石油化工老装置区地下给排水工程施工安全控制分析

刘欢

摘要：石油化工老装置区由于存在大量不停车状态的临边装置以及各种类型的障碍物，在对该类装置区进行改建、扩建，尤其进行地下给排水工程施工时，通常会面临比较高的施工难度。研究基于石油化工老装置区给排水施工中的各类障碍和存在的主要风险，对该类型装置区改建、扩建问题中的安全控制措施进行了分析，对全国范围同类型工程项目施工具有一定借鉴意义。

关键词：石油化工;老装置区;地下给排水;安全控制

中图分类号：TE65;TQ050.7

文献标识码：A

文章编号：1001-5922（2019）08-0124-03

就石油化工类的生产厂区给排水设计而言，其设计规划质量将会直接对化工生产厂区的给排水系统总体的合理性起着决定性影响[1-3]。室外给排水的整体设计，含有大量的单项给排水工程规划设计，而这些所有的规划设计在叠加后，就会共同形成一个复杂且庞大的给排水网络系统工程。

石油化工老装置区地下给排水管道施工的风险因素主要是深基坑、对原有设施的防护及拆除以及管道安装等过程的安全防护[4-6]。这些关键过程未能获得充分的识别与控制，将有很大可能导坍塌、掩埋、物体撞击等，更甚者还将产生安全事故，如火灾、爆炸等[7]。因此，对给排水工程施工过程中关键环节的控制技术必须给予高度重视，方能有效地避免发生各类事故。

1 化工厂给排水工程施工管理

1.1 给排水施工方面的技术管理

污水处理系统的建设，应将处理工艺的审核与评估作为重点。A/O工艺是我国化工生产区对污水处理中应用最为广泛的工艺之一[8]。通过使用好氧消化液和活性硅藻土等具有良好理化性能的物质，能很好地对污水进行过滤与沉淀，大量清除污水中的氮元素和磷元素，从而降低污水对环境的污染[9]。在应用这种处理工艺时，必须对污水处理反应器的处理能力与反应效果进行仔细分析和反复推敲，以便于更好地降低工程建设的风险。

1.2 给排水工程施工材料方面的管理

对化工厂区给排水管网的设计和施工，必须积极呼应以塑代替钢的有关政策，且应选择聚丙烯复合管、PVC管、PE管等材料进行设计、规划、施工[10]。相比金属材料，这些新型的复合管材料具有非常明显的优点，如使用寿命长、排水量大、重量輕、施工便捷等。同时还能使给排水工程对钢的依赖得到有效降低。

2 老装置区地下给排水工程施工安全控制

2.1 深基坑工程施工

2.1.1 基坑边坡和支护结构的确定

在进行基坑施工前，首先需要对现场进行勘探和调查，详细了解现场施工环境，认真分析地质勘查报告，在基于对开挖位置地质情况的了解情况下，按照土质分类、力学指标、开挖深度等因素，来确定边坡的坡度，或是按照土质和地下水状况以及开发深度等来确定支护结构方法，进而制定出深基坑工程的施工技术方案[11]。另外，对基坑开挖的深度需要由专家根据施工单位和监理单位的要求对专项施工方案进行实施论证。

2.1.2 开挖方法的选择

为了防止对原有地下工程的损坏，根据老装置区地质条件的复杂性，在进行开挖前，应沿着沟槽开挖纵向和横向探槽，从而确定地下设施的具体位置和设施状况，然后在确认保护措施之后，才可以运用机械开挖的方法[12]。同时，在与原管道相距1m、与原电缆相距2m的范围内，必须选择使用人工开挖的方式进行，方能确保原有设施的安全。

2.1.3 降低基坑坡顶荷载

在制定方案时，不仅要对施工荷载给予充分考虑，还需要限制堆载级别与堆载、机械等距离基坑边缘的安全距离[13]。同时，还应对施工人员进行书面交底，对现场加强监督管理。

2.1.4 采取降水措施，保证基坑稳定

引起基坑塌陷的主要原因之一是地下水。对于降排水措施来说，应该按照不同的因素来确定地下水的控制方法，比如场地内的地下水位状况、场地和周围地区工程地质条件、水文地质条件、周围环境状况、支护结构形式、管道基础形式[14]。如果场地周边存在地表水汇流和排泄，以及地下水管发生渗漏或是在雨季时，必须对基坑采用保护措施，防止地表水流进基槽，从而增加边坡土的压力。

