完全創(chuàng)新的儲油罐

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七 水中油罐施工分解說明
在沒有建成實(shí)物之前，人們對實(shí)現(xiàn)如此巨大的水中油罐，必然會擔(dān)心實(shí)施中會遇到一系列工程技術(shù)問題，在此筆者試著將水中油罐按澆注順序簡單分解，以分析施工難易程度，看看有沒有特別困難之處。
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水中混凝土油罐壽命展望
影響混凝土壽命的因素很多，主要分內(nèi)部及外部兩方面，內(nèi)部因素有混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性、水泥用量、水灰比、氯離子及堿含量、外加劑用量、保護(hù)層厚度等。外部因素主要是環(huán)境條件，如溫度、濕度、CO2含量、侵蝕性介質(zhì)、載荷等。美國混凝土協(xié)會（ACI）確認(rèn)了4種鋼筋混凝土保護(hù)有效附加措施：環(huán)氧涂層鋼筋、鋼筋阻銹劑、陰極保護(hù)和鋼筋混凝土防腐蝕涂料。其中“底層+中間層+面層”的防腐復(fù)合技術(shù)已成為鋼筋混凝土最有效最經(jīng)濟(jì)的防護(hù)措施，受到世界各國的高度重視和快速推廣應(yīng)用。
很多大型露天工程，歷經(jīng)酷暑嚴(yán)寒，風(fēng)吹雨淋日曬，設(shè)計(jì)壽命都能達(dá)到100年甚至120年。設(shè)計(jì)壽命是指無大修時(shí)間，并不是達(dá)到設(shè)計(jì)壽命后就不能用了，而混凝土基礎(chǔ)部分，就是到達(dá)百年，一般來說也不會損壞，否則百年后也沒必要大修了。例如很多百年混凝土工程至今還在使用。例如1898德國人在青島修建的下水道，見圖：

