完全創(chuàng)新的儲油罐

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百萬級油罐組示意圖 見附件

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筆者還將每周一次的繼續(xù)細(xì)解水中油罐，歡迎大家關(guān)注，我的郵箱地址：guojilie@163.com,也歡迎大家私下與我交流。

水中油罐附件說明
一  管道接口標(biāo)準(zhǔn)件
金屬管道與混凝土兩者的膨脹系數(shù)較為相同，但是兩者的溫度變化時(shí)有不同，例如每次進(jìn)油時(shí)，管道溫度受油溫影響迅速變化，而混凝土罐體溫度變化極為緩慢，水中油罐的壽命又在百年以上，管道與罐體之間在長期熱脹冷縮的變化中，防滲漏是一個(gè)必須考慮的問題，具體措施有：1 管道接口盡量避免安裝在液下，對此，分艙的進(jìn)出油管道，沉淀管，呼吸管，消防管，液位計(jì)管，取樣管等均設(shè)置在隧道兩側(cè)上方，保證接口脫離油液。2部分管道如油罐總進(jìn)出管長期在水面下（進(jìn)入罐體后，通過地井上升至隧道，與油不接觸），上方蓄水池的消防管與水管也是長期浸泡在水中，均需做防滲透處理。3 所有管道接口均做成標(biāo)準(zhǔn)件形式，結(jié)構(gòu)如附圖所示，不同的管道，只是尺寸上的區(qū)別。管道標(biāo)準(zhǔn)件焊接完工后，整體鍍鋅，特別加厚鍍層，然后對其中段包覆高防滲混凝土。保證混凝土尺寸大于或等于油罐體厚度。
附件一：管道接口標(biāo)準(zhǔn)件示意圖
附件二：管道接口標(biāo)準(zhǔn)件安裝示意圖

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管道標(biāo)準(zhǔn)件附件如下

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是理想化的想像吧？

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二  罐底管道的固定方式
進(jìn)出油管，沉淀管這三根油管從頂部垂直到達(dá)底部，必需加以固定，可使用標(biāo)準(zhǔn)件方式，結(jié)構(gòu)大致如附圖所示。不用膨脹螺栓與罐底連接，因?yàn)楣薜状蚺蛎浡菟�孔，會�?dǎo)致水分的滲入，影響罐體壽命，而采用二次混凝土澆注，利用現(xiàn)澆混凝土與罐底混凝土結(jié)合為一體，將鋼條固定。沉淀管吸口對應(yīng)于環(huán)艙的最低處，出（抽）油管口位于底面的相對底處，即斜坡的下部，而不是最低處。進(jìn)油管口位于環(huán)艙底面的相對高處，進(jìn)油管接近底面時(shí)，通過90度彎頭，再串連多級噴口，每級由直管及三通縮徑加彎頭組成，多級長管也采用水泥墩方式固定在罐底上，彎頭出口均統(tǒng)一朝向前方，形成較大范圍的沖洗效果。實(shí)際使用幾級出口，要根據(jù)分倉大小而定，以保證分艙沖洗效果。兩個(gè)分艙共用一套管線的，可以將噴管延長引入到另一艙內(nèi)。環(huán)艙內(nèi)的隔墻，最底部是空的，每個(gè)環(huán)艙不論有幾個(gè)分艙，都是相通的，借助于進(jìn)油的動力，底部油料會在環(huán)艙內(nèi)流動，流動的油料，會使水分雜質(zhì)向內(nèi)側(cè)的最低處集結(jié)，每次進(jìn)油，都是對油罐底部的自然沖洗。再通過沉淀管將底部油料抽至沉淀罐內(nèi)，保證罐內(nèi)的潔凈。從降低成本考慮，沒有必要每個(gè)分艙配一套進(jìn)出油及沉淀管，但每個(gè)環(huán)艙至少要配2套以上。以提高安全系數(shù)。
附圖：

