大型LNG儲罐建設(shè)工程安全風(fēng)險分析與對策

凌成健

關(guān)鍵詞：LNG儲罐工程;風(fēng)險分析;安全策略

0 引言

為預(yù)防LNG儲罐工程建設(shè)與投料試車過程中的生產(chǎn)安全事故，消除和減小危險有害因素，根據(jù)儲罐施工的特性，對安全風(fēng)險進(jìn)行辨識和評估。

1 LNG儲罐建造風(fēng)險辨識

1.1 樁基施工安全風(fēng)險

1.1.1 樁基作業(yè)

未對周邊建筑物及設(shè)施進(jìn)行位移、沉降觀測，造成隆起或水平位移過大。施工時未采取有效技術(shù)措施應(yīng)對擠土效應(yīng)對周邊建筑及管線的影響。

1.1.2 鋼筋籠制作、下設(shè)及混凝土澆筑

加強(qiáng)箍筋內(nèi)未設(shè)置有效的加固措施，導(dǎo)致其沒有足夠的剛度和穩(wěn)定性，無法保證在運(yùn)送、吊裝和澆筑砼時不致松散、移位和變形。

1.2 承臺施工安全風(fēng)險

1.2.1 承臺模板安裝

模板上方物品堆放的數(shù)量和高度未符合規(guī)范要求，扣件擰緊度不足造成模板坍塌。吊裝時未合理控制物件的重心力，造成物件的擺動墜落傷人和設(shè)備損傷。臨邊防護(hù)措施不足，在無護(hù)欄時不能合理使用救身繩，造成高處墜落。

1.2.2 鋼筋預(yù)制及安裝

不合格機(jī)具、設(shè)備未能及時進(jìn)行維修和更換、吊裝機(jī)具未進(jìn)行正常報驗。綁扎、安裝鋼筋籠時未檢查支柱，導(dǎo)致鋼筋不牢固。未設(shè)置合理的臨邊防護(hù)措施。扶壁柱網(wǎng)片環(huán)向筋加密后未準(zhǔn)確計算總體重量，導(dǎo)致總體重量超過了塔吊的承載范圍。

1.2.3 混凝土施工

混凝土澆筑前未檢查模板及支撐體系是否牢固可靠，存在模板坍塌隱患。混凝土振搗時操作員工未正確佩戴絕緣手套、穿絕緣鞋，造成觸電危險。高處作業(yè)的臨邊保護(hù)及和人防護(hù)措施落實不到位、未能嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。

1.2.4 支撐和模板拆除

模板及扣件未進(jìn)行有效監(jiān)測，造成模板精度不足以及扣件的松動、偏移。拆除模板未能及時清運(yùn)、未能及時去掉/打彎模板上的釘子造成人員傷害。照明不足、監(jiān)護(hù)人員落實不到位、施工人員勞動保護(hù)用品佩戴不及時。

1.3 外罐墻體施工安全風(fēng)險

儲罐墻體施工過程中的主要安全風(fēng)險是高處墜落、起重傷害、物體打擊、觸電、坍塌、火災(zāi)、機(jī)械傷害等傷害風(fēng)險，危險性較大的施工有四類。

1.3.1 DOKA模板的安裝、提升、拆卸

作業(yè)人員未用纜風(fēng)繩控制模板的吊裝過程;上層鋼筋網(wǎng)片、勁性柱、波紋管、埋件等未驗收完便搖開模板;抗風(fēng)拉帶及繃帶張拉不正確;定位錐、爬升錐、鋼跳板等未安裝牢固、螺栓未擰緊;模板拆除時未控制模板重心，導(dǎo)致模板擺動傷人;

1.3.2 腳手架搭設(shè)、使用、拆卸

腳手架架上腳手板未滿鋪、腳手板損壞及預(yù)留孔洞和臨邊防護(hù)不當(dāng);高空作業(yè)安全帶未系在牢固點，作業(yè)處沒有可靠平臺;腳手架的扣件連接、連墻件、支撐體系不符合構(gòu)造要求;

