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大型立式贮罐液压提升倒装施工工法

在大型立式贮罐施工中如何选择合理的施工工艺方法，直接影响贮罐的建造质量、工期、施工安全和施工成本。本工法针对惯用的正装工艺和充气顶升倒装工艺的不足，开发了液压提升倒装新工艺，贮罐施工安全可靠、缩短工期、降低施工成本、改善施工环境。本工法不仅适用于大型立式园筒形贮罐施工，也适用于大型立式多边形贮罐和钢结构的施工。
本工法的技术已获化工部科技进步二等奖，并获中国发明专利，专利号ZL93106576.3
一．工艺原理和特点
（一）工艺原理
本工法工艺原理是利用液压传动进行贮罐的提升倒装。在正装罐体最上一带（二带）和罐顶后，利用自锁式液压千斤顶和提升装置逐带进行倒装。提升过程中，通过液压控制系统进、回油使自锁式液压千斤顶往复运动。提升杆在千斤顶进油时完成上升移动，在千斤顶回油时被卡块自锁不下滑。通过液压千斤进、回油的不断循环，使提升杆不断上升，从而带着罐体同步上升，直到每带壁板的高度即可进行组焊。
第10带(最上一带)
正装一带顶盖开天窗
或
正装两带
第1带(最下一带)
对接组焊后，松开液压千斤顶自锁装置，就可以将提升杆落下，再进行下一带板的提升倒装。（见图１）

图１ 液压提升倒装工艺原理示意图

（二）特点
1．液压传动平稳可靠、提升同步性可控性好。根据贮罐的不同容积及不同重量，可增减
提升装置的数量。
2．无需象充气顶升法对贮罐采取密封和稳升措施，节约一次性密封材料消耗降低施工成本。无需密封措施使本工艺方法不仅适用立式园形贮罐施工，也适用立式多边组贮罐和钢结构施工。
3．每次提升到位时，壁板对接可调性好，错边量则可较精确的控制，从而确保贮罐的焊接质量。
4．每带壁板组装采取预留缺口的无约束力围板或散板组装，减少了因约束围板摩阻增加的提升负荷。同时也方便人、材料的进出和罐内外的施工联络。
5．采用自锁式液压千斤顶提升。安全可靠，施工中途停升调整或现场突然停电，提升的贮罐在任意高度位置可自锁，不会发生罐体下滑的安全事故，消除工人高度紧张的精神压力，减轻劳动强度提高工作效率。
6．液压提升操作和监控只需几个人，减少了劳动力投入降低施工成本。
7．施工中没有充气顶升倒装工艺造成的鼓风机噪声和尘土，焊接烟雾可方便排除，大大改善施工环境，提高了劳动卫生和文明施工水平。
二．工艺程序
（一）工艺程序要点
1．铺焊底板及边缘板，同时予制罐顶盖及壁板卷板；
2．正装最上两带壁板或最上一带板（一带板低于提升装高度，封顶时需在顶板开天窗）；
3．安装罐顶盖板，（加辅助中心柱）逐块拼装顶盖板；
4．安装胀圈并在提升部位焊接卡板；
5．安装提升装置并配装液压回路管道；
6．液压系统供油、排气并予紧提升钩头；
7．围下一带壁板，焊接外侧立缝；
8．供油提升１００ｍｍ左右，停升进行各部检查；
9．供油提升随时调整同步差，同步差控制在５０ｍｍ之内；
10．提升到位时调整对接间隙和错边量，点焊并焊接环缝；
11．落下提升钩头和胀圈，并安装在下一带板上；
12．重复7—11工序；
13．最下一带壁板（即第１带） 与上罐体对接（预留一张板洞口撤去提升设备）后，焊接与底板的角缝。
（三）施工网络图（见图２）
（四）施工总平面布置图
根据施工现场实际条件，进行平面布置。要求集中、方便、整洁。主要包括：预制平台材料堆场、电焊机及焊接材料库棚、材料进出和起重机行走道路、现场用电、用水配置和现场办公室和休息室等。
10天
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
①
⑨
⑩
⑩
⑩
2天
8天
15天
7天
45天
水试验
第九…一带板提升
焊接，第一带板与
底板角缝焊接。
（附件安装）
提升装置
安 装
顶盖安装
第十带板围板焊接，
装中心支撑
底板防腐
敷设焊接
V501罐
基础验收
2天
10天
5天
10天
5天
45天
V601罐
基础验收
底板防腐
敷设焊接
首 围 板
安装中心
支 撑
顶盖安装
提升装
置安装
第九…一带板
提升焊接，
第一带板与底
板角缝焊接。
（附件安装）

