LNG低溫儲(chǔ)罐施工方案（最終版）

LNG低溫儲(chǔ)罐施工方案（最終版）16萬m3全容式LNG低溫儲(chǔ)罐施工方案1工程基本情況1.1基本概況LNG儲(chǔ)罐主要用于應(yīng)急儲(chǔ)備，當(dāng)出現(xiàn)上游停氣或其他事故時(shí)，可向城市燃?xì)夤芫W(wǎng)提供正常氣源。容量為16萬m3的全容LNG儲(chǔ)罐，通常由預(yù)應(yīng)力混凝土外罐和9％Ni鋼內(nèi)罐組成，設(shè)計(jì)溫度為-165℃。1.2低溫儲(chǔ)罐的主要構(gòu)造低溫儲(chǔ)罐主要包括：鋼筋混凝土灌注樁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土承臺(tái)和外罐、外罐內(nèi)襯鋼板、保冷層、低溫鋼內(nèi)罐、鋼結(jié)構(gòu)的半球形拱頂和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土罐頂構(gòu)成。詳見下圖：圖1.2（a）：低溫儲(chǔ)罐構(gòu)造簡(jiǎn)圖1.2.1預(yù)應(yīng)力混凝土外罐構(gòu)造預(yù)應(yīng)力混凝土外罐高38.55m，外徑86.6m，內(nèi)徑82m，墻厚0.55m。坐落在鋼筋混凝土灌注樁基支承的雙承臺(tái)上，每根樁頂部安裝有防震橡膠墊?；炷镣夤迚w豎向布置了由19根、每根直徑為15.7m（7股）、強(qiáng)度為1860MPa的鋼絞線組成的VSL預(yù)應(yīng)力后張束，預(yù)應(yīng)力后張束兩端錨于混凝土墻底部及頂部。墻體環(huán)向布置了由同樣規(guī)格的鋼絞線組成的VSL預(yù)應(yīng)力后張束，環(huán)向束每束圍繞混凝土墻體半圈．分別錨固于布置成90°的4根豎向扶壁柱上?；炷镣夤迚w上內(nèi)置預(yù)埋件以固定防潮襯板及罐頂承壓環(huán)?；炷镣夤迾?gòu)造見圖1.2（b）。圖1.2（b）：混凝土外罐構(gòu)造剖面圖1.2.2內(nèi)罐壁構(gòu)造內(nèi)罐壁是低溫儲(chǔ)罐的主要構(gòu)件，由具有良好的低溫韌性(-165℃)和抗裂紋能力的9％Ni鋼板焊接而成。1.2.3保冷層構(gòu)造大型低溫LNG儲(chǔ)罐絕熱保溫結(jié)構(gòu)由罐頂保溫、側(cè)壁保溫和罐底保溫3部分構(gòu)成。1.2.4罐頂構(gòu)造罐頂多采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土外罐和鋁吊頂（或鋼結(jié)構(gòu)半球形拱頂）組成。如下圖1.2（c）：圖1.2（c）:罐頂構(gòu)造示意圖2工程特點(diǎn)、難點(diǎn)2.1工程特點(diǎn)1、鉆孔灌注樁施工專業(yè)性強(qiáng)。2、罐承臺(tái)鋼筋混凝土屬大體積混凝土施工，對(duì)施工要求較高。3、罐底和罐體均屬于預(yù)應(yīng)力混凝土。4、混凝土罐體直徑大、壁厚、高度高。2.2施工難點(diǎn)1、鉆孔灌注樁量大、密集，定位要求高。2、罐承臺(tái)鋼筋混凝土需要分區(qū)澆筑，控溫防裂施工難度大。3、預(yù)應(yīng)力施工施工要求高，需要掌握好時(shí)機(jī)，精心施加應(yīng)力和錨固。4、混凝土罐體運(yùn)用爬模施工技術(shù)，屬危險(xiǎn)性較大分部分項(xiàng)工程。3施工技術(shù)3.1總體施工流程灌注樁→樁承臺(tái)→罐承臺(tái)柱→罐承臺(tái)→混凝土外罐壁→懸吊鋼結(jié)構(gòu)穹頂氣升→預(yù)應(yīng)力后張、灌漿→外罐穹頂3.2主要施工方法3.2.1混凝土灌注樁施工1、工藝流程樁位定位放線→鉆孔→清孔→鋼筋籠制作、吊放→混凝土澆筑→后注漿施工→清理樁頭（1）定位測(cè)量測(cè)量放線的重點(diǎn)是樁位的定位、復(fù)測(cè)，且過程中應(yīng)做好水準(zhǔn)點(diǎn)的引測(cè)和定位控制樁的保護(hù)工作。