覆土油罐勘察设计的几点建议

时间：2024-07-28

江迅建孙海君李晓鹏范棕楠

〔军事科学院国防工程研究院勘察设计研究所北京 100036〕

覆土立式油罐是将钢制立式油罐安放在混凝土罐室或掩体内的一种油罐建设形式。由于罐室或掩体内的温度受外界影响小，有利于钢制罐内油品的长期储存。且相对于储油洞库，覆土立式油罐具有造价低、施工周期较短、后期管理方便等优点。因此，近年来在国家物资储备系统修建了大量的单罐容量从500 m3到10 000 m3不等的覆土立式油罐。笔者最近几年也参与了大量覆土立式油罐的建设，下面结合自身工作实际谈一谈覆土罐设计中容易忽视的几个问题。

1 合理确定油罐的平面布置及罐底标高

由于覆土立式油罐都是各罐室单独布置，每个油罐均需要合理确定自己的平面布置和罐底标高。设计中覆土立式油罐的平面布置及罐底标高除了需要满足国标规范中对油罐定位、罐间距的有关要求外，还应遵循以下原则：①油罐宜尽量布置在低矮山丘的山坳处或两侧边坡的开阔沟谷处，油罐在布置时应充分利用这种起伏的地形，以减少工程量。布置在山坳处利用环绕的山体，既能减少前期的土方开挖量又能降低后期的覆土量。但需要提醒的是，山坳一般是一片山体的汇水区，在设计中应按防洪标准计算最大汇水量，校核沟谷排洪能力，在罐背后及四周按规范要求设计截洪沟及防洪排水设施。另外，罐底的设计标高应在最高水位以上。②若油罐布置在一些岩石风化比较严重或土壤比较松散的地区，油罐应距离背后的山体有一定安全距离。在一些山体比较松散的地区建设覆土罐时，由于土方的开挖、爆破等会使山体变的更加松动，极易造成滑坡、塌方等自然灾害。此时若油罐的位置紧邻山体，则会影响人身安全及油罐的运行安全。设计中确实无法避开山体时，则在施工中应采取一定的保护措施，如采取支护、增大开挖的坡度等方式以防止滑坡。2010年陕西某油库在扩建时，其中一座10 000 m3覆土立式油罐所建位置因受地形限制，紧靠背后一座比较陡峭的山体，但该山体表层的土壤比较松散，施工单位又没有及时采取表层覆盖、支护等有效的保护措施，在雨季施工过程中多次发生山体滑坡事故，最严重的一次直接将在建的罐室大部分掩埋其中，给施工带来很大的困难。③罐底的标高在满足工艺流程需求的前提下，还需考虑油罐的挖方与填方数量以及输油管线出罐室覆土层后的埋地深度、罐室内外排水等多重因素。设计中应尽量做到挖方与填方相平衡。④罐位的布设宜按照一定的规则布置排列，排列方式宜便于布置工艺与消防管线、便于铺设消防道路。

2 合理选择罐室的开口形式

目前覆土立式油罐的开口形式有四种：水平开口、中部开口、上部开口和顶部开口。水平开口因为结构简单建造容易，是上世纪六七十年代新建覆土立式罐的主要模式。但根据最近几年油罐火灾事故来看，油罐发生事故时极易造成油品四处流淌，造成二次灾害。鉴于上述原因，(GB50074—2014)《石油库设计规范》[1]中将覆土立式罐的开口高度做了明确的规定：罐室出入通道高度不小于2.2 m。即将通道的开口设置在罐室的中部左右，这样在钢制罐发生破裂时能对油料进行有效控制。因此，水平通道目前已不允许采用。

部分单位在新建和改造老旧的覆土立式罐时，对国标的规定又做了进一步的提高[2]：将出入通道的开口提高到油罐的上部或顶部，尽量做到让口部以下罐室的容量能够大于或等于钢制油罐的容量。一旦油罐发生破裂，能将油料全部截留在罐室及通道以内。但是通道采取上部或顶部开口也存在一些弊端：①人员在紧急情况下不便于逃生。油罐发生火灾或泄漏时，留给操作人员的撤离时间非常短暂，而上部或顶部开口人员需要相对较长的时间才能安全撤出，尤其是对于一些罐体高度较大的油罐，出入通道采用楼梯形式，人员往返折跑更不利于快速撤出；② 不利于油罐的通风。覆土立式油罐的罐室除了通道以外其它完全封闭，仅在罐室顶部开四个采光口，因此罐室内自然通风的效果较差。而采用上部或顶部开口罐室内的空气几乎无法自然流动，更是影响了自然通风的效果，不利于罐室内油蒸气和湿空气的扩散；③ 容易造成口部附属设施的大幅度沉降。罐室通道的口部在覆土前应砌筑“八”字挡土墙以保护口部。该部分挡土墙可采用钢筋混凝土浇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，挡土墙基础难以达到罐室底部的原土层。因此挡土墙均是砌筑在罐室回填土层上，但回填土比较松散，承载力不能满足要求，极易造成口部挡墙大幅度沉降、开裂。据观察，目前已经建成的覆土罐，若口部挡土墙采用毛石砌筑，都或多或少存在此类问题。