心想事成

感覺造價(jià)不會太低，宇宙飛船和小轎車有區(qū)別

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三  人孔標(biāo)準(zhǔn)件
每個(gè)分艙設(shè)一個(gè)人孔（如果兩個(gè)分艙共用一套管道的，對應(yīng)人孔也是2個(gè)分艙共用），人孔同時(shí)還是拆模時(shí)的模板運(yùn)出通道，在保證最大體積模板通過前提下，盡量減少尺寸，圖示人孔尺寸為0.7米×1.3米。人孔安裝在隧道混凝土墻壁上，高度要在安全容積油面上方，盡管已經(jīng)設(shè)計(jì)成不直接接觸油面，但為了留有充足的安全余地，仍需采取防滲措施，與管道標(biāo)準(zhǔn)件一樣，仍然用工廠化生產(chǎn)模式解決，大致構(gòu)造見附圖。

在這里使用橢圓狀是為了有利于罐內(nèi)的混凝土澆筑模板出來，具體尺寸要在模板設(shè)計(jì)定型后決定。整個(gè)鋼質(zhì)框架焊接成型后，特別加厚鍍鋅處理。與其配套的鋼質(zhì)面板上需焊接兩個(gè)大尺寸的把手及一個(gè)供吊掛的半環(huán)，表面同樣是加厚鍍鋅處理。

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四  吊環(huán)標(biāo)準(zhǔn)件
為了便于人員及物料進(jìn)出艙內(nèi)，為了便于管道的安裝與維修更換，在艙內(nèi)人孔位置的分艙頂部，距離隧道50cm75cm100cm位置分別安置3對吊環(huán)（安裝數(shù)量多，是為了提高備用量，以方便吊掛不同大小的吊籃），每對相距50cm左右，用于今后臨時(shí)性吊籃升降。對應(yīng)油管安裝中心線一側(cè)（偏人孔側(cè)），一前一后在罐內(nèi)頂部安置一對吊環(huán)，兩者間距30-40厘米左右，可供同時(shí)吊裝2組油管。為了便于人員從人孔到達(dá)各管道處，可在艙內(nèi)人孔位置下半段左右各安置一排吊環(huán)，吊環(huán)間距70-80cm左右，布滿管道之間，用于臨時(shí)性吊掛一排作業(yè)平臺。人孔鋼質(zhì)面板體大沉重，為了便于安裝拆卸，隧道墻壁對應(yīng)面板中線上方適當(dāng)距離，也安裝一只吊環(huán)，用于臨時(shí)吊掛面板。
吊環(huán)標(biāo)準(zhǔn)件如附圖所示：
由于吊環(huán)日后難以更換，需采用不銹鋼品種，如316號不銹鋼等。
下圖為吊環(huán)安裝在混凝土墻體內(nèi)敲碎水泥塊后的效果圖：

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五 10萬噸級水中油罐
目前的水中油罐，還停留在三維參數(shù)化建模軟件中，建立了不同容量不同款式的三維模型，并沒有實(shí)物�，F(xiàn)實(shí)中制作1-2萬立方米混凝土油罐，人們已經(jīng)不陌生，但是制作十萬立方以上的大型混凝土油罐，尤其是水中油罐，人類還沒有這樣的嘗試，國外雖有海底油罐，但如此巨大的也是空白，實(shí)際應(yīng)用還需面臨一些挑戰(zhàn)。為了減少失誤，可以先從小噸位水中罐開始，例如可先制作10萬噸級的，示意圖如下：

油罐直徑82米；
隧道總長86米（含門臺88.4米）
總高31米；
最大容積1號環(huán)艙3.3萬方，2號環(huán)艙7.3萬， 共10.6萬m³
鋼筋混凝土量1.157萬方
墻體面積2.6萬㎡
剖面圖如下：

