闵行LPG储罐场400 m3球罐拆除简介

上海煤气第二管线工程有限公司 王可栋

闵行LPG储罐场400 m3球罐拆除简介

上海煤气第二管线工程有限公司 王可栋

以400m3LPG球罐的拆除为例，对LPG站拆除工程的施工准备、施工过程中重要环节进行了叙述，为同类拆除施工提供参考。

LPG 球罐 拆除

0 引言

2014年2月上海液化石油气经营有限公司就闵行LPG储罐场老区设备设施拆除处置工程进行施工招标，上海煤气第二管线工程有限公司作为中标单位完成了其中400 m3球罐、100 m3卧罐、液化气体压缩机、循环式汽化器等8座设施、与混气站关联的相关管道以及站内构筑物的拆除。本文主要对其中2座400 m3液化石油气球形储罐(简称球罐)的拆除进行介绍，并对LPG站拆除工程的施工准备、施工过程进行叙述和分析。

1 工程概况

1.1 拆除内容

现场各类储罐(400 m3球罐2台、100 m3卧罐2台)、液化气体压缩机2台、循环压缩机2台、循环式汽化器2台、检斤称2台、压力变送器、装卸台、工艺管道、阀门、仪器仪表、桥架、设备支架、钢平台、基础等拆除至室外地坪。

装罐间、压缩机房、仪表间、地中衡计量室、压缩机房、配电房、混气间、警卫室、防液堤等拆除至室外地坪。

与混气站关联的上水管道、废水管道、强电、弱电拆除至指定位置并进行物理隔断。

拆除后的建筑垃圾处置、有毒有害废弃物、废旧物资处置。

对站内指定保留的气体管道、照明塔、绿化、视频监控等进行保护。

储罐拆除前原貌见图1。

1.2 400 m3球罐基本情况

储罐为五带桔瓣式球罐，见图2。

图2 五带式球罐示意

球罐基本参数，见表1。

表1 球罐基本参数

球罐盛装LPG(常温高压贮存)，充装系数为0.85，球罐设计压力依据50℃丙烷饱和蒸汽压力确定，指示牌显示设计压力1.6 MPa，《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB 50156—2012)规定储罐设计压力不应小于1.78 MPa，属三类压力容器(依据《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG R 0004—2009))。球罐材质为16MnR(《压力容器用钢板》(GB 6654—1996)中16MnR被《锅炉和压力容器用钢板》(GB 713—2008)中Q345R替代，16MnR较耐H2S应力腐蚀)。球罐设计施工主要依据《钢制压力容器》(GB 150—1998)、《钢制球形储罐》(GB 12337—1998)和《球形储罐施工及验收规范》(GB 50094—2010)。

球罐设置了人孔、进出水接合管、梯子及操作平台等；8根支柱为赤道正切式，拉杆为可调式(承受风载荷与地震载荷，增加稳定性)。球罐上下极各设置了一个公称直径不小于500 mm的人孔(人员可进出球罐)。球壳上设置了压力表，球罐上装设了水喷淋装置(通过消防水管道供水，在夏天气温高时可对球罐喷淋冷却，降低球罐气体空间温度，防止罐内随温度上升压力急剧上升，同时起到消防保护作用)。两球罐之间设置了梯子和操作平台，供日常操作和维修使用，两球罐四周砌筑了防火堤，见图3、图4。此外，球罐设置了就地和远传的压力、温度、液位测量仪表，以及为了防止罐内超压而设置的安全阀等。

图3 防火堤

图4 球罐四周喷淋管

2 施工准备

施工准备的主要工作内容如图5：

图5 施工准备工作情况

2.1 竣工资料查阅与现场踏勘

拆除工程实施前，施工单位向发包方申请查看球罐安装时交工文件，如球形储罐基础检验记录、焊缝及焊工布置图、支柱检查记录、设计变更通知单、隐蔽工程验收记录等，通过查询交工资料了解球罐的施工细节，了解地下管道沟、电缆沟走向，了解公用工程管道、强电弱电线缆走向等。

同时，施工单位向发包方申请调阅罐体的压力容器技术档案，主要查阅压力容器设计制造技术文件和资料，从而掌握球罐等压力容器的基本情况(比如材质、规格、尺寸、结构参数等)，通过查阅压力容器技术档案了解球罐的设备制造细节。

