覆土油罐勘察設計的幾點建議

江迅建 孫海君 李曉鵬 范棕楠

〔軍事科學院國防工程研究院勘察設計研究所 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的一種油罐建設形式。由于罐室或掩體內的溫度受外界影響小，有利于鋼制罐內油品的長期儲存。且相對于儲油洞庫，覆土立式油罐具有造價低、施工周期較短、后期管理方便等優(yōu)點。因此，近年來在國家物資儲備系統(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，下面結合自身工作實際談一談覆土罐設計中容易忽視的幾個問題。

1 合理確定油罐的平面布置及罐底標高

由于覆土立式油罐都是各罐室單獨布置，每個油罐均需要合理確定自己的平面布置和罐底標高。設計中覆土立式油罐的平面布置及罐底標高除了需要滿足國標規(guī)范中對油罐定位、罐間距的有關要求外，還應遵循以下原則：①油罐宜盡量布置在低矮山丘的山坳處或兩側邊坡的開闊溝谷處，油罐在布置時應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)，在設計中應按防洪標準計算最大匯水量，校核溝谷排洪能力，在罐背后及四周按規(guī)范要求設計截洪溝及防洪排水設施。另外，罐底的設計標高應在最高水位以上。②若油罐布置在一些巖石風化比較嚴重或土壤比較松散的地區(qū)，油罐應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)建設覆土罐時，由于土方的開挖、爆破等會使山體變的更加松動，極易造成滑坡、塌方等自然災害。此時若油罐的位置緊鄰山體，則會影響人身安全及油罐的運行安全。設計中確實無法避開山體時，則在施工中應采取一定的保護措施，如采取支護、增大開挖的坡度等方式以防止滑坡。2010年陜西某油庫在擴建時，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采取表層覆蓋、支護等有效的保護措施，在雨季施工過程中多次發(fā)生山體滑坡事故，最嚴重的一次直接將在建的罐室大部分掩埋其中，給施工帶來很大的困難。③罐底的標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、罐室內外排水等多重因素。設計中應盡量做到挖方與填方相平衡。④罐位的布設宜按照一定的規(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。水平開口因為結構簡單建造容易，是上世紀六七十年代新建覆土立式罐的主要模式。但根據最近幾年油罐火災事故來看，油罐發(fā)生事故時極易造成油品四處流淌，造成二次災害。鑒于上述原因，(GB50074—2014)《石油庫設計規(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。即將通道的開口設置在罐室的中部左右，這樣在鋼制罐發(fā)生破裂時能對油料進行有效控制。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，對國標的規(guī)定又做了進一步的提高[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。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)生火災或泄漏時，留給操作人員的撤離時間非常短暫，而上部或頂部開口人員需要相對較長的時間才能安全撤出，尤其是對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。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采光口，因此罐室內自然通風的效果較差。而采用上部或頂部開口罐室內的空氣幾乎無法自然流動，更是影響了自然通風的效果，不利于罐室內油蒸氣和濕空氣的擴散；③ 容易造成口部附屬設施的大幅度沉降。罐室通道的口部在覆土前應砌筑“八”字擋土墻以保護口部。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，擋土墻基礎難以達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。據觀察，目前已經建成的覆土罐，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標的規(guī)定進行設置比較合理，既起到了攔油的功能，又方便了后期的使用管理。

3 合理設計罐室內外排水與緊急排放設施

覆土立式油罐因為建成后需要全部覆土掩埋，因此內外壁的排水設施必須齊全、通暢。罐室外壁設置排水盲溝、內壁設排水邊溝。排水盲溝在設置時必須注意兩點：①溝底的標高須低于罐室內環(huán)形通道地坪的標高，以免通道地面返水返潮；②排水溝在鋪設蓋板之前，應將溝底清理干凈，蓋板上應鋪設卵石濾層，防止淤泥將其堵塞。罐室內沿混凝土墻壁設排水邊溝，罐前操作間設集水坑。內排水邊溝應坡向集水坑，坡度可根據邊溝的長短調節(jié)。

罐室的緊急排放系統(tǒng)是為了當油罐發(fā)生事故時，人員在不進入罐室的情況下能將泄漏出的油料快速導出。內排水管宜與緊急排放管結合設置。該排放管由操作間集水坑引出至罐室外，末端設控制閥和快速接頭。平時將控制閥門關閉，罐室內有積水時打開。罐室內油罐發(fā)生泄漏時，利用軟管將末端快速接頭與主管線上的預留接口或機動泵接口連接，打開控制閥快速排油。有些油庫在設置緊急排放管時，要么管線末端不設快速接頭或法蘭，要么主管線上不設預留接口，這些都不利于事故時油料的緊急排放。

4 合理利用周圍環(huán)境進行罐體偽裝

覆土油罐群作為國家的油料戰(zhàn)略儲備設施，具有一定的軍事和經濟價值。因此，油罐在建成后應進行適當?shù)膫窝b和隱蔽，但目前這一內容經常被大家所忽略。當前覆土立式油罐隱蔽的手段主要是依靠自然條件進行。常用的方法有以下幾種：① 覆土時應覆成不規(guī)則的形狀，且盡量與周圍的山丘形狀相似；② 除了呼吸、量油等部分設備外，其它無關的設備設施應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、藤蔓植物等進行遮掩，北方嚴寒地區(qū)及西部高原植被稀少，冬季時間長，種植植物則不太合適。建議回填時表層覆土宜就近取土，以保持回填土與周圍色調一致；④ 罐室通道出入口、罐頂采光孔等暴露在外的設施可采用噴涂與周圍環(huán)境相一致的迷彩漆等措施。

5 合理設置攔油池

為防止油罐發(fā)生事故時油料四溢發(fā)生二次災害，應將油品集中引至攔油池收集。攔油池的容量宜根據庫內單罐事故時可能溢出油料的最大體積進行設置，避免油品泄漏出攔油池外。攔油池的建設可采用以下幾種形式：①依靠天然地形條件建設，如利用罐區(qū)內天然排洪溝或根據覆土罐區(qū)的溝谷地形設置攔油壩等，形成封閉的空間以達到攔油要求。成品油儲備庫大多建設在山區(qū)，覆土罐區(qū)布置在兩側邊坡的開闊溝谷處，中間為排洪溝，根據地形地勢選擇適當位置設置攔油壩與攔油閘，攔油閘平時開啟，事故狀態(tài)下緊急關閉，將事故油料攔在池內。②在自然條件無法滿足建設時，可根據具體條件采用人工開挖的形式進行建設。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。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設置導油渠進行連接。導油渠可單獨設置也可以利用室外砌筑的排水溝。

6 結束語

總之，覆土罐在進行設計過程中，除了滿足設計需求外，遇到的各種問題要從具體的建設條件、單位使用要求、工程投資等實際情況出發(fā)，結合以往工程成功經驗和本單位的管理習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、經濟又實用。