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(jìn)行改建、擴(kuò)建，尤其進(jìn)行地下給排水工程施工時(shí)，通常會(huì)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(fēng)險(xiǎn)，對該類型裝置區(qū)改建、擴(kuò)建問題中的安全控制措施進(jìn)行了分析，對全國范圍同類型工程項(xiàng)目施工具有一定借鑒意義。

關(guān)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(hào)：TE65;TQ050.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2019）08-0124-03

就石油化工類的生產(chǎn)廠區(qū)給排水設(shè)計(jì)而言，其設(shè)計(jì)規(guī)劃質(zhì)量將會(huì)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(shè)計(jì)，含有大量的單項(xiàng)給排水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)，而這些所有的規(guī)劃設(shè)計(jì)在疊加后，就會(huì)共同形成一個(gè)復(fù)雜且龐大的給排水網(wǎng)絡(luò)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(fēng)險(xiǎn)因素主要是深基坑、對原有設(shè)施的防護(hù)及拆除以及管道安裝等過程的安全防護(hù)[4-6]。這些關(guān)鍵過程未能獲得充分的識(shí)別與控制，將有很大可能導(dǎo)坍塌、掩埋、物體撞擊等，更甚者還將產(chǎn)生安全事故，如火災(zāi)、爆炸等[7]。因此，對給排水工程施工過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制技術(shù)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(shù)管理

污水處理系統(tǒng)的建設(shè)，應(yīng)將處理工藝的審核與評估作為重點(diǎn)。A/O工藝是我國化工生產(chǎn)區(qū)對污水處理中應(yīng)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(jìn)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(yīng)用這種處理工藝時(shí)，必須對污水處理反應(yīng)器的處理能力與反應(yīng)效果進(jìn)行仔細(xì)分析和反復(fù)推敲，以便于更好地降低工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)。

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(shè)計(jì)和施工，必須積極呼應(yīng)以塑代替鋼的有關(guān)政策，且應(yīng)選擇聚丙烯復(fù)合管、PVC管、PE管等材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工[10]。相比金屬材料，這些新型的復(fù)合管材料具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)，如使用壽命長、排水量大、重量輕、施工便捷等。同時(shí)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(hù)結(jié)構(gòu)的確定

在進(jìn)行基坑施工前，首先需要對現(xiàn)場進(jìn)行勘探和調(diào)查，詳細(xì)了解現(xiàn)場施工環(huán)境，認(rèn)真分析地質(zhì)勘查報(bào)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(xué)指標(biāo)、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(hù)結(jié)構(gòu)方法，進(jìn)而制定出深基坑工程的施工技術(shù)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(xiàng)施工方案進(jìn)行實(shí)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(fù)雜性，在進(jìn)行開挖前，應(yīng)沿著溝槽開挖縱向和橫向探槽，從而確定地下設(shè)施的具體位置和設(shè)施狀況，然后在確認(rèn)保護(hù)措施之后，才可以運(yùn)用機(jī)械開挖的方法[12]。同時(shí)，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(jìn)行，方能確保原有設(shè)施的安全。

2.1.3 降低基坑坡頂荷載

在制定方案時(shí)，不僅要對施工荷載給予充分考慮，還需要限制堆載級(jí)別與堆載、機(jī)械等距離基坑邊緣的安全距離[13]。同時(shí)，還應(yīng)對施工人員進(jìn)行書面交底，對現(xiàn)場加強(qiáng)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(yīng)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(hù)結(jié)構(gòu)形式、管道基礎(chǔ)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(shí)，必須對基坑采用保護(hù)措施，防止地表水流進(jìn)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(jìn)行開挖時(shí)，必須要對邊坡的坡度做好控制，而對于有支撐的基坑進(jìn)行開挖時(shí)，必須對縱向放坡坡度做好控制[15]?；釉谑褂脽o支撐放坡進(jìn)行開挖時(shí)，需要對邊坡隨時(shí)開挖隨時(shí)修，而不能開挖反坡。而基坑在采用有支撐開挖過程中應(yīng)注意臨時(shí)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(yán)格按照設(shè)計(jì)要求開挖和支護(hù)