隧道內(nèi)部分接口安裝示意圖如下：


與前面介紹的管道不同的是，進(jìn)出油管不再分開，而是共用一根。


2艙拱頂水中罐如下

剖面示意圖如下：

通過上面兩例圖示，灌頂有平頂?shù)囊灿泄靶雾數(shù)模�各有特色，平頂�(shù)慕Y(jié)構(gòu)簡單，便于施工，但是受力狀態(tài)較差，需要大量的橫梁支撐，拱形頂?shù)模�力學(xué)狀態(tài)較好，不需橫梁，但是施工麻煩一些。平頂?shù)乃淼牢恢靡舶l(fā)生了變化，由一半在艙內(nèi)一半在艙外，變成在罐頂。進(jìn)入油艙的管道接口和人孔，可以全部設(shè)置在隧道地面上。隧道出入口也由頂面改為隧道端面。隧道頂部對應(yīng)下面兩人孔位置中心設(shè)了井孔，方便12米長度的管道進(jìn)入油艙內(nèi)，此井孔還兼作通風(fēng)用，并配有井蓋。
兩環(huán)艙油罐獲得成功后，再逐步增加環(huán)艙數(shù)量。而前期制作的模板，可繼續(xù)在本系列多艙油罐中使用，只需增加部分模板。例如2環(huán)艙與3-6環(huán)艙的1號艙完全一樣，隧道口徑也一樣。水中油罐總體設(shè)計(jì)思路是系列化，每個(gè)系列模板絕大多數(shù)可通用。同一種罐體高度及跨度的為一個(gè)系列（選罐體高度而不選總高度，是因?yàn)椴煌瑪?shù)量環(huán)艙，頂部配重水池高度不一樣）�？稍O(shè)任意高度及環(huán)艙寬度為一個(gè)系列，如20米一個(gè)系列，15米又是一個(gè)系列等，10米作為微小油庫再來一個(gè)系列，但過小的高度，單位造價(jià)會上升。
水中混凝土油罐，結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)油罐復(fù)雜，又是一個(gè)龐然大物，制作難度自然很大。一是模板的設(shè)計(jì)與制作，模板種類及數(shù)量多，雖說水中油罐的模板較為復(fù)雜，但是細(xì)想一下，不就是數(shù)量多嗎？世上比它復(fù)雜的混凝土建筑多了去了，設(shè)計(jì)制作這樣的模板，根本就沒有技術(shù)上的障礙，只不過比傳統(tǒng)混凝土油罐復(fù)雜以及更大一些罷了。二是施工工藝流程的編制，如此大型的混凝土油罐工程，一個(gè)合理詳細(xì)周全的工藝流程及各工種的詳細(xì)工藝流程以及各種規(guī)范，以及熟練的操作員工，是獲得成功的保障。而這樣的建筑規(guī)范，國標(biāo)或部標(biāo)面面俱到，已十分成熟，因此這一條也沒有任何技術(shù)障礙。其次是混凝土的配方，以高抗?jié)B耐久性長壽命為主要目標(biāo)，根據(jù)水中罐不同高度，選擇不同的抗?jié)B等級，例如油罐下半部分，抗?jié)B設(shè)計(jì)等級為P10-P12，中段P8-P10，頂及上水池P4-P6。GBJ82—85規(guī)定，通過試驗(yàn)確定，分為P4、P6、P8、P10和P12共5個(gè)等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的水壓力而不滲漏。實(shí)際選用工程埋置深度（m）設(shè)計(jì)抗?jié)B等級<10m P6,　10~20m P8, 20~30 mP10 ，30~40m P12， 強(qiáng)度早已不是目標(biāo)（強(qiáng)度經(jīng)常與壽命相抵觸）。為了獲得長壽，耐久性為首要考量。耐久性好的防滲透配方現(xiàn)已十分成熟，并被廣泛應(yīng)用�；炷�土地樁就是典型的高抗?jié)B長壽命配方，深入地下數(shù)十米，永遠(yuǎn)浸泡在地下水中，承托著上面的建筑，它的設(shè)計(jì)壽命超過上面的建筑壽命，否則會給上面的建筑帶來毀滅性的災(zāi)難。所有樓房的基礎(chǔ)部分，也是永遠(yuǎn)浸泡在水中，也是使用了抗?jié)B混凝土。所以配方的問題也不存在任何障礙。障礙只是來自人們心中對水中罐缺乏了解而已。例如人們會擔(dān)心澆注過程中出現(xiàn)一些意外，如此大體積的結(jié)構(gòu)體，會不會產(chǎn)生裂紋，會不會在今后的使用中，因熱脹冷縮產(chǎn)生裂紋等等擔(dān)心。水中罐體不是實(shí)體，是薄殼體，以現(xiàn)在的配方科技，加上澆注工藝的控制，水泥固化過程中的收縮開裂現(xiàn)象完全可以得到有效控制。三峽大壩如此巨量的實(shí)體混凝土結(jié)構(gòu)，都能解決好這一問題，對水中罐來說，更不是問題了。四季變化中熱脹冷縮對罐體有無傷害，因罐體尺寸巨大，熱脹冷縮中總變化值絕對不是一個(gè)小數(shù)值，但是罐體與地基無固定連接，與水池也無固定連接，因此罐體自身可以自由的膨脹或收縮不會帶來任何傷害。混凝土水中罐，缺少的不是設(shè)計(jì)能力，不是施工工藝，不是混凝土配方，缺少的只是實(shí)踐而已，世上比它復(fù)雜的大型混凝土工程多了去了，就石油行業(yè)來說，海上混凝土石油鉆井平臺，就是一例。
附圖在附件中：