通过现场踏勘进一步了解实际情况，踏勘目的在于查看进出场道路、生活办公临时设施布置、施工材料堆放、吊机位置、施工围挡范围和位置、通水通电条件等，进而编制实施性施工组织设计和专项施工方案。

2.2 开工资料准备

除施工合同签订、预付款保函办理及预付款申请等工程经济内容之外，开工前施工单位应向监理单位上报各类资料履行开工报审程序，主要有：

施工总包及专业分包单位资格报审，将企业资质和人员资格资料上报，附中标通知书、营业执照、资质证书、安全生产许可证、项目经理执业资格证书、安全生产考核证书、专职安全管理人员安全生产考核证书等。

特种作业人员报审，附特种作业操作证、身份证，证书有限期及持证项目允许范围符合要求。

施工组织设计及专项施工方案报审，对危险性较大的工程进行上报，对超过一定规模的危险性较大的分部分项工程由总包单位组织方案专家论证，具体参照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号)执行。

工程材料/构配件/设备报审，将拟用于工程的材料、构配件、设备的产品合格证明、质保书、出厂检验报告以及抽检报告等报审。

大型起重机械和自升式架设设施报审，将起重机械和架设设施数量、所在位置、施工日期、来源(自有或租赁)等进行上报并办理验收核查。

开工前，建设单位与施工单位签订安全生产管理协议，施工总包单位与分包单位签订安全生产管理协议并报监理单位备案。分包单位将其企业资质和人员资格资料等报总包备案。

2.3 拆除报监

2.3.1 拆除工程依据

主要依据有：《建筑物、构筑物拆除规程》(DGJ 08—70—2013)、《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ 33—2012)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)、《上海市建筑物构筑物拆除工程安全管理规定》(沪建研【2005】30号)和《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80—1991)。

2.3.2 报监程序

开工前十五日，建设单位向闵行区房屋拆迁管理所办理备案手续，主要提交以下资料：上海市建/构筑物拆除工程建设单位申报备案表、建设项目批准文件、拆除建筑物/构筑物统计表、拆除工程概算表、拆除范围平面图。

施工单位在开工前十日到闵行区拆房管理所办理报监手续，主要提交以下资料：上海市建/构筑物拆除工程开工报监报告、拆除施工企业营业执照、资质证书、安全生产许可证、上海市建/构筑物拆除工程开工告知/承诺书、拆除工程承包发包合同、安全管理协议、拆除施工项目经理资格证、拆除管理人员上岗证、拆除施工作业人员名单及安全培训合格证、拆除工程施工组织设计、应急预案、渣土处置许可证及其他相关资料。

2.3 人员、设备及机具配置

人员配置：除管理人员(技术员、资料员、安全员等)外，配备焊工、起重工、电工、管工、机械工、运输司机、架子工及辅工。

设备及机具配置：70 t汽车吊、10 t运输卡车、履带式反铲挖掘机带镐头、乙炔切割、水泵、渣土车、灭火器、配电箱及电缆等。

2.4 风险分析及应对措施

拆除前，施工单位对拆除过程进行危险源分析及制定应对措施。

2.4.1 爆炸

液化石油气为甲A类火灾危险物质，如果球罐和管道置换不彻底易引起起火爆炸。罐体拆除时以气割为主，现场堆放有氧气钢瓶、乙炔钢瓶，在阳光暴晒或火烤下容易造成钢瓶爆炸。切割时的火星飞溅到周边的可燃物质如干草之类，会发生火灾。另外，管道上用于隔离的盲板如果封堵不严导致可燃气体外漏而造成火灾。

针对爆炸风险，严格执行场内动火审批制度，动火前进行危险气体检测，保证钢瓶的安全距离，氧气、乙炔管摆设有序，动火时安排专人监护，减少交叉作业，备好灭火器材，动火范围内设置警示线。安装管线隔离的盲板时采用铜扳手等。

2.4.2 起重伤害

本次拆除选用汽车吊进行吊运，如果作业人员站位不当易发生起重伤害。另外，如果吊件过重或吊装受力不平衡可能导致吊车倾覆。吊装过程中钢绳断丝、吊耳不牢固等可能导致钢绳崩断以及吊件坠落。