（2）鉆孔、成孔根據(jù)場(chǎng)地、樁距和進(jìn)度情況，可采用單機(jī)跳打法隔一打一或隔二打一。1）鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)土層情況加壓，開始應(yīng)輕壓力，在松軟土層中鉆進(jìn)，應(yīng)根據(jù)泥漿補(bǔ)給情況控制鉆進(jìn)速度。2）鉆孔鉆完，用泥漿置換方法進(jìn)行清孔，清孔后泥漿密度不大于1.2t/m3。（3）鋼筋籠制作、吊放1）鋼筋籠主筋接頭上下錯(cuò)開，需采用焊接連接方式，可采用搭接焊，并設(shè)置一道加強(qiáng)筋，箍筋用點(diǎn)焊，并均勻布置。2）鋼筋籠吊放重點(diǎn)是在防止鋼筋籠變形、控制好吊放位置，避免碰撞孔壁，不得強(qiáng)行下放。鋼筋籠定位標(biāo)高偏差為50mm，中心偏差和鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。（4）灌注樁混凝土澆筑灌注樁采用預(yù)拌商品混凝土進(jìn)行澆筑。1）灌注導(dǎo)管的準(zhǔn)備導(dǎo)管接頭處外徑比鋼筋籠的內(nèi)徑小100mm以上，施工時(shí)，應(yīng)注意試壓、導(dǎo)管接頭及混凝土澆筑時(shí)的埋深控制。2）二次清孔導(dǎo)管下好后，須進(jìn)行二次清孔。3）樁頂澆注高度不能偏低，應(yīng)使在鑿出泛漿層后，樁頂混凝土要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)。（5）后注漿施工后注漿應(yīng)重點(diǎn)做好注漿管制作、注漿設(shè)備、材料安設(shè)控制，注漿開始時(shí)間及終止注漿的條件。3.2.2樁承臺(tái)施工1、工藝流程灌注樁頭處理→鋼筋綁扎→側(cè)模支設(shè)→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)、測(cè)溫（1）樁承臺(tái)截面尺寸大，屬大體積混凝土施工，混凝土澆筑時(shí)，采用整體由外向里分層連續(xù)澆筑方法進(jìn)行。（2）模板采用竹膠合板，背楞采用木方，垂直方向設(shè)置鋼筋箍。（3）施工過程中，預(yù)埋測(cè)溫元件，進(jìn)行混凝土測(cè)溫。3.2.3罐承臺(tái)柱施工罐承臺(tái)柱模板型式采用標(biāo)準(zhǔn)小鋼模，背楞采用腳手管支撐?；炷翝仓r(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制分層澆筑，每層澆筑高度不大于400mm。拆模后，采用包裹塑料薄膜結(jié)合噴水的方式進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。3.2.4預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土罐承臺(tái)施工1、工藝流程承臺(tái)底模支設(shè)→鋼筋綁扎（預(yù)應(yīng)力套管埋設(shè)）→側(cè)模支設(shè)→分段澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、測(cè)溫2、施工段劃分承臺(tái)底板直徑按87100mm考慮，厚度按1.1～1.4m，混凝土承臺(tái)的施工為重點(diǎn)?？紤]到LNG儲(chǔ)罐的承臺(tái)厚度及面積較大．如進(jìn)行整體澆筑，對(duì)各項(xiàng)資源要求量將非常大，而且工期、質(zhì)量都無法保證。