石油化工老裝置區(qū)地下給排水工程施工安全控制分析

劉歡

摘要：石油化工老裝置區(qū)由于存在大量不停車狀態(tài)的臨邊裝置以及各種類型的障礙物，在對該類裝置區(qū)進行改建、擴建，尤其進行地下給排水工程施工時，通常會面臨比較高的施工難度。研究基于石油化工老裝置區(qū)給排水施工中的各類障礙和存在的主要風險，對該類型裝置區(qū)改建、擴建問題中的安全控制措施進行了分析，對全國范圍同類型工程項目施工具有一定借鑒意義。

關鍵詞：石油化工;老裝置區(qū);地下給排水;安全控制

中圖分類號：TE65;TQ050.7

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2019）08-0124-03

就石油化工類的生產(chǎn)廠區(qū)給排水設計而言，其設計規(guī)劃質(zhì)量將會直接對化工生產(chǎn)廠區(qū)的給排水系統(tǒng)總體的合理性起著決定性影響[1-3]。室外給排水的整體設計，含有大量的單項給排水工程規(guī)劃設計，而這些所有的規(guī)劃設計在疊加后，就會共同形成一個復雜且龐大的給排水網(wǎng)絡系統(tǒng)工程。

石油化工老裝置區(qū)地下給排水管道施工的風險因素主要是深基坑、對原有設施的防護及拆除以及管道安裝等過程的安全防護[4-6]。這些關鍵過程未能獲得充分的識別與控制，將有很大可能導坍塌、掩埋、物體撞擊等，更甚者還將產(chǎn)生安全事故，如火災、爆炸等[7]。因此，對給排水工程施工過程中關鍵環(huán)節(jié)的控制技術必須給予高度重視，方能有效地避免發(fā)生各類事故。

1 化工廠給排水工程施工管理

1.1 給排水施工方面的技術管理

污水處理系統(tǒng)的建設，應將處理工藝的審核與評估作為重點。A/O工藝是我國化工生產(chǎn)區(qū)對污水處理中應用最為廣泛的工藝之一[8]。通過使用好氧消化液和活性硅藻土等具有良好理化性能的物質(zhì)，能很好地對污水進行過濾與沉淀，大量清除污水中的氮元素和磷元素，從而降低污水對環(huán)境的污染[9]。在應用這種處理工藝時，必須對污水處理反應器的處理能力與反應效果進行仔細分析和反復推敲，以便于更好地降低工程建設的風險。

1.2 給排水工程施工材料方面的管理

對化工廠區(qū)給排水管網(wǎng)的設計和施工，必須積極呼應以塑代替鋼的有關政策，且應選擇聚丙烯復合管、PVC管、PE管等材料進行設計、規(guī)劃、施工[10]。相比金屬材料，這些新型的復合管材料具有非常明顯的優(yōu)點，如使用壽命長、排水量大、重量輕、施工便捷等。同時還能使給排水工程對鋼的依賴得到有效降低。

2 老裝置區(qū)地下給排水工程施工安全控制

2.1 深基坑工程施工

2.1.1 基坑邊坡和支護結(jié)構(gòu)的確定

在進行基坑施工前，首先需要對現(xiàn)場進行勘探和調(diào)查，詳細了解現(xiàn)場施工環(huán)境，認真分析地質(zhì)勘查報告，在基于對開挖位置地質(zhì)情況的了解情況下，按照土質(zhì)分類、力學指標、開挖深度等因素，來確定邊坡的坡度，或是按照土質(zhì)和地下水狀況以及開發(fā)深度等來確定支護結(jié)構(gòu)方法，進而制定出深基坑工程的施工技術方案[11]。另外，對基坑開挖的深度需要由專家根據(jù)施工單位和監(jiān)理單位的要求對專項施工方案進行實施論證。

2.1.2 開挖方法的選擇

為了防止對原有地下工程的損壞，根據(jù)老裝置區(qū)地質(zhì)條件的復雜性，在進行開挖前，應沿著溝槽開挖縱向和橫向探槽，從而確定地下設施的具體位置和設施狀況，然后在確認保護措施之后，才可以運用機械開挖的方法[12]。同時，在與原管道相距1m、與原電纜相距2m的范圍內(nèi)，必須選擇使用人工開挖的方式進行，方能確保原有設施的安全。

2.1.3 降低基坑坡頂荷載

在制定方案時，不僅要對施工荷載給予充分考慮，還需要限制堆載級別與堆載、機械等距離基坑邊緣的安全距離[13]。同時，還應對施工人員進行書面交底，對現(xiàn)場加強監(jiān)督管理。

2.1.4 采取降水措施，保證基坑穩(wěn)定

引起基坑塌陷的主要原因之一是地下水。對于降排水措施來說，應該按照不同的因素來確定地下水的控制方法，比如場地內(nèi)的地下水位狀況、場地和周圍地區(qū)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境狀況、支護結(jié)構(gòu)形式、管道基礎形式[14]。如果場地周邊存在地表水匯流和排泄，以及地下水管發(fā)生滲漏或是在雨季時，必須對基坑采用保護措施，防止地表水流進基槽，從而增加邊坡土的壓力。

