广 东 化 工 2018年 第18期
· 108 · 第45卷总第380期
“沉井法”在加油站防渗罐池工程中应用分析与探讨
杨松根
(中化石油广东有限公司，广东 广州 514000)
[摘 要]广东阳江地区某油站采用了沉井法方案进行油罐池施工，为保证周边建筑物安全奠定了基础，同时为加油站油罐区在软弱地质条件
下的开挖安全支护措施提供了新的思路，拓展了沉井在工程建设中的应用范围，在加油站改造施工建设中多一种方案选择。
耳朵类型[关键词]加油站；油罐池；沉井法；钢板桩；明开挖
[中图分类号]TQ [文献标识码
]A [文章编号]1007-1865(2018)18-0108-01
郑钧
Analysis and Discussion on the Application of “Caisson Method ” in the
Anti-epage Tank works of Gas Stations
Yang Songgen
(Setting: Sinochem Guangdong, Guangzhou 514000, China)
Abstract: An oil station in Yangjiang, Guangdong, has adopted the caisson method to carry out the oil tank construction, which lays a foundation for ensuring the safety of the surrounding buildings. At the same time, it provides a new idea for the safety support measures of the oil tank area under the weak geological condition, expands the application scope of the caisson in the construction of the project, and reconstructs the gas station. There is one more option in the construction of the industry.
Keywords: gas station ；tank ；caisson method ；steel sheet pile ；clear excavation怎么快速止鼻血
当前我国的经济飞速发展，环境保护的意识也逐渐增强。加油站行业的成品油泄露造成地下水和土壤污染的事件已经屡见不鲜；油品泄露以后，由于难溶于水，除一部分通过降解、挥发等途径被转移、去除和吸收，其余部分长期滞留于自然环境中，时间从几年到几十年，污染人类赖以生存的土壤和地下水资源，破坏当地生态环境系统，威胁人类健康，甚至引发安全生产事故。根据国务院关于印发《
水污染防治行动计划》的通知(国发[2015]17号)，加油站地下油罐应于2017年底前全部更新为双层罐或完成防渗池设置。根据《汽车加油加气站设计与施工规范》要求，目前常见的加油站油罐区改造方法主要有双层罐或单层罐+罐池方式；在此主要对罐池做法进行探讨，在广东阳江地区某加油站罐池改造项目时经多方面分板与探讨采用了沉井法方案，见下图；
1 项目特点
该项目综合勘察、设计图纸、现场条件；主要特点有：(1)油棚建筑不动，站房建筑不动，进行油罐、油管、油机改造，新做承重罐池；(2)新做油罐池与油棚距离较近，需对旧油棚基础进行保护处理；(3)开挖尺寸为10*8米的矩形，开挖深度达-4.5 m ；(4)该地区地质为阳江地区冲积平原地质，根据柱状图从上往下依次为：素填土、细砂、淤泥质粉质粘土、中细砂、残积土；地质情况较差；(5)油站面积过小，无法进行常规的大面积开挖；(6)油棚为混凝土结构，上部载荷较大，下部地质较差。
2 方案对比分析
(1)因场地面积过小，罐区位置受限，无法进行大面积开挖方案，故首先排除放坡明开挖方案；
(2)按常规从技术上优先考虑进行钢板桩支护；采用钢板桩，在该项目有如下缺点：①支护时工程量小，但造价较高；②钢板桩支护设备大型，进退场困难，进退场；③钢板桩机器因场地原因无法展开；④桩机属大型设备，进退场不便，打桩的过程中产生较大的振动，易对现在的老旧建筑物产生影响。且该站建筑较老，且油棚、站房基础未打桩，钢板桩的扰动可能对建筑物造成永久伤害，经综合考虑，横向对比在工程中常用的沉井法；