故施工時(shí)將罐樁承臺(tái)劃分為多個(gè)施工段，進(jìn)行分段施工、流水作業(yè)，施工段劃分見圖3.2.4（a）。圖3.2.4（a）罐承臺(tái)基礎(chǔ)施工段劃分示意圖（1）測(cè)量放線在承臺(tái)底模上用全站儀定位出承臺(tái)的中心點(diǎn)、外邊線、內(nèi)圈線、0°（180°）線、90°（270°）線、錨固帶的位置、預(yù)應(yīng)力管的位置、臨時(shí)排水管的位置、臨時(shí)洞口的位置以及扶壁柱的位置。用墨線彈好并用紅油漆做好標(biāo)記。（2）模板設(shè)計(jì)與安裝1）如果對(duì)于承臺(tái)底標(biāo)高距地面日>1.2m，可采用在滿堂腳手架上鋪設(shè)竹膠板模板作為承臺(tái)底模。2）承臺(tái)外圈模板根據(jù)承臺(tái)的弧度提前預(yù)制弧形模板進(jìn)行拼裝。3）承臺(tái)內(nèi)部各施工段間模板支護(hù)分割采用快易收縮網(wǎng)和竹膠板搭配支護(hù)，上下層采用10cm高的竹膠板、中間采用快易收縮網(wǎng)。（3）鋼筋制作與安裝鋼筋綁扎安裝要求盡可能利用定尺鋼筋。減少不必要的截?cái)?，安裝前在電腦上設(shè)計(jì)出鋼筋布置圖，施工時(shí)按照鋼筋布置圖在底模上進(jìn)行放樣，按照施工所劃分的施工段依次進(jìn)行安裝、綁扎。支撐承臺(tái)上下層的馬鐙鋼筋采用φ25mm鋼筋制作，間距1.5～2m。（4）混凝土澆筑1）由于混凝土澆筑較厚，澆筑時(shí)采用分層交替錯(cuò)臺(tái)澆筑。每層澆筑厚度控制在300～400mm．澆筑時(shí)間控制在混凝土初凝時(shí)間之前。澆筑分區(qū)示意圖見圖3.2.4（b）、3.2.4（c）。圖3.2.4（b）:1100mm厚混凝土分層澆筑示意圖圖3.2.4（c）:1400mm厚混凝土分層澆筑示意圖2）混凝土振搗除應(yīng)按照規(guī)范施工外，在承臺(tái)外邊緣處應(yīng)加強(qiáng)振搗，避免拆模后外觀出現(xiàn)大量氣孔或漏振。但在快易收縮網(wǎng)附近應(yīng)稍加振搗，以避免大量的水泥漿流出，影響豎向施工縫的粗糙程度。3）混凝土面層采用磨光機(jī)進(jìn)行面層收光處理，并在初凝前進(jìn)行二次模壓，收光后覆蓋塑料薄膜，并進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)。（5）預(yù)應(yīng)力管安裝1）套管采用為鍍鋅半硬式渦卷型套管。依照預(yù)應(yīng)力管的定位線安裝預(yù)應(yīng)力管，采用鐵絲及支撐鋼筋臨時(shí)支撐，待頂層鋼筋綁扎完成后，再精確調(diào)整位置，依附頂層鋼筋加固。2）預(yù)應(yīng)力管加固完成和混凝土澆筑完成后，分別進(jìn)行通氣、通球試驗(yàn)。（6）大體積混凝土測(cè)溫點(diǎn)布置測(cè)溫采用預(yù)埋測(cè)溫元件。每一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在承臺(tái)高度內(nèi)按上中下分別布置3個(gè)點(diǎn)，其中上下2點(diǎn)應(yīng)距離承臺(tái)頂面、底面約50mm。在每個(gè)混凝土澆筑區(qū)內(nèi)最少布置4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。3.2.5預(yù)應(yīng)力外罐壁施工在墻體施工中，根據(jù)設(shè)計(jì)高度將墻體分成多個(gè)施工層，每個(gè)施工層的高度控制在3.5～4m。每個(gè)施工層主要工序有施工測(cè)量放線、墻體鋼筋綁扎、混凝土分層澆筑、模板支護(hù)以及預(yù)埋件的埋設(shè)等。