LNG低温储罐建筑施工组织设计.docx
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LNG低温储罐建筑施工组织设计
16万m3全容式LNG低温储罐施工方案
1工程基本情况
1.1基本概况
LNG储罐主要用于应急储备，当出现上游停气或其他事故时，可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为16万m³的全容LNG储罐，通常由预应力混凝土外罐和9％Ni钢罐组成，设计温度为-165℃。
1.2低温储罐的主要构造
低温储罐主要包括：
钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐衬钢板、保冷层、低温钢罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图：
图1.2（a）：
低温储罐构造简图
1.2.1预应力混凝土外罐构造
预应力混凝土外罐高38.55m，外径86.6m，径82m，墙厚0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上，每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为15.7m（7股）、强度为1860MPa的钢绞线组成的VSL预应力后束，预应力后束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后束，环向束每束围绕混凝土墙体半圈．分别锚固于布置成90°的4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图1.2（b）。
图1.2（b）：
混凝土外罐构造剖面图
1.2.2罐壁构造
罐壁是低温储罐的主要构件，由具有良好的低温韧性（-165℃）和抗裂纹能力的9％Ni钢板焊接而成。
1.2.3保冷层构造
大型低温LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温3部分构成。
1.2.4罐顶构造
罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶（或钢结构半球形拱顶）组成。
如下图1.2（c）：
图1.2（c）:
罐顶构造示意图
2工程特点、难点
2.1工程特点
1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工，对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
4、混凝土罐体直径大、壁厚、高度高。
2.2施工难点
1、钻孔灌注桩量大、密集，定位要求高。
2、罐承台钢筋混凝土需要分区浇筑，控温防裂施工难度大。
3、预应力施工施工要求高，需要掌握好时机，精心施加应力和锚固。
4、混凝土罐体运用爬模施工技术，属危险性较大分部分项工程。
3施工技术
3.1总体施工流程
灌注桩→桩承台→罐承台柱→罐承台→混凝土外罐壁→悬吊钢结构穹顶气升→预应力后、灌浆→外罐穹顶
3.2主要施工方法
3.2.1混凝土灌注桩施工
1、工艺流程
桩位定位放线→钻孔→清孔→钢筋笼制作、吊放→混凝土浇筑→后注浆施工→清理桩头
2、施工控制要点
（1）定位测量
测量放线的重点是桩位的定位、复测，且过程中应做好水准点的引测和定位控制桩的保护工作。
（2）钻孔、成孔
根据场地、桩距和进度情况，可采用单机跳打法隔一打一或隔二打一。
1）钻进时应根据土层情况加压，开始应轻压力，在松软土层中钻进，应根据泥浆补给情况控制钻进速度。
2）钻孔钻完，用泥浆置换方法进行清孔，清孔后泥浆密度不大于1.2t/m³。
（3）钢筋笼制作、吊放
1）钢筋笼主筋接头上下错开，需采用焊接连接方式，可采用搭接焊，并设置一道加强筋，箍筋用点焊，并均匀布置。
2）钢筋笼吊放重点是在防止钢筋笼变形、控制好吊放位置，避免碰撞孔壁，不得强行下放。
钢筋笼定位标高偏差为50mm，中心偏差和钢筋保护层厚度应满足规及设计要求。