1.3.3 鋼筋網(wǎng)片綁扎、混凝土澆筑

鋼筋網(wǎng)片施工過程中存在鋼筋網(wǎng)片抗傾覆穩(wěn)定性差;振搗器等用電設(shè)備漏電保護(hù)器損壞、線路老化漏電、用電設(shè)備使用不當(dāng)。

1.3.4 預(yù)應(yīng)力施工

儲罐預(yù)應(yīng)力施工主要是穿束操作風(fēng)險和高處墜落、物體打擊及觸電風(fēng)險，主要危險源是鋼絞線、吊車、分配器和切割機(jī)，會發(fā)生切割危險;張拉操作的危險源是液壓泵、液壓千斤頂和切割機(jī)，存在的主要危險是電氣危險、鋼絞線斷裂、切割和被切割廢料劃傷。

1.4 穹頂施工安全風(fēng)險

1.4.1 拱頂預(yù)制吊裝

吊具不滿足額定起重量以及吊具使用時保護(hù)不到位、吊裝區(qū)警戒隔離及周邊監(jiān)護(hù)不到位;未及時監(jiān)測大風(fēng)、雨天對吊裝作業(yè)的影響;吊裝時未控制好牽引繩，導(dǎo)致牽引繩與墻體鋼筋網(wǎng)片纏繞。

1.4.2 氣頂升

未對專項人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)交底、設(shè)備送電前未對電源檢查不到位、作業(yè)人員狀態(tài)不佳以及未能正確使用安全帶、不能合理控制;未按圖紙要求安裝平衡裝置;高處氣瓶和材料等固定不牢固;沒能做好電器設(shè)備的漏電保護(hù);動火部位未鋪設(shè)防火毯和設(shè)置接火盆。

1.5 內(nèi)罐施工安全風(fēng)險

1.5.1 內(nèi)罐壁板

選擇的吊具不滿足吊物所需的額定起重量并未對起重機(jī)械、吊具進(jìn)行檢查;吊裝時未保護(hù)好使用的吊索具，造成吊索具割傷;未能正確佩戴個人防護(hù)用品;使用未經(jīng)過檢驗的漏電保護(hù)器或電氣設(shè)備缺陷造成觸電。

1.5.2 泵井管

臨邊防護(hù)不當(dāng)、在高處的人員未按要求系掛好安全帶，安全帶未系掛在牢固的地方;高處平臺的承載力不足;對專業(yè)技術(shù)人員的交底工作落實不到位、施工過程中的違規(guī)違章操作;高處平臺堆放材料過多、固定不牢固。吊裝作業(yè)未按操作規(guī)程發(fā)生碰撞事故。使用有缺陷的電氣設(shè)備導(dǎo)致觸電。

1.6 保冷施工安全風(fēng)險

1.6.1 珍珠巖填充

填充過程造成的職業(yè)病傷害;鍋爐高溫灼傷;高空作業(yè)工作人員未佩帶安全帶并同時確保安全帶的固定點牢固結(jié)實，未確認(rèn)安全帶支撐點百分百牢固等造成的高處墜落;輸送管路未應(yīng)用繩索/鐵箍/扎線固定并敷設(shè)在儲罐爬梯等表面;輸送管路未應(yīng)用絞盤/滑輪組和承重力足夠的繩索吊起。

1.6.2 泡沫玻璃施工

未按要求佩戴個人勞保用品、施工人員違章違規(guī)進(jìn)行操作;未及時檢查車輛的性能狀況，發(fā)現(xiàn)破損和不合格的零部件未進(jìn)行維修、更換;施工現(xiàn)場未配備相應(yīng)數(shù)量的滅火器、夜間施工照明不足。

1.6.3 吊頂玻璃棉氈和彈性氈

罐頂和罐壁環(huán)隙空間通風(fēng)和照明不足;內(nèi)罐外壁上阻礙彈性氈系統(tǒng)懸掛的臨時構(gòu)件和與內(nèi)罐結(jié)構(gòu)無關(guān)的障礙物未及時清理;未正確使用安全帽、安全鞋、口罩和風(fēng)鏡等個人防護(hù)用品;高處作業(yè)措施不當(dāng)、內(nèi)軌道上電動葫蘆固定不牢固;作業(yè)人員違章違規(guī)操作。