據(jù)2012年的報(bào)道，歷盡 100多年考驗(yàn)，至今還在發(fā)揮良好的排水作用。北京豐臺的老鐵路橋建于30年代至今橋墩和檔墻完好。最強(qiáng)的例證，2006年10月15日，日本《產(chǎn)經(jīng)新聞》報(bào)道，日本鹿島公司等3家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的新型混凝土“EIEN”的壽命最長可達(dá)1萬年。
涂料科技也在發(fā)展中，聚脲彈性體（簡稱SPUA），納米改性涂料，含氟不粘連涂料，都能使涂料的性能得到極大提高。
納米改性后的環(huán)氧封閉劑對熱噴涂層、鋼筋混凝土具有更加突出的滲透、封閉和附著性，納米改性環(huán)氧封閉劑在鋼筋混凝土上的附著力（拉拔法）超過6MPa，遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的環(huán)氧封閉漆（2～3MPa）。測試表明，經(jīng)過納米改性的含氟聚氨酯面漆其耐候性完全能滿足JTG/TB07-01—2006的要求（耐人工加速老化時(shí)間在3000h以上）。
聚脲彈性體（SPUA），由于其優(yōu)異的物理、化學(xué)、力學(xué)性能，防護(hù)與防腐性能無與倫比，是涂料領(lǐng)域最偉大的發(fā)明，也是傳統(tǒng)涂裝施工技術(shù)的一次革命性飛躍。近十余年來在全球發(fā)展十分迅猛。我國很多大型及重點(diǎn)工程（如地鐵及高鐵等）都使用了這一技術(shù)。
聚脲彈性體特點(diǎn)如下：
1、不含催化劑，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象，10秒鐘凝膠，一分鐘即可達(dá)到步行強(qiáng)度。
2、雙組分，100%固含量，不含任何揮發(fā)性有機(jī)物，環(huán)保。
3、可按1:1體積比進(jìn)行噴涂或澆注，一次施工的厚度范圍可以從數(shù)百微米到數(shù)厘米，克服了以往多次施工的弊病。
4、優(yōu)異的理化性能，如抗張強(qiáng)度、伸長率、柔韌性、耐磨性、耐老化、耐刺穿、抗碾壓、耐硌破、耐油、耐水、防濕滑、防腐蝕等。并且有優(yōu)異的抗混凝土開裂性、對混凝土開裂的防護(hù)性很好。
5、具有良好的熱穩(wěn)定性，可在120℃下長期使用，可承受230℃的短時(shí)熱沖擊。
6、可以像普通涂料一樣，加入各種顏、染料，制成不同顏色的制品。
7、配方體系任意可調(diào)，手感從軟橡皮（邵A30）到硬彈性體（邵D65）。
8、原形再現(xiàn)性好，涂層連續(xù)、致密，無接縫、無針孔，完全隔絕空氣中水分和氧氣的滲入。
9、對鋼、鋁、混凝土、PU/EPS泡沫等各類常見底材均具有優(yōu)良的附著力
10、施工快速高效，一次即可達(dá)到設(shè)計(jì)厚度要求，單機(jī)日施工面積在1000平米以上。
11、對水分濕度不敏感，施工時(shí)不受環(huán)境濕度條件的影響。
彈性聚氨酯油罐涂料曾是軍方混凝土油罐經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的一個(gè)較好品種，而新型聚脲彈性體性能更上一層樓，將是混凝土油罐的不二選擇。目前聚脲彈性體使用量最大的領(lǐng)域就是建筑工程，混凝土有了聚脲彈性體的保護(hù)，外界對混凝土的侵蝕被完全阻斷，是完全阻斷而不是有所阻斷，這得益于聚脲彈性體是一種無溶劑涂層，固化過程中不會因溶劑排出而留下毛細(xì)孔，完全的不透氣不透水，使得混凝土的壽命極大延長，延長時(shí)間將取決于保護(hù)層的壽命，而聚脲彈性體的高度穩(wěn)定性，耐老化性，自身壽命極長，現(xiàn)有資料表明，一次涂裝2mm厚度，壽命可達(dá)50年以上，如果在涂層有老化跡象時(shí)，再次涂裝，混凝土再次得以完全保護(hù)，如此反復(fù)，混凝土的壽命不可限量。日本的萬年混凝土，是通過加入一些物質(zhì)于配方中，堵塞混凝土的毛細(xì)孔，從而達(dá)到阻止水分及有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部。而聚脲彈性體同樣達(dá)到了這一目的。可以說，混凝土+聚脲彈性體=壽命無限。