（4）灌注桩混凝土浇筑
灌注桩采用预拌商品混凝土进行浇筑。
1）灌注导管的准备
导管接头处外径比钢筋笼的径小100mm以上，施工时，应注意试压、导管接头及混凝土浇筑时的埋深控制。
2）二次清孔
导管下好后，须进行二次清孔。
3）桩顶浇注高度不能偏低，应使在凿出泛浆层后，桩顶混凝土要达到设计强度等级。
（5）后注浆施工
后注浆应重点做好注浆管制作、注浆设备、材料安设控制，注浆开始时间及终止注浆的条件。
3.2.2桩承台施工
1、工艺流程
灌注桩头处理→钢筋绑扎→侧模支设→混凝土浇筑→养护、测温
2、施工控制要点
（1）桩承台截面尺寸大，属大体积混凝土施工，混凝土浇筑时，采用整体由外向里分层连续浇筑方法进行。
（2）模板采用竹胶合板，背楞采用木方，垂直方向设置钢筋箍。
（3）施工过程中，预埋测温元件，进行混凝土测温。
3.2.3罐承台柱施工
罐承台柱模板型式采用标准小钢模，背楞采用脚手管支撑。
混凝土浇筑时，应严格控制分层浇筑，每层浇筑高度不大于400mm。
拆模后，采用包裹塑料薄膜结合喷水的方式进行混凝土养护。
3.2.4预应力钢筋混凝土罐承台施工
1、工艺流程
承台底模支设→钢筋绑扎（预应力套管埋设）→侧模支设→分段浇筑混凝土→养护、测温
2、施工段划分
承台底板直径按87100mm考虑，厚度按1.1～1.4m，混凝土承台的施工为重点。
考虑到LNG储罐的承台厚度及面积较大．如进行整体浇筑，对各项资源要求量将非常大，而且工期、质量都无法保证。
故施工时将罐桩承台划分为多个施工段，进行分段施工、流水作业，施工段划分见图3.2.4（a）。
图3.2.4（a）罐承台基础施工段划分示意图
3、施工控制要点
（1）测量放线
在承台底模上用全站仪定位出承台的中心点、外边线、圈线、0°（°）线、90°（270°）线、锚固带的位置、预应力管的位置、临时排水管的位置、临时洞口的位置以及扶壁柱的位置。
用墨线弹好并用红油漆做好标记。
（2）模板设计与安装
1）如果对于承台底标高距地面日>1.2m，可采用在满堂脚手架上铺设竹胶板模板作为承台底模。
2）承台外圈模板根据承台的弧度提前预制弧形模板进行拼装。
3）承台部各施工段间模板支护分割采用快易收缩网和竹胶板搭配支护，上下层采用10cm高的竹胶板、中间采用快易收缩网。
（3）钢筋制作与安装
钢筋绑扎安装要求尽可能利用定尺钢筋。
减少不必要的截断，安装前在电脑上设计出钢筋布置图，施工时按照钢筋布置图在底模上进行放样，按照施工所划分的施工段依次进行安装、绑扎。
支撑承台上下层的马镫钢筋采用φ25mm钢筋制作，间距1.5～2m。
（4）混凝土浇筑
1）由于混凝土浇筑较厚，浇筑时采用分层交替错台浇筑。
每层浇筑厚度控制在300～400mm．浇筑时间控制在混凝土初凝时间之前。
浇筑分区示意图见图3.2.4（b）、3.2.4（c）。
图3.2.4（b）:
1100mm厚混凝土分层浇筑示意图
图3.2.4（c）:
1400mm厚混凝土分层浇筑示意图
2）混凝土振捣除应按照规施工外，在承台外边缘处应加强振捣，避免拆模后外观出现大量气孔或漏振。
但在快易收缩网附近应稍加振捣，以避免大量的水泥浆流出，影响竖向施工缝的粗糙程度。
3）混凝土面层采用磨光机进行面层收光处理，并在初凝前进行二次模压，收光后覆盖塑料薄膜，并进行蓄水养护。
（5）预应力管安装
1）套管采用为镀锌半硬式涡卷型套管。
依照预应力管的定位线安装预应力管，采用铁丝及支撑钢筋临时支撑，待顶层钢筋绑扎完成后，再精确调整位置，依附顶层钢筋加固。
2）预应力管加固完成和混凝土浇筑完成后，分别进行通气、通球试验。
（6）大体积混凝土测温点布置
测温采用预埋测温元件。
每一个测温点在承台高度按上中下分别布置3个点，其中上下2点应距离承台顶面、底面约50mm。
在每个混凝土浇筑区最少布置4个测温点。
3.2.5预应力外罐壁施工
在墙体施工中，根据设计高度将墙体分成多个施工层，每个施工层的高度控制在3.5～4m。
每个施工层主要工序有施工测量放线、墙体钢筋绑扎、混凝土分层浇筑、模板支护以及预埋件的埋设等。
1、工艺流程
测量控制点设置→钢筋制作安装→墙体预埋件安装→模板施工→混凝土浇筑→混凝土养护
2、施工控制要点
