中国石油天然气管道工程有限公司新疆设计分公司, 新疆 乌鲁木齐 841100
摘要:山区新建油库工程的设计难点是地形和地质构造复杂多变,外部影响因素多种多样,因此,我们要做好场址选择、总平面布置和竖向设计等总图设计内容的关键是全面分析现有资料;充分利用自然地形;根据功能合理布置库区内各设施;慎重确定各台阶的竖向标高、妥善解决油库内外的防洪排涝、反复论证,制定行之有效的边坡防护措施,从而完成一个优秀的总图设计方案,为企业创造一个良好的生产、运营、生活的区域环境。
关键词:山区;油库;总图设计;措施
一、前言
在一些以山地和丘陵为主要地形、地貌的国家,如果对新建油库进行场址选择,是很难完全避开山区复杂地形的。如何很好的利用山区地形完成总图设计就成了一项比较困难的工作,以下便从某工程场址选择、总平面布置、竖向设计和边坡防护等几个方面对山区新建油库的总图设计进行初步的分析和探讨。
二、场址选择
在山区进行油库场址选择时,除考虑工艺要求外,还需重点考虑地形地貌、地质、交通、水文和风向等影响因素。
(1)地形地貌主要是确认地形高差,分析地势走向、地貌特点等。场址选择时应尽量避开保护区、古迹等地方,选择在高差较小,起伏平缓的地段,以减小场地平整时的土石方工程量;
(2)地质上主要了解地质构造,如土层或岩石层的性质、承载力、厚度、分层情况、岩层走向倾向等。场址选择时应尽量避开断层、地震带等不良地质地段,将场址选在地基承载力好的地方;
(3)交通方面主要是分析场址周围的道路条件,确定场外道路是否满足油库建成后消防、运输的要求,道路的技术参数是否满足规范要求等;
(4)水文上应了解水质、水位高低、汇水面积、洪水位等,其中山洪和雨水外排在山区站址选择时尤为重要,山区雨水经地势汇集后往往在暴雨时或暴雨后比较集中,冲刷也比较严重,在站址选择时一定要避开泄洪区域,以免新建油库被洪水淹没或冲毁;
(5)风向在山区场址选择中算是一个特别的影响因素,因为在山区容易形成山谷风,局部风向会发生改变,这就造成与我们收集到的风向玫瑰图中主导方向不一致,如果不注意可能使平面布置图中一些危险区域布置不合理。
本油库工程场址位于山脚坡度平缓处,选择在现有库区内建设;场址内地表有岩石裸露,无不良地质,基岩地基承载力良好,现场调研时发现现有油罐基础可直接在基岩上建造;库区与外部道路间距约200m,连接方便,坡度适宜,现有外部道路路况良好,可以满足油库外部运输需要;现有库区防洪排水设施完善;总平面布置符合规范中关于风向的规定,场址位置合理。
三、总平面布置
在山区进行油库的总平面设计时首先要考虑结合地形、生产工艺及大多数建构筑物的朝向、日照、通风等要求,确定库区内各设施的方位。比如一个“长条形”罐组的方位宜与地形的等高线平行或大致平行,这样可以减少土石方工程量,并有利于改善库区内道路布置条件。在山区布置油库还要根据地质和水文地质情况来布置建构筑物,不同的建构筑物对地基承载力的要求也不同,在进行总平面布置时,应将荷载较大的建构筑物及设备放置在地基条件较好,地基承载力较大的地段。
本油库工程由储罐区、装卸区、辅助区和行政管理区组成。储罐区布置在地势相对较高处,油泵房及装卸区布置在地势相对较低处,根据两者切割等高线的情况确定其高差为10m,一期每个罐组设计成一个台阶,标高由1#-5#罐组递增,这样可以充分利用高差来满足工艺要求,节约能源消耗。二期罐组规划布置在库区北侧地形较高处,与一期之间通过台阶分割。辅助区靠近储罐区和装卸区布置,方便对灌内油品进行辅助作业,同时也可作为储罐区和行政管理区之间的安全防护过度带。行政管理区布置在主出入口附近,避开储罐区事故情况下可能受到威胁的位置,保证人员安全。此次设计将储罐区布置在挖方区,以保证储罐基础安全稳定,节约建设投资;污水处理设施及污水池布置在地势较低处,实现自流。本工程总平面布置见图1山区新建油库总平面布置示意图。
图1山区新建油库总平面布置示意图
四、竖向设计
