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置樁基礎，罐周消防管道依附于儲罐，但其基礎一般為置于地面的條形基礎，不可避免產生沉降差異，造成設備設施損壞。對此，筆者結合工程實踐，分析幾種處理措施，為儲罐附件設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條件下，沉降較為嚴重。根據某油庫案例，投產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，有的能持續十幾年到幾十年。這種地質，儲罐基礎選常選用樁基礎，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，沉降嚴重，故而產生差異沉降，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，但更換不同規格型號配件須取得原設計單位意見，而企業一般會忽略該程序，造成設備管理問題。且隨著沉降持續，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傾斜的趨勢，管道順著管托往外側滑移，必須對管墩進行處理。可以重制管墩并增加墊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，循環往復，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，含淤泥質粉質黏土層厚度18.3～28.5 m，投產13年來沉降嚴重，罐基礎樁帽（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儲罐樁基礎平面布置圖，整個儲罐布置樁153根，其中最外圈環形均布36根樁。圖3為樁帽位置圖（樁帽為鋼筋混凝土結構），從圖中可看出樁帽外邊緣距儲罐環墻約300 mm，頂面與設計地面高度一致，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。經請原設計單位對該方案進行審查，設計人員認為結構受力符合承載力要求。同時設計人員對方案進行改進，采用化學錨栓替代鍍鋅螺栓，以減少對原結構的破壞。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 對設計的建議

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

圖5 新方案改進設計