综合以上考虑，罐室的通道开口还是按照国标的规定进行设置比较合理，既起到了拦油的功能，又方便了后期的使用管理。

3 合理设计罐室内外排水与紧急排放设施

覆土立式油罐因为建成后需要全部覆土掩埋，因此内外壁的排水设施必须齐全、通畅。罐室外壁设置排水盲沟、内壁设排水边沟。排水盲沟在设置时必须注意两点：①沟底的标高须低于罐室内环形通道地坪的标高，以免通道地面返水返潮；②排水沟在铺设盖板之前，应将沟底清理干净，盖板上应铺设卵石滤层，防止淤泥将其堵塞。罐室内沿混凝土墙壁设排水边沟，罐前操作间设集水坑。内排水边沟应坡向集水坑，坡度可根据边沟的长短调节。

罐室的紧急排放系统是为了当油罐发生事故时，人员在不进入罐室的情况下能将泄漏出的油料快速导出。内排水管宜与紧急排放管结合设置。该排放管由操作间集水坑引出至罐室外，末端设控制阀和快速接头。平时将控制阀门关闭，罐室内有积水时打开。罐室内油罐发生泄漏时，利用软管将末端快速接头与主管线上的预留接口或机动泵接口连接，打开控制阀快速排油。有些油库在设置紧急排放管时，要么管线末端不设快速接头或法兰，要么主管线上不设预留接口，这些都不利于事故时油料的紧急排放。

4 合理利用周围环境进行罐体伪装

覆土油罐群作为国家的油料战略储备设施，具有一定的军事和经济价值。因此，油罐在建成后应进行适当的伪装和隐蔽，但目前这一内容经常被大家所忽略。当前覆土立式油罐隐蔽的手段主要是依靠自然条件进行。常用的方法有以下几种：① 覆土时应覆成不规则的形状，且尽量与周围的山丘形状相似；② 除了呼吸、量油等部分设备外，其它无关的设备设施应尽量少暴露在罐顶上；③ 南方地区可在罐体周围种植树木、草坪、藤蔓植物等进行遮掩，北方严寒地区及西部高原植被稀少，冬季时间长，种植植物则不太合适。建议回填时表层覆土宜就近取土，以保持回填土与周围色调一致；④ 罐室通道出入口、罐顶采光孔等暴露在外的设施可采用喷涂与周围环境相一致的迷彩漆等措施。

5 合理设置拦油池

为防止油罐发生事故时油料四溢发生二次灾害，应将油品集中引至拦油池收集。拦油池的容量宜根据库内单罐事故时可能溢出油料的最大体积进行设置，避免油品泄漏出拦油池外。拦油池的建设可采用以下几种形式：①依靠天然地形条件建设，如利用罐区内天然排洪沟或根据覆土罐区的沟谷地形设置拦油坝等，形成封闭的空间以达到拦油要求。成品油储备库大多建设在山区，覆土罐区布置在两侧边坡的开阔沟谷处，中间为排洪沟，根据地形地势选择适当位置设置拦油坝与拦油闸，拦油闸平时开启，事故状态下紧急关闭，将事故油料拦在池内。②在自然条件无法满足建设时，可根据具体条件采用人工开挖的形式进行建设。在油罐周边选择位置合适的低处(保证各罐油料能够自流进池)人工开挖建池。

拦油池做法：池壁四周可采用300～400 mm厚浆砌片石护坡，水泥砂浆勾缝；池底的自然地坪可采用300 mm厚3∶7灰土夯实。若采用已有的堰塘等还需先将塘底淤泥清除干净。另外池壁及池底除采用上述做法外，还要考虑采取防止与减小渗漏污染的措施。从各油罐至拦油池应设置导油渠进行连接。导油渠可单独设置也可以利用室外砌筑的排水沟。