2 辨識方法選用及評估

2.1 定量安全評價方法

定量安全評價方法是運(yùn)用基于大量的實驗結(jié)果和廣泛的事故資料統(tǒng)計分析獲得的指標(biāo)或規(guī)律（數(shù)學(xué)模型）對生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝、設(shè)備、設(shè)施、環(huán)境、人員和管理等方面進(jìn)行定量計算。如事故發(fā)生的概率，事故的傷害（破壞）范圍，定量的危險性事故致因因素的事故關(guān)聯(lián)度或重要度等。

2.2 安全檢查表法

安全檢查表法是進(jìn)行安全檢查，發(fā)現(xiàn)潛在危險的一種有用而簡單可行的方法。常用于對安全生產(chǎn)管理，對熟知的工藝設(shè)計、物料、設(shè)備或操作規(guī)程進(jìn)行分析。安全檢查表可適用于LNG儲罐項目選址、廠區(qū)平面布置進(jìn)行法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)符合性評價，識別項目選址、廠區(qū)平面布置存在的危險。

2.3 預(yù)先危險性分析法

預(yù)先危險性分析是進(jìn)行危險分析的先導(dǎo)，宏觀的概略分析，是一種定性分析方法。對固有系統(tǒng)中采取新的操作方法、接觸新的危險性物質(zhì)、工具和設(shè)備時，進(jìn)行分析也比較合適。用預(yù)先危險性分析法對LNG儲罐系統(tǒng)的危險性進(jìn)行宏觀概略分析如下：

2.4 作業(yè)條件危險性評價法

作業(yè)條件危險性評價法評價人們在某種具有潛在危險的作業(yè)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)的危險程度，主要是根據(jù)經(jīng)驗來確定3個因素的分值及劃分危險度等，因此具有一定的局限性。通過作業(yè)條件危險性分析結(jié)果，儲罐工程18項主要作業(yè)中分別有“高度危險”“顯著危險”“比較危險”和“稍有危險”的施工作業(yè)。

2.5 事故后果模擬分析法

事故后果模擬分析評價法是應(yīng)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，只要計算模型以及計算所需初值和邊值合理，就可獲得可信的評價結(jié)果。評價結(jié)果是事故對人員的傷害范圍或?qū)ξ矬w的破壞范圍，因此評價結(jié)果直觀、可靠，但評價方法計算量較大，一般需要使用計算機(jī)進(jìn)行計算，儲罐工程的可容許社會風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)采用ALARP（As Low As Reasonable Practice）原則作為可接受原則。ALARP原則通過兩個風(fēng)險分界線將風(fēng)險劃分為3個區(qū)域，即：不可容許區(qū)、盡可能降低區(qū)（ALARP）和可容許區(qū)。

通過定量風(fēng)險評價，儲罐工程的社會風(fēng)險應(yīng)滿足圖1中可容許社會風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 建議采用的安全技術(shù)對策措施

3.1 選址及總平面布置方面的對策措施

LNG接收站選址應(yīng)應(yīng)根據(jù)液化天然氣接收站所在地區(qū)的地形、地質(zhì)、水文、氣象、交通、消防、供排水、供電、通信、可利用土地和社會生活等條件，對可供選擇的具體站址進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)境、征地、拆遷、管理等方面的綜合評價，選擇最優(yōu)建站地址。符合區(qū)域紅線圖及相關(guān)規(guī)范及選址意見要求、工業(yè)區(qū)規(guī)劃和港區(qū)規(guī)劃，宜選在自然條件有利于廢氣擴(kuò)散、廢水排放的地區(qū)，并宜遠(yuǎn)離其他環(huán)境敏感目標(biāo)。總平圖中儲罐間間距滿足規(guī)范要求，管線布置路面上凈空高度應(yīng)不低于5m，內(nèi)外道路應(yīng)保持通暢，便于安全疏散和消防及各種車輛通行。