1、工藝流程測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置→鋼筋制作安裝→墻體預(yù)埋件安裝→模板施工→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)2、施工控制要點(diǎn)（1）外罐測(cè)量控制外罐施工中，罐壁垂直度和內(nèi)徑的控制是測(cè)量的一個(gè)重點(diǎn)。在中心區(qū)的底板混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，由測(cè)量人員通過總承包商批準(zhǔn)的測(cè)量控制點(diǎn)精確測(cè)定罐底板中心點(diǎn)，在利用該點(diǎn)對(duì)罐體直徑和墻體垂直度進(jìn)行測(cè)量控制。（2）鋼筋制作安裝墻體鋼筋的安裝應(yīng)重點(diǎn)控制豎向鋼筋的垂直度，以避免施工到頂層后鋼筋位置發(fā)生扭轉(zhuǎn)。施工時(shí)可沿圓周方向布設(shè)多個(gè)參考點(diǎn)，以這些參考點(diǎn)分別控制相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的豎向鋼筋的間距。根據(jù)墻體的弧度結(jié)合每層施工墻體高度，可提前預(yù)制鋼筋網(wǎng)片，加快施工進(jìn)度。第一層和第二層鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)綁扎固定，在內(nèi)外鋼筋網(wǎng)片之間設(shè)置拉筋。其它層鋼筋先根據(jù)墻厚、墻高（考慮搭接長度），制作成內(nèi)外兩種鋼筋網(wǎng)片，經(jīng)塔吊吊至指定搭接位置進(jìn)行綁扎連接。（3）墻體預(yù)埋件罐壁施工時(shí)，主要預(yù)埋件包括預(yù)應(yīng)力套管埋設(shè)和鋼外罐焊接應(yīng)預(yù)埋件。1）預(yù)應(yīng)力套管埋設(shè)垂直預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)為碳鋼套筒,水平預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)為鍍鋅半硬式渦卷型套管,各套管銜接以熱收縮套粘合。施工中除嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力管的水平度、垂直度、固定的牢固性、安裝的位置、標(biāo)高等，預(yù)埋后和混凝土澆筑完成后，進(jìn)行通氣、通球試驗(yàn)。2）預(yù)埋件施工墻體水平和豎向預(yù)埋件是用來焊接鋼制外罐體的，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)埋件的水平度和垂直度。（4）模板工程1）模板選型在16萬m3LNG全容式儲(chǔ)罐的混凝土外罐罐壁施工中普遍使用的模板體系為DOKA爬升模板系統(tǒng)，由墻體模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、操作平臺(tái)和錨固系統(tǒng)四大部分組成。詳見圖3.2.5（a）。施工前模板生產(chǎn)廠家根據(jù)罐體設(shè)計(jì)參數(shù)，負(fù)責(zé)該模板的設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)指導(dǎo)。