2.1.5 邊坡控制

對沒有支撐放坡的基坑進行開挖時，必須要對邊坡的坡度做好控制，而對于有支撐的基坑進行開挖時，必須對縱向放坡坡度做好控制[15]。基坑在使用無支撐放坡進行開挖時，需要對邊坡隨時開挖隨時修，而不能開挖反坡。而基坑在采用有支撐開挖過程中應注意臨時放坡，避免開挖過程中發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象或者因滑坡造成事故。

2.1.6 嚴格按照設計要求開挖和支護

基坑開挖應嚴格按照開挖方案進行，并且開挖范圍、開挖順序、支護順序應符合支護結(jié)構(gòu)設計條件。對軟土基坑必須以分層、分塊的方式進行開挖，盡可能的減短基坑開挖卸荷的尺寸，縮短無支護暴露的時間，降低開挖中的土體擾動范圍，從而使得開挖空間的大小與開挖支護的時限，可以最大限度的制約了圍護結(jié)構(gòu)的變形與基坑周圍土體的位移及沉降。

2.2 對原有設施的防護及拆除

在舊裝置區(qū)域的施工過程中，必須要做好對原有設施的防護工作，如原有的地下管道、地上管道、電纜、建筑物、構(gòu)筑物和設備。

1）施工前，應按照施工單位所提供的裝置區(qū)域的原有設施圖，詳細了解基坑開挖和影響等范圍內(nèi)的所有設施情況，通過查閱與之相關的專業(yè)技術資料，從而對原有設施的數(shù)據(jù)信息更好的掌握。對于資料不詳以及與實際不符合的資料，或者資料中沒有反映出的情況，需要由建設單位查詢，必要時應在監(jiān)理旁站下對基坑進行坑探查明。

2）各項設施的安全防護措施應根據(jù)調(diào)查結(jié)果進行確定，并且制定一份具體施工技術方案。

3）對基坑開挖范圍內(nèi)的管道來說，需要由施工單位、設計單位、監(jiān)理單位等共同協(xié)商，以此確定管道的拆除、改造、加固等措施，經(jīng)過檢查和驗收確認符合標準之后，形成文件方能講行施工。在施工討程中，對管道的檢查、維護和觀測必須指派專人負責，在發(fā)現(xiàn)異常情況時，應立即采取安全技術措施。

4）對既有結(jié)構(gòu)物應通過對結(jié)構(gòu)物加固主體結(jié)構(gòu)、加固下部基礎、基礎托換等方式，來提高結(jié)構(gòu)物自身的抵抗變形能力，從而方能有效確保結(jié)構(gòu)本質(zhì)的安全。

2.3 管道安裝

2.3.1 起重吊裝作業(yè)

在石油化工裝配區(qū)的給排水工程中，其中施工最困難的管道系統(tǒng)則分別為：鋼筋混凝土雨水與鋼循環(huán)水等管道工程。

1）對鋼筋混凝土管道而言，它所具有的特征為自重大、管節(jié)多、安裝不易等。因此，在施工過程中，應選擇使用專用吊裝帶來吊裝管體，這樣可以防止管體損壞，以及防止造成吊裝帶承受沖擊應力。在管道吊裝到管基之后，則需要利用木制楔形固定管體，以便于防止因管道滾動而造成人員擠傷。

2）對大口徑循環(huán)水管道來說，它具有柔性大、剛度低、防腐涂層保護難度大等特點，因此在吊裝過程中必須選用變形加固措施。

3）在對管道進行吊裝前，需要對地基基礎、臨時支護、起重機械、管道本身等在不同應力條件下的強度和剛度以及穩(wěn)定性進行校核計算，在確定合格后方可準許作作業(yè)。

2.3.2 管道安裝

1）通常對于大口徑的鋼筋混凝土管道的安裝方法主要有：千斤頂拉桿法、倒鏈拉入法、卷機場拉人法，在施工之前，應按照管節(jié)的自重來選擇拉人方式，同時還需要對整套施工設備的強度和剛度以及穩(wěn)定性進行校核計算，并設計出鎖管方式，從而確保管道的穩(wěn)定。

2）對大口徑鋼管進行焊接時應注意：①應注意對動火作業(yè)區(qū)與相鄰作業(yè)安裝區(qū)之間防火隔離措施的可靠性進行驗收，并且形成記錄;②對于基槽中的焊口位置和影響區(qū)內(nèi)存在著滲漏污油的土壤，應采取的措施為換填、防火布、鋪設砂石隔離等措施;③在進入管道內(nèi)部進行作業(yè)時，所要采取的措施則為檢測、通風、檢測等。

3）在對大口徑壓力管道進行水壓試驗之前，必須要設計和計算好管道的背板和堵塞板，以便于防止在實驗過程中由于強度不足而導致發(fā)生損傷事故。

3 結(jié)語

相比于新建廠房管道系統(tǒng)設計或運行來說，針對石油化工老裝置區(qū)地下給排水管道的改造、擴建施工工程中的危險性和難度系數(shù)要更高，施工安全控制的要求也更高。進一步探索研究化工廠區(qū)給排水規(guī)劃設計和施工管理方法，針對石油化工老裝置區(qū)的特點，進行了深基坑開挖、降水及支護，原有設施的保護及拆除以及大口徑管道吊裝、鋪設及焊接過程等環(huán)節(jié)的分析，得出了各環(huán)節(jié)的工程施工安全控制辦法，為同類型工程施工提供了借鑒。

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