3.2 建構(gòu)筑物安全對策措施

建筑地基的設(shè)計應(yīng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）標(biāo)準(zhǔn)的要求，以防儲罐建成后地基不均勻沉降，甚至塌陷。儲罐區(qū)的構(gòu)筑物的抗震應(yīng)嚴(yán)格按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》按地震基本烈度7度提高一度的防震要求設(shè)防。原則設(shè)防應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探的情況，防止地下暗溝流動，影響地基牢固，采用相應(yīng)的樁基處理方法。降雨量較大區(qū)域在建筑設(shè)計中整個廠區(qū)的儲罐區(qū)、變配電站等重要建筑物地面高度均應(yīng)充分考慮到排水、防澇等因素。

3.3 儲罐施工安全措施

3.3.1 儲罐勁性柱施工安全措施

①各專業(yè)施工人員必須經(jīng)過三級安全教育，經(jīng)考試合格后才能上崗，特殊工種必須通過考試合格，才能持證上崗;高處作業(yè)人員必須經(jīng)高處作業(yè)培訓(xùn)后方能上崗作業(yè);②吊裝工字鋼筋時應(yīng)等連接板的螺母全部擰緊后才可松鉤;③工字鋼若堆放在DOKA 模板上層平臺上嚴(yán)禁堵塞施工通道，且每榀模板堆放數(shù)量不應(yīng)超過8塊，以免超過上層平臺承受荷載（150kg/m2）;④為增加儲罐鋼筋網(wǎng)片抗傾覆穩(wěn)定性，應(yīng)從第一層開始在內(nèi)外網(wǎng)片間增加勁性柱，并拉設(shè)對拉桿。

3.3.2 儲罐預(yù)應(yīng)力施工安全措施

①LNG 儲罐預(yù)應(yīng)力施工前，由監(jiān)理執(zhí)行設(shè)備檢查、結(jié)構(gòu)檢查、錨具準(zhǔn)備等前期檢查工作。設(shè)備檢查主要檢查壓力計是否標(biāo)定，并驗證其標(biāo)定證書的有效期（距離使用前的最近一次檢查應(yīng)不滿1個月），檢查液壓軟管、通信設(shè)備的有效性、裝卸設(shè)備（如：吊索等）、液壓泵油箱里油的液位等;②LNG 儲罐預(yù)應(yīng)力施工時，位于千斤頂后面的區(qū)域應(yīng)保持干凈。千斤頂?shù)臉?biāo)定期限距現(xiàn)場初次使用時間應(yīng)不滿6個月。禁止人員站在千斤頂、錨具后面;③個人防護(hù)設(shè)備須佩帶：安全鞋、安全衣、安全眼鏡、安全帽、安全繩、安全手套。

3.3.3 儲罐墻板施工安全措施

①鋼筋網(wǎng)片安裝到位，將網(wǎng)片搭接位置全部綁扎后和網(wǎng)片加固后，才能去掉吊鉤。吊裝應(yīng)使用雙牽引繩;②焊接作業(yè)必須配備滅火器。操作人員必須戴防護(hù)面具;③重物在起吊后，底下不得站人，周圍人員要注意避讓;④DOKA模板上堆物不得超載，不得堵塞通道。上層平臺堆載不得超過150kg/m2，中層平臺堆載不得超過300kg/m2，下層平臺不得超過75kg/m2;⑤鋼筋在制作過程中，對于短頭鋼筋必須整理歸堆，專設(shè)指定點并掛牌。

3.3.4 儲罐穹頂混凝土施工安全措施

①在儲罐頂上施工時注意下面斜坡較大，可在穹頂四周鋪上適量的腳手板，腳手板上需釘好防滑條，人員上下必須小心慢行，搬運(yùn)重物時盡量兩人或多人搬運(yùn)，小心鋼筋絆腳損傷;②當(dāng)環(huán)梁施工完后將移交安裝，維護(hù)欄桿由安裝單位負(fù)責(zé)（安裝），在施工穹頂前應(yīng)將周邊欄桿及擋腳板焊接完畢，施工單位應(yīng)及時安裝好維護(hù)綠網(wǎng)（阻燃型）;③穹頂施工時嚴(yán)格按照圖紙或施工方案要求進(jìn)行保壓;④安裝第一階段鋼筋時鋼筋需放置在頂部環(huán)梁混凝土表面上，嚴(yán)禁將鋼筋成捆集中放置在穹頂上;⑤安裝第二階段鋼筋時，嚴(yán)禁將鋼筋直接堆放在鋼穹頂上。