基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格按照開挖方案進(jìn)行，并且開挖范圍、開挖順序、支護(hù)順序應(yīng)符合支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件。對軟土基坑必須以分層、分塊的方式進(jìn)行開挖，盡可能的減短基坑開挖卸荷的尺寸，縮短無支護(hù)暴露的時(shí)間，降低開挖中的土體擾動(dòng)范圍，從而使得開挖空間的大小與開挖支護(hù)的時(shí)限，可以最大限度的制約了圍護(hù)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(shè)施的防護(hù)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(shè)施的防護(hù)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(shè)備。

1）施工前，應(yīng)按照施工單位所提供的裝置區(qū)域的原有設(shè)施圖，詳細(xì)了解基坑開挖和影響等范圍內(nèi)的所有設(shè)施情況，通過查閱與之相關(guān)的專業(yè)技術(shù)資料，從而對原有設(shè)施的數(shù)據(jù)信息更好的掌握。對于資料不詳以及與實(shí)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(shè)單位查詢，必要時(shí)應(yīng)在監(jiān)理旁站下對基坑進(jìn)行坑探查明。

2）各項(xiàng)設(shè)施的安全防護(hù)措施應(yīng)根據(jù)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行確定，并且制定一份具體施工技術(shù)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(shè)計(jì)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(yàn)收確認(rèn)符合標(biāo)準(zhǔn)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(hù)和觀測必須指派專人負(fù)責(zé)，在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)立即采取安全技術(shù)措施。

4）對既有結(jié)構(gòu)物應(yīng)通過對結(jié)構(gòu)物加固主體結(jié)構(gòu)、加固下部基礎(chǔ)、基礎(chǔ)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(yīng)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(yīng)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(dòng)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(hù)難度大等特點(diǎn)，因此在吊裝過程中必須選用變形加固措施。

3）在對管道進(jìn)行吊裝前，需要對地基基礎(chǔ)、臨時(shí)支護(hù)、起重機(jī)械、管道本身等在不同應(yīng)力條件下的強(qiáng)度和剛度以及穩(wěn)定性進(jìn)行校核計(jì)算，在確定合格后方可準(zhǔn)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(jī)場拉人法，在施工之前，應(yīng)按照管節(jié)的自重來選擇拉人方式，同時(shí)還需要對整套施工設(shè)備的強(qiáng)度和剛度以及穩(wěn)定性進(jìn)行校核計(jì)算，并設(shè)計(jì)出鎖管方式，從而確保管道的穩(wěn)定。

2）對大口徑鋼管進(jìn)行焊接時(shí)應(yīng)注意：①應(yīng)注意對動(dòng)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(jìn)行驗(yàn)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(yīng)采取的措施為換填、防火布、鋪設(shè)砂石隔離等措施;③在進(jìn)入管道內(nèi)部進(jìn)行作業(yè)時(shí)，所要采取的措施則為檢測、通風(fēng)、檢測等。

3）在對大口徑壓力管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)之前，必須要設(shè)計(jì)和計(jì)算好管道的背板和堵塞板，以便于防止在實(shí)驗(yàn)過程中由于強(qiáng)度不足而導(dǎo)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(shè)計(jì)或運(yùn)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(kuò)建施工工程中的危險(xiǎn)性和難度系數(shù)要更高，施工安全控制的要求也更高。進(jìn)一步探索研究化工廠區(qū)給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工管理方法，針對石油化工老裝置區(qū)的特點(diǎn)，進(jìn)行了深基坑開挖、降水及支護(hù)，原有設(shè)施的保護(hù)及拆除以及大口徑管道吊裝、鋪設(shè)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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