鋼筋混凝土陰極保護(hù)技術(shù)。熱噴涂陽極涂層在鋼筋混凝土上應(yīng)用的研究報(bào)告也證明，熱噴涂鋅層后能顯著降低高濕度條件下混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕。另外，也可以將噴涂于混凝土表面的鋅涂層與混凝土內(nèi)部的鋼筋相連，使它們相互連通導(dǎo)電，混凝土則成為電解質(zhì)并形成原電池，不需要外加電流金屬鋅即可實(shí)現(xiàn)對鋼筋的陰極保護(hù)。
上述新技術(shù)都為混凝土油罐的長壽提供了物質(zhì)保證。尤其是聚脲彈性體的應(yīng)用，對過去最難控制的水及腐蝕性物質(zhì)對混凝土的侵蝕，做出了突出貢獻(xiàn)。如果對水中罐內(nèi)外噴涂厚達(dá)2mm左右的SPUA，等于給油罐體穿了一件密不透氣的防水，防腐的重型鎧甲。使用中若發(fā)現(xiàn)有局部破損跡象，如最頂端露出水面部分，出入通道口等最容易損毀部位，可隨時(shí)修補(bǔ)噴涂，如此可將影響混凝土壽命的負(fù)面因素達(dá)到完全徹底全面的控制。罐體受力不均——可以排除，體表結(jié)冰——可以排除，風(fēng)吹雨淋日曬——可以排除。水分滲入——可以排除，劇烈的熱脹冷縮——可以排除，大氣及水中腐蝕性物質(zhì)侵蝕——可以排除，如果影響混凝土油罐壽命的負(fù)面因素幾乎全部排除，水中罐的壽命還會是百年嗎？結(jié)論一定是數(shù)百年乃至千年，甚至更長遠(yuǎn)。
50年前投入使用的混凝土油罐短壽的主要原因有：① 風(fēng)吹雨淋日曬的影響，使其頂部表面不斷風(fēng)化破損，對此水中油罐在設(shè)計(jì)中考慮到這一因素，頂部加設(shè)了蓄水（土）池，從而避免了風(fēng)吹雨淋日曬對罐體的影響，而水池頂部及隔離墻頂部少許露出水面部分，年久風(fēng)化破損是可以維修更換的，不會牽連油罐本體；② 50年前罐容大都為萬立方米左右，當(dāng)時(shí)國家經(jīng)濟(jì)困難，財(cái)政緊張，為了減少投資，設(shè)計(jì)罐體厚度較薄，例如南京煉油廠60年代修建的316號油罐1萬m3，直徑40米，壁厚20厘米（有筋肋）。317號油罐1．5萬m3，直徑48米，壁厚25厘米（上部）——35厘米（下部），而灌頂?shù)脑O(shè)計(jì)就更薄了。新型水中油罐外體厚度通常在40-60厘米厚度（微小容量例外），使用壽命自然極大的延長；③ 非恒溫的油罐壽命會受到影響，因?yàn)闊崦浝淇s能加速水的滲透，加速裂紋的進(jìn)程，恒溫的罐體相比長壽的多。而水中油罐正是具備了相對的恒溫特性；④ 油罐表面結(jié)冰能大大加速混凝土表面的破損，水中油罐不存在結(jié)冰的問題（冬季有措施保證）。⑤ 地基不均勻下沉是混凝土罐體開裂的首要因素，混凝土的特性是耐壓不耐拉，一旦某部位出現(xiàn)拉力，拉力超過臨界值就會產(chǎn)生裂紋，而水中油罐漂浮水中，避免了地基不均勻下沉的影響，罐體受力均勻，內(nèi)外壓力接近平衡，外壓力還略大于內(nèi)壓力，故油罐本體絕大多數(shù)部位不承受拉力，只承受壓力，唯一承受拉力的部位為最外層罐體垂直部，為此，可在此環(huán)周應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，消除拉力的負(fù)面影響。⑥ 傳統(tǒng)混凝土油罐受到地震、臺風(fēng)的負(fù)面影響，水中油罐沒有這些不利因素。這一系列改進(jìn)及涂料科技的進(jìn)步，都能使混凝土油罐再次重新進(jìn)入油料儲運(yùn)行列，成為油罐之王。
為了提高水中罐壽命，可采取一系列具體措施；
1 嚴(yán)格抗?jié)B等級設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；
2 采用耐久性配方；
3 適當(dāng)加厚混凝土厚度，尤其是長期與水接觸的部位，使無滲透區(qū)域加大；
4 適當(dāng)拉大鋼筋至體表距離，使鋼筋遠(yuǎn)離銹蝕源；
5 罐底及罐最外環(huán)體，永久性的浸泡在水中，對此部位的鋼筋，如有必要可以考慮做一些防腐措施，進(jìn)一步提高保險(xiǎn)系數(shù)；
6整個(gè)罐體包括上部水池，均做SPUA防護(hù)層，防止一切有害物質(zhì)的侵蝕；
7讓油罐恒溫以減少混凝土熱脹冷縮；
8冬季有防凍措施，① 庫區(qū)兩頭可設(shè)兩口深機(jī)井，必要時(shí)可利用地下水與水池水循環(huán)，提高水池水溫；② 冬季可對整個(gè)油罐及水池覆蓋一層薄膜，利用陽光溫室效應(yīng)提高水溫；