针对起重伤害，吊装前进行安全技术交底，严格执行吊装专项施工方案，遵守“十不吊”原则：

(1)信号指挥不明不准吊。

(2)斜牵斜挂不准吊。

(3)吊物重量不明或超负荷不准吊。

(4)散物捆扎不牢或物料装放过满不准吊。

(5)吊物上有人不准吊。

(6)埋在地下物不准吊。

(7)安全装置失灵或带病不准吊。

(8)现场光线阴暗看不清吊物起落点不准吊。

(9)棱刃物与钢丝绳直接接触无保护措施不准吊。

(10)六级以上强风不准吊。

2.4.3 物体打击与高处坠落

切割罐体前，需将罐体上阀门、人孔盲板、喷淋管等附属设施进行拆除，罐体最高处超过10 m，拆除这些附属设施时可能发生物体坠落造成人身伤害。拆除罐体时需在罐体四周搭设脚手架，施工人员攀爬到灌顶时需系带安全带，以免发生人员坠落事故。

针对物体打击与高处坠落，对进场人员进行安全教育，保证施工作业人员着装整齐、佩带安全帽、安全带、防滑鞋。

2.4.4 灼烫

采用气割切块，切割下的钢板温度较高，切割时产生的火花以及焊接吊耳时产生的焊渣容易造成施工人员烫伤。

针对灼烫，要求作业人员加强防范意识，行走时注意脚下障碍物，搬运时带防护手套。

2.4.5 车辆伤害

吊装采用汽车吊，运输切块采用运输卡车，还有运送渣土车以及工程指挥车、消防水车等容易导致车辆伤害。

针对车辆伤害，要求驾驶员持证上岗，场内车辆进行统一调度，防止车辆过载，对运输对象进行分类、分运，比如氧气瓶和乙炔瓶分运。

2.4.6 机械伤害

罐体切除时，焊工沿着纵向焊缝和环向焊缝进行分割，分割后的钢板为不规则体，四角尖锐，易导致划伤等。

针对机械伤害，要求拆除的管材、管件分类堆放，保证堆放平整，严禁堆放高度过高。比如球罐上拆除位置临近，外形一致的切块统一堆放。

3 施工过程

2014年5月4号进场，5月5号开始施工，6月6日拆除工程结束，6月9号办理竣工验收(其中5月19日至5月26日停工)。

3.1 置换、冲洗

开工前，建设单位采用蒸汽对罐体和管道进行了置换。进场后，施工单位配合建设单位采用消防水再次进行了冲洗，由于液化石油气比空气重(气态时比重比空气大1.5~2倍，易向低洼处流动)，如果罐体内有残留，易集聚在罐体底部，施工单位采用危险气体检测仪对罐体内危险性气体进行检测，确定置换是否合格。见图6、图7。

图6 消防水冲洗

图7 冲洗后气体检测

3.2 厂区内运行管道保护

本次拆除工程需对厂区内的西侧、北侧运行管道进行保护(如液化气管、循环水管等)，拆除前采用彩钢板进行了围护。

3.3 脚手架搭设

为了给施工作业人员提供切割作业平台，将罐体四周管路、仪表、阀门等先行拆除并清理干净，在罐体四周搭设双排扣件式脚手架，钢管采用Q235级D48.3×3.6钢管，脚手板采用竹笆板。搭设高度9 m(球罐底部至支柱底距离约一人高度，球罐内径9.2 m，因此搭设9 m脚手架可满足拆除作业要求，共搭设720 m2)，卧罐脚手架搭设高度为2 m。

脚手架搭设安装脚手架搭设专项施工方案进行，搭设前进行技术交底并对基础进行检查，保证基础表面平整、无积水、不滑动不沉降。脚手架安拆人员应为专业架子工，须持证上岗。脚手架搭设完毕后，建设单位、监理单位、总包单位、分包单位、搭设单位共同进行验收。脚手架杆件设置和连接符合规范要求，扣件螺栓无松动。对脚手架立杆垂直度进行检查、步距纵距横距采用钢板尺检查、纵向水平杆高差采用水平仪检查等偏差符合规范要求，采用扭力扳手抽查扣件螺栓拧紧程度等。

3.4 吊装与拆除

3.4.1 吊机及吊具选择

400 m3球罐2台，高度约为12 m，直径为9.2 m；100 m3卧罐2台，高度约为4 m，直径2.95 m，长度为13 m。需要将球罐和卧罐用氧-乙炔切割设备切割成小块，利用吊机调离。