3.3.5 內(nèi)罐壁板施工安全措施

①罐外給罐內(nèi)配電的配電箱、插座必須牢固可靠，作好防雨、防水措施;②電動葫蘆和汽車吊在吊裝前應(yīng)做好檢查，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，不得帶病作業(yè);③高空作業(yè)必須系好安全帶，拉設(shè)好“生命線”，腳手架須經(jīng)檢查合格掛牌后方可使用。嚴(yán)禁從高空向上或向下扔工具和其他物品;④交叉作業(yè)要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。上下層交叉作業(yè)設(shè)置安全網(wǎng)。

3.3.6 特殊自然條件下施工安全措施

防臺、防汛施工安全措施：

①和氣象部門保持及時聯(lián)系，對可能出現(xiàn)的惡劣氣候早預(yù)報、早防范;②臺風(fēng)及汛期來臨之前成立防臺防汛工作領(lǐng)導(dǎo)小組，并成立搶險隊，備齊防臺、防汛專用物資，落實責(zé)任制;③編制針對性防臺防汛應(yīng)急預(yù)案計劃，以隨時應(yīng)付突發(fā)事件的發(fā)生;④塔式起重機(jī)裝設(shè)風(fēng)速測定儀，當(dāng)風(fēng)速達(dá)6 級以上，停止高空吊裝作業(yè)，風(fēng)力達(dá)到8 級，停止一切吊裝作業(yè)并停好，松掉回轉(zhuǎn)制動器，應(yīng)將臂桿轉(zhuǎn)至順風(fēng)方向，所有操縱桿應(yīng)放在空檔位置;⑤臺風(fēng)季節(jié)來臨之前，要對施工現(xiàn)場的施工機(jī)械進(jìn)行一次檢查，落實各項防風(fēng)措施。對設(shè)備、材料堆場的防雨設(shè)施、臨建設(shè)施增補(bǔ)抗風(fēng)、固定措施;⑥塔吊均要設(shè)置避雷裝置，在雷雨季節(jié)來臨前進(jìn)行全面檢查，測定接地電阻并做好記錄。

4 結(jié)論

從儲罐工程整個危險有害程度評價結(jié)果來看，發(fā)生坍塌和火災(zāi)爆炸事故的后果嚴(yán)重程度最高，但是通過有效的技術(shù)預(yù)防和過程控制能夠大大降低或消除事故發(fā)生的可能性，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失程度。風(fēng)險防范的重點是隨機(jī)性人員違章作業(yè)造成的事故和設(shè)備設(shè)施缺陷事故，各級領(lǐng)導(dǎo)和操作人員應(yīng)重視安全技術(shù)措施和安全管理措施的落實，掌握應(yīng)付突發(fā)性事故的能力，減少和削弱事故帶來的影響。LNG接收站建設(shè)的設(shè)計、施工、管理水平日趨成熟可靠，相關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范均有可依，施工組織設(shè)計各項安全對策措施基本完善，可有效地預(yù)防控制危險、危害因素，使安全風(fēng)險降至可接受的程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁乙，劉驍，等.20×104m3LNG儲罐的設(shè)計與建造[J].油氣儲運(yùn)，2014（10）：972.

[2]張愛利.LNG儲罐工程安全分析與評價造[D].天津：天津工業(yè)大學(xué)，2016：972.

[3] GB51156-2015.液化天然氣接收站工程設(shè)計規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2015.

[4]中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院.石化裝置定量風(fēng)險評估指南[M].北京：中國石化出版社，2007：17-19.

[5]瞿文華.DNV 安全評價軟件進(jìn)行定量風(fēng)險評估的運(yùn)用[J].石油化工安全技術(shù)，2002，18（3）：6-7+11.