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六 水中混凝土油罐的經(jīng)濟(jì)性
水中油罐的單價(jià)，直接影響到推廣速度。之前筆者也是憑想象，將水中混凝土油罐與傳統(tǒng)混凝土油罐作比較，感覺水中罐比傳統(tǒng)混凝土罐復(fù)雜，罐中多了隧道，頂部多了水池，外部也多了水池，土石方開挖量巨大，由此推斷水中罐一定比傳統(tǒng)油罐貴很多。經(jīng)過仔細(xì)分析，水中罐的單價(jià)并不是天價(jià)，而具有較好的經(jīng)濟(jì)性。歷史的數(shù)據(jù)告訴我們，5000m&sup3;以上的混凝土油罐，經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)超躍了傳統(tǒng)鋼質(zhì)油罐，且容量越大，越占優(yōu)勢。我們就將水中罐與傳統(tǒng)混凝土油罐對比，看誰的優(yōu)勢更大，傳統(tǒng)混凝土油罐，最怕的是地基不均勻下沉及地震危害，為此在地基上投入較大，而水中罐對地基的投入極少，由此可以基本對沖土石方開挖的投入。傳統(tǒng)油罐因安全問題，還需設(shè)置防火堤，可以對沖頂部水池的部分投入，隧道的費(fèi)用可以由節(jié)省的土地費(fèi)用相抵。最后再看容量因素，容量越大單價(jià)越低，這是油罐有別于其它建筑的一條定律，傳統(tǒng)混凝土油罐容量絕大多數(shù)在數(shù)千至2萬m&sup3;，而水中罐的容量在10萬至百萬級，因容量因素節(jié)省的費(fèi)用可以對沖大水池費(fèi)用，上述幾項(xiàng)可能不能全部對沖，但總體對沖一半應(yīng)該是可行的，由此可以推斷水中罐的單價(jià)應(yīng)該比傳統(tǒng)混凝土油罐高百分之幾十，考慮到是首創(chuàng)，初期單價(jià)還會偏高一些，總體估價(jià)應(yīng)在2倍左右，若再放寬松一些，三倍足以。但是水中罐的長壽，是傳統(tǒng)的露天混凝土油罐不能相比的，如果用年均單價(jià)來衡量，那就更低了，水中油罐的經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)勝于一切鋼質(zhì)及混凝土油罐。如果再加上性價(jià)比，水中油罐可以獨(dú)占鰲頭。
從性價(jià)比來看，先規(guī)劃一組10萬噸級組成一個(gè)新型油庫較為合理。先試制一只，成功后再逐罐完成全部罐，這樣可大大降低模板費(fèi)用，一套模板可以完成全庫油罐，還可不斷在實(shí)踐中總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)施工工藝，為下一步更大級別油罐做技術(shù)儲備。
下面是2環(huán)艙平頂水中罐的數(shù)據(jù)，可供大家較為準(zhǔn)確的參考估價(jià)。
環(huán)形水池壁鋼筋加混凝土總量 3018m&sup3; ；
油罐鋼筋加混凝土總量11605m&sup3;；
兩項(xiàng)合計(jì)14623m&sup3;。
水池墻體面積1萬平方米；
油罐墻體（含頂?shù)准吧喜克�池）面積2.6萬平方米；
兩項(xiàng)合計(jì)墻體總面積3.6萬平方米。
土石方開挖量約30萬方。
最大罐容10.6萬方