淺談罐區(qū)工程防臺風、防汛專項措施

毛 濤

陜西化建工程有限責任公司西安公司 陜西楊凌 712100

1 方案編制

1.1 編制目的

按照國家規(guī)定的“藍、黃、橙、紅”四色預警和四級響應的要求，結合項目的實際，為進一步提高防汛指揮調(diào)度、應急搶險和災后救助的效率，確保施工現(xiàn)場防汛抗臺抗暴雨的能力，最大限度減少經(jīng)濟損失和確保人身安全，確保施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)，制定防汛防臺工作方案。

1.2 編制依據(jù)

根據(jù)《中華人民共和國防洪法》、《中華人民共和國防汛條例》等國家相關法律、規(guī)章、規(guī)范性文件，地方性法規(guī)和規(guī)章等制定本方案。

1.3 組織機構

成立由項目經(jīng)理任組長、項目管理人員及各班組長為組員的搶救小組，各司其職，協(xié)調(diào)配合防汛防臺指揮小組；項目部成立防汛防臺巡查小組，由安環(huán)部組織對現(xiàn)場安全隱患進行排查和巡查，包括施工現(xiàn)場臨時用電、各部位配電箱檢查，施工現(xiàn)場排水及現(xiàn)場排水溝疏通檢查，以及臨時辦公用房加固檢查。

防汛抗臺工作必須服從上級單位統(tǒng)一指揮，安排人員輪流值班，并做好記錄。與建設單位、監(jiān)理單位及各施工班組之間建立聯(lián)系，及時溝通防汛、防臺信息。臺風、洪汛期間，防汛、防臺領導小組成員要確保手機24h 開機，并安排值班。

2 防汛防臺重要設施和重點部位

2.1 設備材料的轉移、加固

（1）對易受潮設備在暴雨、臺風來臨前就進行清理轉移，將電焊機、小型機具設備轉運至較安全區(qū)域。對不能轉移的電焊機、配電箱等應予以加固，必須可靠接地，電焊機不得多臺串聯(lián)接地。

（2）檢查廠房、臨時辦公用房排水溝，保持暢通。

（3）臺風、暴雨來臨前，對工地臨時工棚、庫房、臨時辦公用房進行全面加固，用鋼管進行蓋頂壓拉與地錨連接，以增強抗風能力。

（4）臺風來臨前，由巡查小組切斷工地建筑機械電路，確保安全。

（5）加強對腳手架、卸料平臺的檢查，應牢固、可靠；鋼管連接扣件應牢固，安全網(wǎng)需扎牢，架體上材料、物品應全部清理至室內(nèi)堆放。

（6）在施工區(qū)域四周設置排水溝渠，及時抽干工地地面最低點積水。

（7）臺風到來前應停止高處作業(yè)。

2.2 工地施工用電保護措施

（1）暴雨、臺風期間，由專業(yè)電工配合巡查小組對工地進行全面用電檢查，更換、維修老化、破皮的主干線。

（2）將施工現(xiàn)場的配電箱全部提高，將接頭處用防水膠布纏死，必要時將配電箱拉閘停電。

2.3 防汛抗臺工作要點

（1）不得把外瀉泥土及垃圾掃到排水溝中，以免造成排水溝堵塞，并且要定期對排水溝及集水井進行清理。

（2）汛期前，對生活區(qū)、工地、材料庫房、材料堆場進行全面檢查，了解水情和排水情況，查看有無水害隱患，對易受水害的隱患限期解決。

（3）在汛期施工時，將機具、材料、設備等放在不易被水淹處。臺風到來之前，備足編織袋等搶險物資及機具，以防不測。

（4）對材料庫及防腐場地堆放材料做好加固工作，防止堆放物資被臺風卷起。

3 人員轉移撤離方案

3.1 準備工作

根據(jù)近幾年在臺風中人員撤離、轉移的情況和經(jīng)驗，首先對臨時工棚內(nèi)人員的情況進行調(diào)查和統(tǒng)計，根據(jù)實際情況，按照安全、就近、方便的原則，選擇撤離安置地點，落實好聯(lián)系人及聯(lián)系電話，并登記造冊；同時根據(jù)情況變化，不斷更新資料，確保人員安全。

