儲罐罐周消防管道差異沉降治理新方案探討

吳雙艷 吳小春

上海鼎實大榭倉儲有限公司寧波分公司，中國·浙江 寧波 315000

1 引言

沿海回填灘涂地基儲罐一般設(shè)置樁基礎(chǔ)，罐周消防管道依附于儲罐，但其基礎(chǔ)一般為置于地面的條形基礎(chǔ)，不可避免產(chǎn)生沉降差異，造成設(shè)備設(shè)施損壞。對此，筆者結(jié)合工程實踐，分析幾種處理措施，為儲罐附件設(shè)計及同類問題整改提供思路。

2 儲罐罐周消防管道差異沉降原因分析

一般在沿海有深厚軟土的回填地質(zhì)條件下，沉降較為嚴重。根據(jù)某油庫案例，投產(chǎn)前三年每年沉降最大點位沉降量分別為191 mm、103 mm、61 mm，且運行10多年也為進入穩(wěn)定收斂期。坐落在軟土地基的建筑物，其沉降量比較大，沉降時間比較長，有的能持續(xù)十幾年到幾十年。這種地質(zhì)，儲罐基礎(chǔ)選常選用樁基礎(chǔ)，可以避免沉降影響，而附著在罐周的消防管道其管托基本為置于地面的條形基礎(chǔ)，沉降嚴重，故而產(chǎn)生差異沉降，引起管道滑脫、懸空、連接軟管破損[1]。

3 常見處理措施及弊端

①更換上罐軟連接，加長連接軟管長度。該方法能暫時緩解沉降帶來的軟連接撕裂風險，但更換不同規(guī)格型號配件須取得原設(shè)計單位意見，而企業(yè)一般會忽略該程序，造成設(shè)備管理問題。且隨著沉降持續(xù)，要多次更換、增加軟管長度。

②重新制作管墩、增加墊塊。一味增加軟管長度并不能徹底解決問題，因為罐周地面沉降呈現(xiàn)傾斜的趨勢，管道順著管托往外側(cè)滑移，必須對管墩進行處理?？梢灾刂乒芏詹⒃黾訅|塊的方式緩解沉降問題。

以上兩種方法是較為常用的辦法，可以用較小的代價短時間內(nèi)完成隱患治理，但治標不治本，差異沉降未根除，隨著沉降累積，需要不斷的重做支墩、更換墊鐵，循環(huán)往復(fù)，浪費人力物力。圖1為罐周消防管道治理圖。

圖1 罐周消防管道治理圖

4 新方法探討

以某油庫五萬立方米雙浮頂油罐為例。該油罐所在位置地基為碎石回填灘涂，回填碎石含量超60%，石塊粒徑2 cm～2 m，級配不良，回填厚度7.5～8.7 m，含淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層厚度18.3～28.5 m，投產(chǎn)13年來沉降嚴重，罐基礎(chǔ)樁帽（也稱樁頭）露出地面，因而以樁帽為支撐點制作消防管道支架的想法誕生了[2]。

如圖2儲罐樁基礎(chǔ)平面布置圖，整個儲罐布置樁153根，其中最外圈環(huán)形均布36根樁。圖3為樁帽位置圖（樁帽為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)），從圖中可看出樁帽外邊緣距儲罐環(huán)墻約300 mm，頂面與設(shè)計地面高度一致，樁帽寬度為1100 mm（未附圖）。罐周消防管道管墩為28處，如以樁帽作為支撐點增加管托，整改完成的罐周消防罐頭可達36處。

圖2 儲罐樁基礎(chǔ)平面布置圖

圖3 樁帽位置圖

具體做法如圖4所示，在樁帽上設(shè)計鋼架支撐，利用鍍鋅螺栓將支撐與樁帽固定連接。該方法可以從根本上解決差異沉降引起的消防管道問題。目前該方案已實施一年有余，效果良好。經(jīng)請原設(shè)計單位對該方案進行審查，設(shè)計人員認為結(jié)構(gòu)受力符合承載力要求。同時設(shè)計人員對方案進行改進，采用化學錨栓替代鍍鋅螺栓，以減少對原結(jié)構(gòu)的破壞。對于部分樁帽露出地面，部分樁帽未露出的情況們可以將未露出樁帽挖出，支撐完工后回填即可[3]。

圖4 新方案實施圖

5 對設(shè)計的建議

深厚軟土回填地區(qū)儲罐罐周消防管道及其他附屬設(shè)施的沉降問題很普遍，應(yīng)在設(shè)計階段統(tǒng)籌考慮，利用儲罐樁基礎(chǔ)搭設(shè)支撐系統(tǒng)，從而消除附屬設(shè)施與儲罐本體的差異沉降。已產(chǎn)生類似問題的企業(yè)，可以對照己方設(shè)計文件，考慮是否嘗試此方案。圖5為新方案改進設(shè)計。

圖5 新方案改進設(shè)計