圖3.2.5（a）DOKA定型爬升模板構(gòu)造示意圖2）DOKA模板爬升步驟DOKA模板的組裝有三個(gè)階段：第一階段組裝澆注結(jié)構(gòu)，即完成模板面板及支撐件的組裝，形成混凝土澆注模板結(jié)構(gòu)（見圖3.2.5（b）），用于第一層墻體的施工；第二階段組裝模板提升結(jié)構(gòu)，即在第一階段的基礎(chǔ)上完成爬升架的組裝，實(shí)現(xiàn)提模爬升功能（見圖3.2.5（c）），用于第二層墻體的施工；第三階段在前二步的基礎(chǔ)上增加第三層懸掛平臺(tái)，形成完整的模板系統(tǒng)（見圖3.2.5（a）），用于第三層及以上標(biāo)準(zhǔn)層的施工。圖3.2.5（b）:第一階段組裝圖3.2.5（c）:第二階段組裝（5）混凝土工程1）施工時(shí)，每一施工層沿圓周均勻劃分3個(gè)施工澆筑段，進(jìn)行對(duì)稱澆筑。每個(gè)施工澆筑段連續(xù)分層澆筑，避免混凝土初凝，形成冷縫。每層澆筑高度不能超過400mm?；炷琳駬v在進(jìn)行上層混凝土澆筑過程中，應(yīng)加強(qiáng)下層混凝土的二次振搗。2）為了保證澆筑好的混凝土內(nèi)外溫差不致過大，防止水分損失，以免裂縫產(chǎn)生，養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)是采取保溫、保濕措施。模板拆除后立即在混凝土表面涂抹一層養(yǎng)生液，然后覆蓋一層油布，最后在油布上掛蓋草包，根據(jù)以往工程施工經(jīng)驗(yàn)，該養(yǎng)護(hù)方法非常有效。3.2.6罐頂施工罐頂包括混凝土外罐、內(nèi)襯鋼板和懸吊鋼結(jié)構(gòu)組成。鋼筋混凝土球面穹頂，內(nèi)徑82m，厚0.4m。支承于預(yù)應(yīng)力混凝土圓形墻體上。在混凝土穹頂施工前，應(yīng)先將鋼穹頂頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高作為混凝土穹頂模板，然后進(jìn)行混凝土穹頂施工。（1）鋼結(jié)構(gòu)懸頂氣升施工罐頂先是在地面上進(jìn)行預(yù)制，然后采用氣升的方式將罐頂升到頂部。罐頂結(jié)構(gòu)的氣升是工程施工的關(guān)鍵。由于儲(chǔ)罐的頂部是鋼結(jié)構(gòu)的半球形拱頂，重量較重，擬采取空氣壓升方式施工。罐頂勻速、平穩(wěn)升起氣升到位后，與預(yù)埋于墻體頂部的承壓環(huán)接觸，而后固定、焊接。（2）混凝土罐頂施工罐頂施工主要包括穹頂鋼筋綁扎安裝、穹頂混凝土澆筑。施工時(shí)，沿徑向劃分幾個(gè)施工環(huán)，在每一施工環(huán)上劃分4個(gè)施工段，進(jìn)行對(duì)稱施工，以避免穹頂上的荷載不均勻。1）模板施工混凝土外罐穹頂?shù)哪０宀捎娩撡|(zhì)內(nèi)罐的頂蓋作為底部支撐模板，施工時(shí)鋼質(zhì)內(nèi)罐內(nèi)部增壓，頂升鋼穹頂?shù)皆O(shè)計(jì)高度作為混凝土外罐穹頂模板。在混凝土澆筑過程中，罐體內(nèi)部需要加壓以支撐混凝土的重量，直到混凝土穹頂澆筑完成且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值。2）混凝土澆筑以系列的同心圓對(duì)稱方式，分層進(jìn)行罐頂混凝土的澆筑，并確保穹頂在任何時(shí)間受的荷載是均勻的。3）混凝土養(yǎng)護(hù)穹頂混凝土采用覆蓋塑料薄膜和草簾覆蓋保濕的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。3.2.7預(yù)應(yīng)力施工1、穿束穿束前先用合適直徑的鐵球?qū)椎肋M(jìn)行檢查，采用穿束機(jī)逐根推送。豎向穿束時(shí)，穿束機(jī)和鋼絞線盤均置于儲(chǔ)罐頂，從上到下，環(huán)向穿束時(shí)，穿束機(jī)置于張拉平臺(tái)上，鋼絞線盤置于地面上。2、預(yù)應(yīng)力張拉方法張拉方式豎向直線采用上端張拉，下端固定，環(huán)向采用二端分級(jí)交替張拉。