(3)从而考虑工程施工中的沉井法，沉井法顾名思义就是将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础，
先在地表制作成一个沉井，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性好，能支承较大的荷载。
此做法优点(1)埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；(2)沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水结构物，下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工；(3)沉井施工时对邻近建筑物影响较小。成功故事
缺点：(1)施工期较长；(2)施工技术要求高；(3)施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。
该方法不仅具有施工简单、安全可靠的特点，还具有对周围建筑物影响小、占地面积小、挖土量少等优点，比基坑围护施工、基坑放坡大开挖施工等方法更具优势。先在地面上做出一个井状结构，然后在井内不断挖土，使井体不断的下沉，直到达到预定设高之后，再进行封底工作，构筑井内底板、梁、楼板、内隔墙、顶板等构件，最终形成一个地下建筑物或者建筑物基础。
从方案分析与对周边建筑物保护等多方面考虑后，确定采用沉井施工，根据沉井的特点，编制了详细的实施方案，制定了具体的控制节点；
3 过程控制
施工步骤：井壁分二次浇注施工，可减少高支模，第一节为2.5米，第二节为2米，为减少回填土石块影响，先在罐池放线，并先开挖1米深后进行如下施工；(1)场地平整，铺垫木、制作底节沉井；(2)拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木；(3)均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕；(4)建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁；(5)下沉至设计标高，清基；(6)沉井封底处理；(7)施工井内设计和封顶等。
(下转第105页)
汪小凡
[收稿日期] 2018-07-12
[作者简介] 杨松根(1983-)，男，广东人，本科，主要研究方向石油化工工程。
2018年第18期广东化工
第45卷总第380期 ·105 ·塔顶振幅分析结论是：塔器安装前，两塔塔顶在特定风速下
晃动最大位移约1 m；固有频率均在0.35 Hz左右。在未加扰流器
前，有、无介质情况下塔顶最大振动位移都较大，尤其是空塔工
况位移最大。增设扰流器后，最大振动位移明显减小。说明增设
螺旋扰流器后，大大提高了细高塔在风作用下的等效阻尼，取得
了工程上较好的结果。
表4 风载荷下塔的最大位移
Tab.4 Maximum displacement of the tower under wind load
用不论都造句测点
塔顶最大振动位移/m
I(无扰流器有介质) II(无扰流器空塔) III(有扰流器)
1#测点0.57 0.92 0.0114
2#测点0.49 1.02 0.0128
4 可采取的防范措施
理论上会发生共振的塔器，只要外部风的条件不具备，在安装后就不一定会发生共振。而当外部风的条件适当时，共振就会不可避免的发生。在此种情形下，对于细高塔的工程设计应未雨绸缪，考虑可能出现的最危险情况，应提前采取措施来避免塔器因振动引起的失效破坏。目前理论标准和工程应用的措施有：4.1 改变和减小塔的自振周期
直径、厚度相等的塔式容器其基本自振周期计算公式：
可知自振周期与H/D成正比，与设备壁厚和材料的弹性模量成反比。以下途径可有效减小细高塔的自振周期：a通过工艺设计操作的优化，增大设备的直径D，减小塔器的总高度，即控制细高塔的H/D值；b在合理的范围内适当增加塔器壁厚。但是大幅度地增加塔器壁厚来影响自振周期，从经济型和工程行看都是不现实的。因此在项目设计初期，与工艺专业协商优化方案，增加塔的直径或者降低塔高，严格控制高径比H/D在工程上更为可行。如果条件许可，在相应于塔的第二振型曲线节点位置处加设1个铰支座，可有效减少自振周期多[2]。
4.2 优化塔的布置和平台设置
建议相关专业在塔群布置时，细高塔群不要布置在一条直线上，因为一旦某台细高塔受到风诱振动，可能会引起塔群的一连串集体晃动。在可能的情况下，将塔布置在框架附近，且尽量将框架做到H/2塔高处，可有效实现对风的扰流，降低风诱振动发生的可能性。另外，考虑到塔器本身会有晃动，塔
