做到安全、可靠、合理、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。