3.2 撤離指令發(fā)布條件

在臺風影響前，接市防汛的撤離指令后迅速通知各有關單位及時撤離、轉移，確保人員安全。

3.3 撤離點保障

撤離點的治安由所在地區(qū)的派出所和聯(lián)防隊負責，由所在地區(qū)的政府和有關單位提供飲食、醫(yī)療后勤保障。

4 事故處理措施

項目部必須齊心協(xié)力，各盡其職、緊密配合，形成確保安全的監(jiān)控網(wǎng)絡，把好“施工前的準備工作，施工中的安全防護，施工結束后的清除工作”三關。

事故最早發(fā)現(xiàn)者立即向防汛、抗臺領導小組報告，防汛、防臺領導小組接到報告后，要求有關部門查明有關情況，下達應急救援處置的指令，同時發(fā)出警報，采取緊急救援措施。并向上級單位匯報事故情況。

發(fā)生事故后，應迅速查明事故發(fā)生源點、部位和原因，原則以自救為主。不能控制的，應向上級報告并提出消除事故或搶救的具體措施。受傷人員要以最快速度將其脫離現(xiàn)場，嚴重者盡快送醫(yī)院搶救。

會同事故發(fā)生地點班組，在查明事故部位和范圍后視能否控制，做出局部或全部停工的決定。

在事故現(xiàn)場周圍設崗，劃分禁區(qū)并加強警戒和巡邏檢查。如果事故擴散或產(chǎn)生連鎖反應危及外部人員安全，應迅速組織有關人員協(xié)助友鄰單位。

5 技術準備

結合項目罐區(qū)的施工內(nèi)容、整體平面布置和施工使用的材料、設備、機具情況，分別在臨時設施防護、排水準備及修復、單體建筑抗臺、原材料防護、施工設備防護、儲罐抗臺措施六個方面進行準備。以下主要介紹儲罐防臺措施。

儲罐抗臺措施分為罐體剛性抗臺措施和罐體防滑移措施。臺風來前，如儲罐大角縫沒有進行焊接，則需要將儲罐底圈壁板與罐底邊緣板進行安裝焊接，焊接時預留排水3 處口；罐體施工過程中如果抗風圈（加強圈）所在的罐壁板施工完畢，需要先焊接本圈罐壁上的抗風圈（加強圈），然后再進行上一圈罐壁板施工；罐內(nèi)部腳手架在臺風來前，將三腳架和跳板整體焊接成一體后再與罐壁內(nèi)測焊接，與罐壁形成一體。由于內(nèi)部腳手架與罐壁焊接后無法重復利用，需要重新采購和制作內(nèi)部腳手架。

為防止罐體受風力影響發(fā)生滑移，在所有儲罐邊緣板處均布12 個加強板以限定罐體位置。同時，為減少氣流對罐體與基礎的摩擦力影響，在罐底邊緣板與儲罐基礎處增加20mm 厚的水泥砂漿層進行臨時密封；待罐底防腐密封施工時清除，再進行罐底防腐密封。

5.1 儲罐剛性驗算

5.1.1 罐壁施工過程中的防風措施

施工完成后，罐壁頂部抗風圈和中間加強圈共包括2道抗風圈、3 道加強圈，詳見圖1。

圖1 罐壁頂部抗風圈和中間加強圈的分布示意圖

現(xiàn)場罐壁施工采用正裝法施工，為使施工過程中罐壁所承受的風險最小，簡化施工過程中的防風措施，采取以下措施：

如果抗風圈（加強圈）所在的罐壁板施工完畢，則需要把本圈罐壁上的抗風圈（加強圈）先進行焊接施工，然后再進行上一圈罐壁板施工。施工順序為，第1、2、3、4 圈罐壁板→第1 道加強圈→第5 圈罐壁板→第2 道加強圈→第6 圈罐壁板→第3 道加強圈→第7 圈罐壁板→第1 道抗風圈→第8 圈罐壁板→第2 道抗風圈。

利用施工過程中的腳手架平臺充當罐壁臨時抗風結構，如圖2 所示。

圖2 利用腳手架平臺充當罐壁臨時抗風結構

通過計算得知，整個罐壁補強的最大高度為3.017m。

5.1.2 施工過程中防風措施的校核

通過以上分析可知，罐壁施工過程中可能會出現(xiàn)以下6 種工況：

（1）第1～3 圈罐壁，內(nèi)部2 道腳手架平臺；

（2）第1～4 圈罐及罐壁外部1 道加強圈，內(nèi)部2 道腳手架平臺；

（3）第1～5 圈罐及罐壁外部2 道加強圈，內(nèi)部2 道腳手架平臺；

（4）第1～6 圈罐及罐壁外部3 道加強圈，內(nèi)部2 道腳手架平臺；

（5）第1～7 圈罐及罐壁外部3 道加強圈、1 道抗風圈，內(nèi)部2 道腳手架平臺；

（6）第1～8 圈罐及罐壁外部3 道加強圈、2 道抗風圈。

其中，工況（6）在儲罐設計過程中已經(jīng)確定是安全的，以下只對工況（1）～（5）進行校核。

罐壁各個抗風圈及加強圈的截面模數(shù)：第1 道加強圈截面模數(shù)為1687cm3；第2 道加強圈截面模數(shù)為1716cm3；第3 道加強圈截面模數(shù)為1807cm3；第1 道抗風圈截面模數(shù)為7930cm3。