（1）外罐测量控制
外罐施工中，罐壁垂直度和径的控制是测量的一个重点。
在中心区的底板混凝土达到一定强度后，由测量人员通过总承包商批准的测量控制点精确测定罐底板中心点，在利用该点对罐体直径和墙体垂直度进行测量控制。
（2）钢筋制作安装
墙体钢筋的安装应重点控制竖向钢筋的垂直度，以避免施工到顶层后钢筋位置发生扭转。
施工时可沿圆周方向布设多个参考点，以这些参考点分别控制相应区域的竖向钢筋的间距。
根据墙体的弧度结合每层施工墙体高度，可提前预制钢筋网片，加快施工进度。
第一层和第二层钢筋在现场绑扎固定，在外钢筋网片之间设置拉筋。
其它层钢筋先根据墙厚、墙高（考虑搭接长度），制作成外两种钢筋网片，经塔吊吊至指定搭接位置进行绑扎连接。
（3）墙体预埋件
罐壁施工时，主要预埋件包括预应力套管埋设和钢外罐焊接应预埋件。
1）预应力套管埋设
垂直预应力系统为碳钢套筒,水平预应力系统为镀锌半硬式涡卷型套管,各套管衔接以热收缩套粘合。
施工中除严格控制预应力管的水平度、垂直度、固定的牢固性、安装的位置、标高等，预埋后和混凝土浇筑完成后，进行通气、通球试验。
2）预埋件施工
墙体水平和竖向预埋件是用来焊接钢制外罐体的，施工中应严格控制预埋件的水平度和垂直度。
（4）模板工程
1）模板选型
在16万m³LNG全容式储罐的混凝土外罐罐壁施工中普遍使用的模板体系为DOKA爬升模板系统，由墙体模板系统、支撑系统、操作平台和锚固系统四大部分组成。
详见图3.2.5（a）。
施工前模板生产厂家根据罐体设计参数，负责该模板的设计、加工生产及现场安装技术指导。
图3.2.5（a）DOKA定型爬升模板构造示意图
2）DOKA模板爬升步骤
DOKA模板的组装有三个阶段：
第一阶段组装浇注结构，即完成模板面板及支撑件的组装，形成混凝土浇注模板结构（见图3.2.5（b）），用于第一层墙体的施工；
第二阶段组装模板提升结构，即在第一阶段的基础上完成爬升架的组装，实现提模爬升功能（见图3.2.5（c）），用于第二层墙体的施工；
第三阶段在前二步的基础上增加第三层悬挂平台，形成完整的模板系统（见图3.2.5（a）），用于第三层及以上标准层的施工。
图3.2.5（b）:
第一阶段组装图3.2.5（c）:
第二阶段组装
（5）混凝土工程
1）施工时，每一施工层沿圆周均匀划分3个施工浇筑段，进行对称浇筑。
每个施工浇筑段连续分层浇筑，避免混凝土初凝，形成冷缝。
每层浇筑高度不能超过400mm。
混凝土振捣在进行上层混凝土浇筑过程中，应加强下层混凝土的二次振捣。
2）为了保证浇筑好的混凝土外温差不致过大，防止水分损失，以免裂缝产生，养护的重点是采取保温、保湿措施。
模板拆除后立即在混凝土表面涂抹一层养生液，然后覆盖一层油布，最后在油布上挂盖草包，根据以往工程施工经验，该养护方法非常有效。
3.2.6罐顶施工
罐顶包括混凝土外罐、衬钢板和悬吊钢结构组成。
钢筋混凝土球面穹顶，径82m，厚0.4m。
支承于预应力混凝土圆形墙体上。
在混凝土穹顶施工前，应先将钢穹顶顶升至设计标高作为混凝土穹顶模板，然后进行混凝土穹顶施工。
（1）钢结构悬顶气升施工
罐顶先是在地面上进行预制，然后采用气升的方式将罐顶升到顶部。
罐顶结构的气升是工程施工的关键。
由于储罐的顶部是钢结构的半球形拱顶，重量较重，拟采取空气压升方式施工。
罐顶匀速、平稳升起气升到位后，与预埋于墙体顶部的承压环接触，而后固定、焊接。
（2）混凝土罐顶施工
罐顶施工主要包括穹顶钢筋绑扎安装、穹顶混凝土浇筑。
施工时，沿径向划分几个施工环，在每一施工环上划分4个施工段，进行对称施工，以避免穹顶上的荷载不均匀。
1）模板施工
混凝土外罐穹顶的模板采用钢质罐的顶盖作为底部支撑模板，施工时钢质罐部增压，顶升钢穹顶到设计高度作为混凝土外罐穹顶模板。
在混凝土浇筑过程中，罐体部需要加压以支撑混凝土的重量，直到混凝土穹顶浇筑完成且混凝土强度达到设计值。
2）混凝土浇筑
以系列的同心圆对称方式，分层进行罐顶混凝土的浇筑，并确保穹顶在任何时间受的荷载是均匀的。
3）混凝土养护
穹顶混凝土采用覆盖塑料薄膜和草帘覆盖保湿的方式进行养护。
3.2.7预应力施工
1、穿束