3、孔道灌漿方法豎向孔道出底部灌漿頂端排氣排漿，第一次灌漿至頂端小罐裝滿，以后每隔5min送1次，共送3次，然后保持1.5MPa壓力1min，關(guān)掉底閥，最后打開上部閥門，保持此狀態(tài)3h后，清洗小罐。環(huán)向孔道由一端灌漿另一端排氣排漿，一端灌漿至另一端漿有很好的粘性，然后保持0.6MPa壓力1min，再關(guān)掉進(jìn)口閥。4施工安排4.1工期安排計(jì)劃施工總工期：310日歷天。關(guān)鍵工序施工工期：灌注樁工期：70日歷天；儲(chǔ)罐承臺(tái)基礎(chǔ)工期：90日歷天；混凝土外罐工期：100日歷天；罐頂施工工期：30日歷天；預(yù)應(yīng)力施工工期：2日歷天。4.2勞動(dòng)力安排勞動(dòng)力安排包括管理人員投入和施工人員安排。4.2.1管理人員安排主要管理人員投入見表4.2（a）。管理人員計(jì)劃表表4.2（a）序號(hào)崗位人數(shù)序號(hào)崗位人數(shù)1項(xiàng)目經(jīng)理19安全員42項(xiàng)目總工110設(shè)備員43土建施工經(jīng)理111材料員64安裝施工經(jīng)理112土建預(yù)算員35土建工長413安裝預(yù)算員36安裝工長414測(cè)量員67土建技術(shù)員315試驗(yàn)員38安裝技術(shù)員616資料員2合計(jì)52人4.2.2施工人員投入安排擬投入的施工人員計(jì)劃見表4.2（b）。施工人員計(jì)劃表表4.2（b）階段基礎(chǔ)施工外罐施工內(nèi)罐施工安裝階段罐外工程工種鋼筋工3050201030木工3030101040混凝土工3040101030瓦工1010101030壯工6070502050電工2020103020鉚工1010202010管工1010202020焊工2020302020合計(jì)2202601801502504.3施工機(jī)械設(shè)備安排擬投入的施工機(jī)械及設(shè)備見表4.3（a）。施工機(jī)械及設(shè)備計(jì)劃表表4.3（a）序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1塔吊F023B臺(tái)32汽車吊50T臺(tái)1臨時(shí)用3汽車吊25T臺(tái)1臨時(shí)用4載重汽車10噸臺(tái)1臨時(shí)用5交直流兩用電焊機(jī)BX2-400-2臺(tái)18焊接6遠(yuǎn)紅外焊條烘干箱RDL4-200臺(tái)1焊條烘干用7移動(dòng)式空壓機(jī)0.9m3臺(tái)28動(dòng)力配電箱大號(hào)臺(tái)49動(dòng)力配電箱小號(hào)臺(tái)410遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀臺(tái)111絕緣電阻測(cè)量儀臺(tái)112水準(zhǔn)儀臺(tái)113經(jīng)緯儀臺(tái)15類似工程施工經(jīng)驗(yàn)5.1石油儲(chǔ)備罐施工實(shí)例1、工程概況曹妃甸原油商業(yè)儲(chǔ)備基地工程原油儲(chǔ)罐基礎(chǔ)環(huán)梁及罐區(qū)防火堤土建工程，該工程位于河北省唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)內(nèi)，于2010年7月15破土動(dòng)工至2010年11月15日竣工。本工程為四座10萬立方米原油儲(chǔ)罐基礎(chǔ)環(huán)梁，每座原油儲(chǔ)罐基礎(chǔ)環(huán)梁內(nèi)半徑為39.64m，外半徑為40.24m，基礎(chǔ)環(huán)梁厚度為0.6m，高度為2.4m。2、工程照片（1）罐基環(huán)梁墻體模板（2）罐基環(huán)梁混凝土墻體5