為便于計算，同時也使計算結果偏保守，設定罐壁厚度為12mm。根據(jù)現(xiàn)場實際情況及鋼跳板的幾何尺寸，通過計算，得到腳手架平臺的截面模數(shù)：4 跳板雙層為2074cm3；6 跳板單層為2080.6cm3。

在儲罐抗風設計過程可知，以上各工況中間抗風圈是滿足要求的，現(xiàn)在只需要校核頂部抗風圈所需截面模數(shù)即可。頂部抗風圈所需截面模數(shù)計算式見式（1）。

式中：H——罐壁高度，m；

D——儲罐直徑，m；

V——3s 陣風風速，m/ s。各工況核算結果如表1 所示。

表1 各工況核算結果 cm3

5.1.3 需要注意的問題

（1）腳手架平臺支撐與跳板、支撐與罐壁之間采取等強度連接方式，使罐壁、支撐及跳板形成一個剛性體；

（2）腳手架平臺布置形式為4 跳板雙層并排，或6跳板單層并排；

圖3 各工況結構示意圖

（3）腳手架平臺支撐架角鋼規(guī)格不得小于75mm×8mm；

5.2 罐體防滑移校核計算

風力作用下儲罐所受橫推力計算如式（2）所示。

式中：H——罐壁高度，m；

P1——設計風壓，Pa；

P0——罐壁駐點線上單位弧長風載荷，N/ m。

其中，P1的計算式見式（3）。

式中：K1——體形系數(shù)，外浮頂罐取1.5；

K2——風壓高度變化系數(shù)，統(tǒng)一取1.26。

W0——基本風壓，Pa。

假定作用于儲罐外壁迎風面的風壓按正弦曲線分布，風壓分布圓拱對應的圓心角為60°。通過分析可知，儲罐所受的橫推力（F）計算式見式（4）。

如果按當?shù)刈畲箫L速80m/ s(10min)核算，轉換為基本風壓W0=3063Pa。

在施工過程中，根據(jù)罐壁高度的不同分為不同的工況，每種工況的具體核算結果見表2。

表2 不同工況的防滑移核算結果

由于在第6、7、8 圈罐壁施工過程中可能會因為風載荷作用而儲罐發(fā)生側移，因此有必要在施工過程中對儲罐采取防側移措施。

5.3 對防側移措施進行校核

在風載荷作用下，迎風面的防側移結構受力最大，為簡化計算，只對其進行強度校核，同時計算結果也偏安全。

防側移結構選用材質(zhì)為12MnNiVR，頂板厚度為33mm，側板及筋板厚度為14mm 的高強鋼板，其許用應力［σ］=294MPa，許用剪應力［τ］=0.6［σ］=176.4MPa。

由以上分析可知，最危險的工況為罐壁全部施工完畢，而浮盤等內(nèi)件還未施工的時候，如式（5）所示。

式中：ΔF——儲罐本體受力，N；

F——橫推力，N；

Q——靜摩擦力，N。

頂板與儲罐底板間的拉脫應力校核見式（6）。

式中：σ1——頂板與儲罐底板間的拉脫應力，MPa；

△F——儲罐本體受力，N；

A1——頂板與罐底板間的接觸面積，m2。

頂板與筋板間焊縫剪切強度校核（焊縫系數(shù)取0.8）見式（7）。

式中：τ——頂板與筋板間焊縫剪切強度，MPa；

式中：σ2——筋板的壓應力，MPa；

△F——儲罐本體受力，N；

A3——筋板與罐體接觸焊縫的接觸面積，m2。頂板與儲罐底板連接處彎曲應力校核見式（9）。

式中：σ3——頂板與儲罐底板連接處彎曲應力，MPa；

W——罐體接觸焊縫的接觸面積，m2。

Mmas——儲罐本體所受最大受力，N。

因此，儲罐防側移結構安全可靠。