图2 南京扬子石化公司贮运厂 江边罐区
两台（V501、V601）20000m3施工进度网络图
三．液压提升倒装工艺施工计算
（一）最大提升荷载（Ｇｍａｘ）计算
Ｇｍａｘ＝Ｋ（Ｇ顶＋Ｇ附＋Ｇ…Ｇn）
Ｋ —— 摩阻系数
Ｇ顶 —— 罐顶盖重量（ｔ）
Ｇ附 —— 附加施工荷载（ｔ）
Ｇ…Ｇｎ —— 第２…ｎ带壁板的重量（ｔ）
（二）提升装置数量计算
Ｇｍａｘ
ｎ＝────
Ｐ
ｎ —— 提升装置组数
Ｐ —— 千斤顶允许荷载

（三）逐带倒装提升荷载计算（以10带板贮罐为例）
提升顺序
1
2
3
4
5
6
7
8
带板编号
罐顶盖
10,9
8
7
6
5
4
3
2
提升荷载
G1
G1+…+G8
G1+…+G7
G1+…+G6
G1+…+G5
G1+…+G4
G1+…+G3
G1+…+G2
注：G1——G顶+G附加施工荷载+G10+G9
四．提升装置与液压配管
（一）提升装置（见图3）
主要由立柱（含支撑） 、提升钩头 、提升杆及液压千斤顶组成。每组提升装置允许荷载小于１５ｔ，提升高度１８００ｍｍ（按常用板１６００ｍｍ设计）。
（二）液压配管（见图3）

主进、回路管
高压胶管
回路环管
1800

提升杆
液压千斤顶

立柱

支撑杆

提升钩头

第10带
现场配管由无缝管组成主进、回路管，泵到主进、回路管和千斤顶到主进、回路管采用高压胶管连接。

图3 提升装置及液压回路配管示意图

五．主要机具设备配备（以２００００ｍ3贮罐为例）
序号
设备名称
规格型号
用途
数量
1
行走式起重机
１５～２５ｔ
围板及罐顶盖吊装
1
2
自行式火焰切割机
无级调速
下料、坡口
2
3
卷板机
２０００×３０ｍｍ
卷壁板
1
4
焊机
直流
焊接
12
5
真空泵
叶片式
底板真空检漏
2
6
倒链
３～５ｔ
收紧围板
6
7
提升装置
立柱、钩头、提升杆
提升倒装
40
8
液压千斤顶
穿心式１５吨
提升倒装
40
9
液压控制台
２０ＭＰａ601／min
液压系统
1
10
空压机
6～９ｍ3
焊缝打磨
2（1）
11
烘箱
500℃
焊条烘烤
1
12
恒温箱
300℃
焊条恒温保存
1
六．劳动组织
（一） 劳动力配备（以20000m3贮罐为例）
序号
主要工种
工 作 范 围
人数（人）
1
电 焊 工
焊接
20
2
气 焊 工
下料及割除辅助卡具
4
3
铆 工
放样下料围板组装
20
4
钳 工
操作液压控制台及维修
2
5
电 工
动力及照明配线
1
6
起 重 工
吊装
8
7
探 伤 工
焊缝抽透
2
8
材 料 工
进料
1