2.1.5 边坡控制

对没有支撑放坡的基坑进行开挖时，必须要对边坡的坡度做好控制，而对于有支撑的基坑进行开挖时，必须对纵向放坡坡度做好控制[15]。基坑在使用无支撑放坡进行开挖时，需要对边坡随时开挖随时修，而不能开挖反坡。而基坑在采用有支撑开挖过程中应注意临时放坡，避免开挖过程中发生边坡失稳现象或者因滑坡造成事故。

2.1.6 严格按照设计要求开挖和支护

基坑开挖应严格按照开挖方案进行，并且开挖范围、开挖顺序、支护顺序应符合支护结构设计条件。对软土基坑必须以分层、分块的方式进行开挖，尽可能的减短基坑开挖卸荷的尺寸，缩短无支护暴露的时间，降低开挖中的土体扰动范围，从而使得开挖空间的大小与开挖支护的时限，可以最大限度的制约了围护结构的变形与基坑周围土体的位移及沉降。

2.2 对原有设施的防护及拆除

在旧装置区域的施工过程中，必须要做好对原有设施的防护工作，如原有的地下管道、地上管道、电缆、建筑物、构筑物和设备。

1）施工前，应按照施工单位所提供的装置区域的原有设施图，详细了解基坑开挖和影响等范围内的所有设施情况，通过查阅与之相关的专业技术资料，从而对原有设施的数据信息更好的掌握。对于资料不详以及与实际不符合的资料，或者资料中没有反映出的情况，需要由建设单位查询，必要时应在监理旁站下对基坑进行坑探查明。

2）各项设施的安全防护措施应根据调查结果进行确定，并且制定一份具体施工技术方案。

3）对基坑开挖范围内的管道来说，需要由施工单位、设计单位、监理单位等共同协商，以此确定管道的拆除、改造、加固等措施，经过检查和验收确认符合标准之后，形成文件方能讲行施工。在施工讨程中，对管道的检查、维护和观测必须指派专人负责，在发现异常情况时，应立即采取安全技术措施。

4）对既有结构物应通过对结构物加固主体结构、加固下部基础、基础托换等方式，来提高結构物自身的抵抗变形能力，从而方能有效确保结构本质的安全。

2.3 管道安装

2.3.1 起重吊装作业

在石油化工装配区的给排水工程中，其中施工最困难的管道系统则分别为：钢筋混凝土雨水与钢循环水等管道工程。

1）对钢筋混凝土管道而言，它所具有的特征为自重大、管节多、安装不易等。因此，在施工过程中，应选择使用专用吊装带来吊装管体，这样可以防止管体损坏，以及防止造成吊装带承受冲击应力。在管道吊装到管基之后，则需要利用木制楔形固定管体，以便于防止因管道滚动而造成人员挤伤。

2）对大口径循环水管道来说，它具有柔性大、刚度低、防腐涂层保护难度大等特点，因此在吊装过程中必须选用变形加固措施。

3）在对管道进行吊装前，需要对地基基础、临时支护、起重机械、管道本身等在不同应力条件下的强度和刚度以及稳定性进行校核计算，在确定合格后方可准许作作业。

2.3.2 管道安装

1）通常对于大口径的钢筋混凝土管道的安装方法主要有：千斤顶拉杆法、倒链拉入法、卷机场拉人法，在施工之前，应按照管节的自重来选择拉人方式，同时还需要对整套施工设备的强度和刚度以及稳定性进行校核计算，并设计出锁管方式，从而确保管道的稳定。

2）对大口径钢管进行焊接时应注意：①应注意对动火作业区与相邻作业安装区之间防火隔离措施的可靠性进行验收，并且形成记录;②对于基槽中的焊口位置和影响区内存在着渗漏污油的土壤，应采取的措施为换填、防火布、铺设砂石隔离等措施;③在进入管道内部进行作业时，所要采取的措施则为检测、通风、检测等。

3）在对大口径压力管道进行水压试验之前，必须要设计和计算好管道的背板和堵塞板，以便于防止在实验过程中由于强度不足而导致发生损伤事故。

3 结语

相比于新建厂房管道系统设计或运行来说，针对石油化工老装置区地下给排水管道的改造、扩建施工工程中的危险性和难度系数要更高，施工安全控制的要求也更高。进一步探索研究化工厂区给排水规划设计和施工管理方法，针对石油化工老装置区的特点，进行了深基坑开挖、降水及支护，原有设施的保护及拆除以及大口径管道吊装、铺设及焊接过程等环节的分析，得出了各环节的工程施工安全控制办法，为同类型工程施工提供了借鉴。

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