器H/2以上部分不宜设置与其它塔器直接连接的联合平台，应根据需要单独设置梯子平台。
4.3 塔器安装时应要求“穿衣戴帽”
塔器未投入运行时，阻尼比一般较小，如果长时间竖立，可能会在投产前就造成失效破坏。建议塔平台、梯子及附塔管线与塔体同期吊装就位，若因其他原因无法进行同期吊装，则应在塔体吊装就位后尽快安装塔平台和附塔管线。国内沿海某装置的一排塔器，曾出现过无平台的裸塔竖立时间达半年，裸塔长时间晃动后，引起多台塔器的下封头与裙座焊接有缺陷处开裂的现象，这种现象应值得借鉴和重视。
4.4 对细高塔预设扰流器
对于容易发生风振的细高塔，应参考烟囱设置专门扰流器来消除风诱振动的思路，在细高塔图纸设计时就应在塔器顶部至少1/3的范围内设置扰流器。针对细高塔容易发生风诱振动的客观情况，笔者认为当细高塔H/D大于30时，就必须设置扰流器来预防共振的发生。常见的扰流器型式有螺旋翅片式扰流器、鼠笼式扰流器和孔隙外罩式扰流器多[3]。螺旋翅片具有360度的相位角变化，能尽可能使塔器各向收到的横向力相互抵消，因此具有更加的防风性能，在实际中应用效果更好。
课程规划4.5 提高塔危险截面的设计要求
为保证细高塔的安全运行，在设计时也应提高相关的设计、制造和检验要求。裙座壳与下封头的连接面通常是受风弯矩最大的截面，对于细高塔来说，此截面是一个非常危险的截面，需要特别引起特别的重视，应将此焊缝按照受压元件的焊缝要求施焊：塔体与封头须采用SH/T 3098-2011中裙座和塔体的连接形式中的较严格结构，保证全焊透和圆滑过渡。焊接完成后焊缝表面应进行100 %磁粉或渗透检测。
5 结束语
综上所述，细高塔因风而引起的自振是工程设计中不可避免的问题，无论从前期的设计角度还是中间过程的制造环节，直到吊装施工都要采取措施来保证塔器安全、稳定运行。实际上，最经济和最有效的防振措施是设计阶段认真地对塔设备进行振动分析，尽早的消除产生风振的条件。如果塔设备不发生共振，或者虽发生共振，但塔的振幅与所受的载荷均未超过规定的界限，则无需采取进一步的措施。目前国内对细高塔振动的研究刚刚起步，相关经验比较欠缺，应大力借鉴国外领先的理念和实践经验，除了对塔器进行共振分析和晃动疲劳分析，还应建立塔器振动现象的数据库，通过实践积累来更好的解决细高塔的振动问题。
参考文献
[1]徐至钧．高塔基础设计与计算(修订版)[M]．中国石化出版社，2002．
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[2]王明国，魏东波，徐才福．空塔安装期间风诱导共振的分析与防范[J]．化肥设计，2018，2．
[3]NB/T 47041-2014塔式容器[S]．2014-06-29 发布国家能源局发布．(本文文献格式：陈阳．细高塔振动问题的探讨[J]．广东化工，2018，45(18)：103-105)
(上接第108页)
4 经济性对比
采用支护桩施工，需增投措施费用约十万，且对周边存影响；沉井施工利用已完工的池壁做支护，无需做其他支护措施，主要对下沉前需保证池壁的养护，保证强度已达要求，仅对工期略有影响。
5 总结
沉井法在加油站工程适用地段：(1)上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时；(2)在山区河流中，土质虽好，但冲刷大或河中有较大卵石不便桩基础施工时；(3)岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰制作有困难时。
明开挖、钢板桩等施工方法都是基础施工中采用的主要施工方法。根据地理情况和适用条件，选择合
理的施工方法。如果上部荷载较大，但是表层地基土的容许承载力不高，扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，然而在一定深度下有好的持力层，在这种情况下，最好采用沉井基础的施工方法，此时采用该方法在经济上最为合理，安全上最为可靠。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部．GB50156-2012汽车加油加气站设计与施工规范(2014版)．北京：中国计划出版社．
(本文文献格式：杨松根．“沉井法”在加油站防渗罐池工程中应用分析与探讨[J]．广东化工，2018，45(18)：108)