穿束前先用合适直径的铁球对孔道进行检查，采用穿束机逐根推送。
竖向穿束时，穿束机和钢绞线盘均置于储罐顶，从上到下，环向穿束时，穿束机置于拉平台上，钢绞线盘置于地面上。
2、预应力拉方法
拉方式竖向直线采用上端拉，下端固定，环向采用二端分级交替拉。
3、孔道灌浆方法
竖向孔道出底部灌浆顶端排气排浆，第一次灌浆至顶端小罐装满，以后每隔5min送1次，共送3次，然后保持1.5MPa压力1min，关掉底阀，最后打开上部阀门，保持此状态3h后，清洗小罐。
环向孔道由一端灌浆另一端排气排浆，一端灌浆至另一端浆有很好的粘性，然后保持0.6MPa压力1min，再关掉进口阀。
4施工安排
4.1工期安排
计划施工总工期：
310日历天。
关键工序施工工期：
灌注桩工期：
70日历天；储罐承台基础工期：
90日历天；
混凝土外罐工期：
100日历天；
罐顶施工工期：
30日历天；
预应力施工工期：
2日历天。
4.2劳动力安排
劳动力安排包括管理人员投入和施工人员安排。
4.2.1管理人员安排
主要管理人员投入见表4.2（a）。
管理人员计划表表4.2（a）
序号
岗位
人数
序号
岗位
人数
1
项目经理
1
9
安全员
4
2
项目总工
1
10
设备员
4
3
土建施工经理
1
11
材料员
6
4
安装施工经理
1
12
土建预算员
3
5
土建工长
4
13
安装预算员
3
6
安装工长
4
14
测量员
6
7
土建技术员
3
15
试验员
3
8
安装技术员
6
16
资料员
2
合计
52人
4.2.2施工人员投入安排
拟投入的施工人员计划见表4.2（b）。
施工人员计划表表4.2（b）
阶段
工种
基础施工
外罐施工
罐施工
安装阶段
罐外工程
钢筋工
30
50
20
10
30
木工
30
30
10
10
40
混凝土工
30
40
10
10
30
瓦工
10
10
10
10
30
壮工
60
70
50
20
50
电工
20
20
10
30
20
铆工
10
10
20
20
10
管工
10
10
20
20
20
焊工
20
20
30
20
20
合计
220
260
150
250
4.3施工机械设备安排
拟投入的施工机械及设备见表4.3（a）。
施工机械及设备计划表表4.3（a）
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
塔吊
F023B
台
3
2
汽车吊
50T
台
1
临时用
3
汽车吊
25T
台
1
临时用
4
载重汽车
10吨
台
1
临时用
5
交直流两用电焊机
BX2-400-2
台
18
焊接
6
远红外焊条烘干箱
RDL4-200
台
1
焊条烘干用
7
移动式空压机
0.9m3
台
2
8
动力配电箱
大号
台
4
9
动力配电箱
小号
台
4
10
远红外测温仪
台
1
11
绝缘电阻测量仪
台
1
12
水准仪
台
1
13
经纬仪
台
1
5类似工程施工经验
5.1石油储备罐施工实例
1、工程概况
曹妃甸原油商业储备基地工程原油储罐基础环梁及罐区防火堤土建工程，该工程位于省市曹妃甸工业区，于2010年7月15破土动工至2010年11月15日竣工。
本工程为四座10万立方米原油储罐基础环梁，每座原油储罐基础环梁半径为39.64m，外半径为40.24m，基础环梁厚度为0.6m，高度为2.4m。
2、工程照片
（1）罐基环梁墙体模板
（2）罐基环梁混凝土墙体
5.2高压反应坝施工实例
1、工程概况
燕化66万吨/年高压聚乙烯反应坝工程，该工程位于燕化化工一厂厂区，于2000年6月20日破土动工至2000年10月30日竣工。
反应坝基础底板长58.5m、宽30.2m、厚1.2m，基础外周圈设置高9.0m的防爆墙，其中南侧墙体厚度为600mm，其它三面墙体厚度为350mm。
防爆墙部设置四个8.5m高的锚塔；底板上布置有设备、管线等支架基础共500多个。
2、工程照片
（1）反应坝防爆墙体预埋件安装
（2）防爆墙体、外侧模板之间采用钢拉片固定
（3）施工完毕的高压聚乙烯反应坝工程
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