9避免在高寒地區(qū)使用，減少受凍概率；
10 油罐內(nèi)部金屬件，分為兩類，有選擇性的采用不銹鋼或特別加厚鍍鋅件或噴涂SPUA，凡是日后難以更換的，如埋入分艙內(nèi)的吊環(huán)，浸泡在水中的總進(jìn)出管件接口，罐底埋入二次澆注混凝土中的金屬件，均優(yōu)選316號不銹鋼制作�？梢愿鼡Q的，如油面上方的人孔、油管、消防管、呼吸管、取樣管、液位計(jì)管等接口，水池水管接口等，雖是埋入在混凝土中，但其不直接接觸油液，又是在隧道中，也是可以更換的，因此使用加厚鍍鋅或噴涂SPUA，而分艙內(nèi)可拆卸部件，如油管、油管配件、卡箍、活動連桿、螺栓等仍采用加厚鍍鋅件或噴涂SPUA，若干年后，如果銹蝕嚴(yán)重，隨時(shí)可以清罐更換。
11進(jìn)入油艙內(nèi)的埋入式金屬件，當(dāng)罐體內(nèi)部做保護(hù)涂層時(shí)，露出部位順手也做保護(hù)涂層，如管件接口、人孔、吊環(huán)等。
12油罐最外層環(huán)形墻體，除了向下的壓力外還有向外的推力，因而使環(huán)墻出現(xiàn)拉力，因此可在外環(huán)墻垂直段上加載預(yù)應(yīng)力，以消除負(fù)面影響。
13地震時(shí)水池會來回震動，運(yùn)動后方池壁對水會產(chǎn)生推力，此推力會傳導(dǎo)到油罐體上，為減少傳導(dǎo)到油罐的推力，池壁做成傾斜狀，這樣池壁推動的水，會改變運(yùn)動方向，轉(zhuǎn)為向上，并保證水面寬度在數(shù)米以上，水面寬度大一些，有利于水向上的波動。
14針對地質(zhì)水文及氣候條件選好庫址。
實(shí)現(xiàn)上述全部或大部分措施后，水中油罐壽命將獲得極大提高，百年應(yīng)該沒有任何懸念，更長的年限才是我們的追求目標(biāo)。百年前的混凝土配方，壽命都能超過百年，今日的混凝土配方，應(yīng)用在不經(jīng)風(fēng)雨日曬，四季溫差極小的水中罐上，加上SPUA涂層的保護(hù)，追求數(shù)百年甚至更高的壽命目標(biāo)，是理所當(dāng)然的。有了高壽命目標(biāo)，制定一切規(guī)劃方針，就有了更高的起點(diǎn)，無論是設(shè)計(jì)還是施工，均有更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。如果能引進(jìn)日本的萬年混凝土技術(shù)，更是能錦上添花。水中油罐的年均單價(jià)，將會隨著混凝土耐久性的提高有望越來越低，最終達(dá)到一個(gè)極低的水平，加上混凝土油罐特別優(yōu)異的性能，使其具有無與倫比的性價(jià)比優(yōu)勢�；炷�土水中油罐有了聚脲彈性體（SPUA）的防護(hù)鎧甲，長壽之門已經(jīng)打開，數(shù)百年乃至千年的美好前景等待我們?nèi)��?shí)踐去探索。環(huán)保、安全、低價(jià)，造福子孫后代的水中油罐，必將來臨。

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3艙10萬方水中罐設(shè)計(jì)參考方案
總示意圖如下：


總剖面圖如下：


罐體示意圖如下：

人孔不但是維修時(shí)的人員通道，也是模板及管材通道，人孔設(shè)置在頂部，人孔蓋板上集成了取樣管及呼吸閥，三者共用一個(gè)豎井，并設(shè)置導(dǎo)軌式混凝土移動蓋板。
豎井如下圖所示：


罐體數(shù)據(jù)
1號艙容積：4860立方
2號艙容積：3.8萬方
3號艙容積：6.2萬方
總?cè)莘e：10.5萬方
鋼筋混凝土總量：1.08萬方
總高：33米
外徑：76米
隧道長：80米
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2013-1-14 16:59 上傳

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小怪獸-大慶

能人呀~強(qiáng)烈關(guān)注~~�。。。�！:D

qinglingabcd

油罐扔在了太空上？還是夢里？:lol

jinqhua

應(yīng)該肯定這種想法，但還沒有人去冒險(xiǎn)投資。

bkqcycyqm

這是樓主杜撰的。

lqystudio

能有l(wèi)圖紙就巴適了