3.4.1.1 拆除吊装方法

先拆除上极带，然后在分片进行切割吊装拆除,球罐上极板重4.8 t，单片上温带板重2.32 t，赤道板重2.84 t，支柱重0.7 t，根据单板重量、高度及场地情况，采用1台70 t汽车吊车(QY70K-I)逐块进行吊装拆除。

3.4.1.2 吊点布置

上下极在正上方各均布切割4个吊洞进行吊装，上温带和赤道带每张板切割2个吊洞。

3.4.1.3 吊装计算

吊装荷载核算及吊车选择验算：赤道板重量为2.84 t，吊钩吊装用、索具等约0.5 t，吊装荷载为3.34 t。

吊装计算荷载=吊装荷载×1.3=3.34×1.3=4.34 t (未考虑不均衡载荷)。

综合考虑吊装重量、吊装高度、场地空间，采用70 t汽车吊进行吊装，吊车参数见表2。

3.4.1.4 吊索选择

以吊装赤道板为例，采用2根钢丝绳，每根绳长10 m，采用D28的钢丝绳，型号为6×37+1，抗拉强度170 kg/mm2。D28钢丝绳破断拉力490 kN，两根钢丝绳夹角最大为30°。每根钢丝绳最大受力F=G/2sin60°，G为吊装荷载，G=3.67/2sin60=24.6 kN。安全系数取6，允许用拉应力P=490/6=81.67 kN＞24.6 kN，故型号为6×37+1的D28钢丝绳可以满足要求。

表2 QY70K-I汽车吊性能参数

3.4.2 球罐拆除顺序

(1)施工人员借助脚手架先将两球罐间梯子及平台先拆除，然后拆除上极带，见图8。

图8 拆除上极带

(2)上极带拆除后，对上温带沿焊缝进行分割切块拆除，见图9。

图9 拆除上温带

(3)上温带拆除后，进行下极带拆除，见图10。

图10 拆除下极带

(4)拆除下极带后，对下温带沿焊缝进行分割切块进行拆除，见图11。

图11 拆除下温带

(5)下温带拆除完毕后，进行分块切割赤道带，见图12。

图12 赤道带拆除

图13 立柱拆除

拆除支柱时，松开拉杆及地脚螺栓，可以看到拉杆与立柱连接处有岩棉保温，由于球罐焊后需进行整体热处理，采用球罐外部包裹保温材料、内部进行加热的焊后整体处理，根据《球形储罐施工规范》(GB 50094—2010)要求“从支柱与球壳连接焊缝的下端算起，向下不少于1 m长度范围内的支柱进行保温”。因此可以看出该球罐在最初焊接组装完毕后为了进行整体热处理对支柱进行了保温。

3.4.3 构筑物拆除

构筑物内部的设备全部拆除运出后，将以机械拆除为主，人工配合的方法进行拆除。框架结构、混合结构等采用履带式液压镐头机机械拆除为主，人工配合拆除。主要技术措施：

(1)运用预湿润法拆除，隔天湿润房屋，拆除同时喷淋水以降低扬尘，减少扬尘的污染范围。(2)楼层板由上至下逐层拆除。(3)柱、梁由上而下拆除。

(4)作业前对机械进行一次例行检查。

4 结语

(6)最后进行支柱拆除，见图13。

本文就闵行LPG站拆除工程的叙述属管窥所及，还有很多管理环节和施工细节未涉及到，对此类拆除工程的总结还需基于后续其他工程实践进行完善。

在上海燃气由LPG转向LNG、人工煤气转向天然气的大背景下，LPG站、人工煤气厂等的拆除、迁建工程会时有发生，如何保证此类工程安全、保质、集约、环境友好地实施，在未来一段时间内，是一个需要工程参建单位共同完成的工程管理课题。

Introduction of Demolishing the 400 m3Spherical Tank of Minghang Storage Tank Station

Shanghai No.2 Gas Pipeline Engineering Co., Ltd. Wang Kedong

Taking demolishing the 400 m3spherical tank as an example, the construction preparation and important links in the construction process of demolishing LPG station have been specified, which can be as a reference for the demolition engineering of the kind.

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