（二） 施工管理人员
序号
专 业
工 作 范 围
人数（人）
1
技术管理
工艺交底、监督实施、
推广新技术、交工资料
1
2
质量管理
工序及过程质量检查随
时消除质量隐患
1
3
安全管理
检查监督安全施工防止
机械人身事故
1

（三）管理措施
１．执行责任制和有关制度；
２．执行液压提升工艺操作规程和安全规程；
３．合理安排工序衔接和节点缩短工期；
４．落实经济责任制，加强材料核算，合理使用手段用料。
七．质量标准及质量控制
（一）质量标准
贮罐及几何尺寸质量按照 GBJ 128-90立式园筒形钢制焊接油罐施工验收及规范执行；
（二）质量控制措施
１．制定质量目标一次合格率９８％以上；
２．严格自检、互检、专检制度随时控制质量偏差；
３．开展ＱＣ小组活动，严格工艺纪律，加强工序控制。
八．安全措施
除严格执行《建筑安装工程安全技术规程》外，还应该严格执行如下要求：
１． 严格检查罐内液压控制台电缆和配电板是否可靠，绝对不允许绝缘不良和未加护管的电源直接引入罐内，并要良好接地；
２． 严格执行提升的予紧工序，检查所有提升钩头受力情况，发现损坏失效的千斤顶自锁卡块及时予以更换；
３． 提升时要严格进行同步性观察，不得超偏差提升；
４． 调整千斤顶松卡装置必须使用可靠的工作梯，不得攀高操作；
５． 不得砸压油路软管，罐内要设置足够可靠的灭火器材。
九．效益分析
（一）经济效益
液压提升倒装与国内普遍使用充气顶升倒装比较 （以20000ｍ3贮罐为例）按可比项,单消耗部分可节约24000元/台。
（二）社会效益
１．工期效益
由于液压提升倒装工艺施工速度快，比工期定额减少６０－８０％，大大缩短了工期，使建设单位早日投入使用，充分发挥了国家的投资效益。
２.安全效益
由于液压提升倒装工艺安全可靠，劳动强度低、施工噪声低、施工环境改善，所以有利于提高工人的劳动效率，有利于促进工人身心健康。克服了充气顶升工艺潜在的不安全因素，避免了跌罐等恶性事故发生。
经 济 效 益 比 较 （ 按 可 比 项 ）

充 气 顶 升 法
液 压 提 升 法
设 备 费
一次投入按50次周转，
每次使用费2000元
一次投入按50次周转，
每次使用费3000元
消耗材料费
密封用胶板，每台罐消耗2000元
液压油泄漏补充及接头垫,
每台罐消耗500元
人 工 费
每台罐提升10次，每次顶升用
２小时，监控密封需20人，
合计400工时人工费5600元
同样提升10次，每次用0.5小时，监控只需６人，
合计30工时人工费420元
合 计
２７６００元
３９２０元
效 益
每台罐节省 ２３６８０元
十．工程实例
我公司自１９９２年实施本工法以来， 共施工2000-20000ｍ3大型贮罐３５台，均以安全可靠、质量优良、缩短工期的良好信誉受到建设单位的肯定。
仅以某公司寅运厂２台２００００ｍ3石脑油贮罐施工（９２．１０）为例，工程质量优良、比合同工期还提前一个月完成，充分显示本工法的优越性。

我公司采用液压提升倒装工艺施工的贮罐工程一览表
序号
单 位
贮 罐(m3)
数 量
施工时间
1

20000
2
1992.10
2

20000
1
1993.04
3

10000
2
1993.08
4

3000
4
1993.08
5

2000
2
1993.08
6

5000
4
1993.10
7

1000夹套
1
1993.10
8

20000
2
1993.12
9

10000
2
1994.03
10

10000
2
1994.08
11

5000
1
1995.08
12

20000
3
1995.08
13

Φ6*22m料仓
1
1994.09
14

2000
4
1994.08
15

7500双层氨罐
1
1995.09
16

30000内浮顶
2
1996.05
合计
37

执 笔: 杨 守 全