竖向设计是山区油库总图设计中的一个重要组成部分,关系到库区的安全稳定,也直接影响到油库的空间组成。在山区因地形、地质较复杂,支护构筑物和排水构筑物多,竖向设计中不仅难度较大,而且关系到方案的可行性与场地开拓的经济性,所以竖向设计的重要性更为突出。
在竖向设计中应遵循以下的原则:
(1)要满足建构筑物的功能布置要求,使建构筑物间交通联系方便、简捷、通畅, 并满足消防要求,符合景观环境及生态环境要求;
(2)要充分利用自然地形,对地形的改造要因地制宜,因势利导,使场地的设计标高尽量与自然地形相适应,力求场地平整土石方量最小;
(3)解决场地排水问题, 建设场地中应有完整、有效的雨水、排水系统,重力自流管线尽量满足自然排放要求,保证场地雨水能顺利排出,且与周边现有的或规划的道路的排水设施等标高相适应;
(4)在竖向设计中要满足工程建设与使用的地质、水文等要求,竖向设计要以安全为原则,充分考虑地质和水文的影响,避免不良地质构造的不利影响,采取适当的防护措施;
(5)对于挖方地段应防止造成产生滑坡、塌方和地下水位上升等恶化工程地质的后果。
山区建库竖向布置一般采用阶梯式。本油库工程的新建库区,将储罐区分别布置在多个台阶上,一个罐组布置在一个台阶内。台阶的宽度综合考虑储罐组占地大小及自然地形坡度确定。台阶的高度宜为2~5 m,台阶高度超过5m,会造成挡土墙工程量过大,对其安全性不利。过低的台阶虽能减少一些土方量,但总的意义不大,反而会带来其它一些不利因素。相邻两个储罐组分别布置在不同台阶时,储罐组之间的消防道路应布置在相邻较高台阶一侧,以满足规范关于防火堤相对于消防道路高度的要求,同时可兼顾两个储罐组的消防作业需要。台阶之间的挡土墙兼作低台阶储罐组的防火堤,见图2 不同台阶上的两个罐组竖向布置剖面图。
图2 不同台阶上的两个罐组竖向布置剖面图
储罐组靠近山坡布置在挖方区时,储罐组外侧临近山坡的消防道路可适当抬高设计标高,道路与储罐组之间的挡土墙兼作储罐组的防火堤,以减少场地挖方工程量,且有利于消防作业。
辅助区及行政管理区可根据地形情况,采取灵活的竖向布置方式,分散或集中布置于不同台阶。
库区内道路根据消防和运输的需要合理布置,消防道路的坡度不应大于8%。
五、边坡防护
在山区设计油库,一般存在场地的填挖,甚至是高填高挖,边坡如果防护不当,就存在边坡塌方、滑坡等灾害,对库区内的建构筑物的安全造成威胁。边坡的防护型式可根据站场自然地质、气候、防护的高度等选择不同的防护形式,对于填挖高度不是很高,可选择自然边坡植草防护或砼砌块护坡的型式,对于填挖高度很大且是多级防护的,一定要结合地质勘查报告,对不同的地质情况采取不同的防护型式,甚至专门把边坡防护作为一项重点工作来做,一般做为岩土防护治理,在设计中强调动态设计,施工现场一旦发现与设计地质情况不同时,设计马上做出修改,来满足施工及防护的需求。
在山区建设油库,如果处在多雨地区,对于雨水的截排也非常重要,一般在挖方边坡坡顶5m处设置截水沟,把坡顶的雨水汇集到截水沟内排入安全地带。对于开挖的边坡应及时的进行防护,如果边坡暴露在空气中的时间越久,其表层土就容易风化,剥落,原本稳定的边坡也有可能不稳定,遇到雨季就容易产生滑坡或塌方,造成不必要的损失。
本工程各罐组之间采用钢筋混凝土挡土墙的挡护形式,挡土墙兼做防火堤;油库边缘的边坡采用混凝土砌块的防护形式,在保证库区安全的前提下,力求防护措施的经济环保。
六、结语
山区新建油库工程的设计难点是地形和地质构造复杂多变,外部影响因素多种多样,因此,我们要做好场址选择、总平面布置和竖向设计等总图设计内容的关键是全面分析现有资料;充分利用自然地形;根据功能合理布置库区内各设施;慎重确定各台阶的竖向标高、妥善解决油库内外的防洪排涝、反复论证,制定行之有效的边坡防护措施,从而完成一个优秀的总图设计方案,为企业创造一个良好的生产、运营、生活的区域环境。
在其它山区油库的设计中,由于库容不同,自然地形各异,还应该在具体设计中,研究新情况,解决新问题,以推动总图设计水平不断向前发展。
参考文献:
[1]董光喜.山区建设油库总图设计特[J].油气田地面工程.2009,28(10).48-49.