完全創新的儲油罐

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七 水中油罐施工分解說明
在沒有建成實物之前，人們對實現如此巨大的水中油罐，必然會擔心實施中會遇到一系列工程技術問題，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，主要分內部及外部兩方面，內部因素有混凝土的強度、密實性、水泥用量、水灰比、氯離子及堿含量、外加劑用量、保護層厚度等。外部因素主要是環境條件，如溫度、濕度、CO2含量、侵蝕性介質、載荷等。美國混凝土協會（ACI）確認了4種鋼筋混凝土保護有效附加措施：環氧涂層鋼筋、鋼筋阻銹劑、陰極保護和鋼筋混凝土防腐蝕涂料。其中“底層+中間層+面層”的防腐復合技術已成為鋼筋混凝土最有效最經濟的防護措施，受到世界各國的高度重視和快速推廣應用。
很多大型露天工程，歷經酷暑嚴寒，風吹雨淋日曬，設計壽命都能達到100年甚至120年。設計壽命是指無大修時間，并不是達到設計壽命后就不能用了，而混凝土基礎部分，就是到達百年，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2012年的報道，歷盡 100多年考驗，至今還在發揮良好的排水作用。北京豐臺的老鐵路橋建于30年代至今橋墩和檔墻完好。最強的例證，2006年10月15日，日本《產經新聞》報道，日本鹿島公司等3家企業聯合開發的新型混凝土“EIEN”的壽命最長可達1萬年。
涂料科技也在發展中，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，納米改性環氧封閉劑在鋼筋混凝土上的附著力（拉拔法）超過6MPa，遠優于現有的環氧封閉漆（2～3MPa）。測試表明，經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（耐人工加速老化時間在3000h以上）。
聚脲彈性體（SPUA），由于其優異的物理、化學、力學性能，防護與防腐性能無與倫比，是涂料領域最偉大的發明，也是傳統涂裝施工技術的一次革命性飛躍。近十余年來在全球發展十分迅猛。我國很多大型及重點工程（如地鐵及高鐵等）都使用了這一技術。
聚脲彈性體特點如下：
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，不產生流掛現象，10秒鐘凝膠，一分鐘即可達到步行強度。
2、雙組分，100%固含量，不含任何揮發性有機物，環保。
3、可按1:1體積比進行噴涂或澆注，一次施工的厚度范圍可以從數百微米到數厘米，克服了以往多次施工的弊病。
4、優異的理化性能，如抗張強度、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。并且有優異的抗混凝土開裂性、對混凝土開裂的防護性很好。
5、具有良好的熱穩定性，可在120℃下長期使用，可承受230℃的短時熱沖擊。
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，手感從軟橡皮（邵A30）到硬彈性體（邵D65）。
8、原形再現性好，涂層連續、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良的附著力
10、施工快速高效，一次即可達到設計厚度要求，單機日施工面積在1000平米以上。
11、對水分濕度不敏感，施工時不受環境濕度條件的影響。
彈性聚氨酯油罐涂料曾是軍方混凝土油罐經實踐考驗的一個較好品種，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域就是建筑工程，混凝土有了聚脲彈性體的保護，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，延長時間將取決于保護層的壽命，而聚脲彈性體的高度穩定性，耐老化性，自身壽命極長，現有資料表明，一次涂裝2mm厚度，壽命可達50年以上，如果在涂層有老化跡象時，再次涂裝，混凝土再次得以完全保護，如此反復，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于配方中，堵塞混凝土的毛細孔，從而達到阻止水分及有害物質侵入混凝土內部。而聚脲彈性體同樣達到了這一目的�？梢哉f，混凝土+聚脲彈性體=壽命無限。
鋼筋混凝土陰極保護技術。熱噴涂陽極涂層在鋼筋混凝土上應用的研究報告也證明，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部的鋼筋相連，使它們相互連通導電，混凝土則成為電解質并形成原電池，不需要外加電流金屬鋅即可實現對鋼筋的陰極保護。
上述新技術都為混凝土油罐的長壽提供了物質保證。尤其是聚脲彈性體的應用，對過去最難控制的水及腐蝕性物質對混凝土的侵蝕，做出了突出貢獻。如果對水中罐內外噴涂厚達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。使用中若發現有局部破損跡象，如最頂端露出水面部分，出入通道口等最容易損毀部位，可隨時修補噴涂，如此可將影響混凝土壽命的負面因素達到完全徹底全面的控制。罐體受力不均——可以排除，體表結冰——可以排除，風吹雨淋日曬——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侵蝕——可以排除，如果影響混凝土油罐壽命的負面因素幾乎全部排除，水中罐的壽命還會是百年嗎？結論一定是數百年乃至千年，甚至更長遠。
50年前投入使用的混凝土油罐短壽的主要原因有：① 風吹雨淋日曬的影響，使其頂部表面不斷風化破損，對此水中油罐在設計中考慮到這一因素，頂部加設了蓄水（土）池，從而避免了風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，當時國家經濟困難，財政緊張，為了減少投資，設計罐體厚度較薄，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），而灌頂的設計就更薄了。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，因為熱脹冷縮能加速水的滲透，加速裂紋的進程，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 油罐表面結冰能大大加速混凝土表面的破損，水中油罐不存在結冰的問題（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，一旦某部位出現拉力，拉力超過臨界值就會產生裂紋，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，內外壓力接近平衡，外壓力還略大于內壓力，故油罐本體絕大多數部位不承受拉力，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，可在此環周應用預應力技術，消除拉力的負面影響。⑥ 傳統混凝土油罐受到地震、臺風的負面影響，水中油罐沒有這些不利因素。這一系列改進及涂料科技的進步，都能使混凝土油罐再次重新進入油料儲運行列，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 嚴格抗滲等級設計標準；
2 采用耐久性配方；
3 適當加厚混凝土厚度，尤其是長期與水接觸的部位，使無滲透區域加大；
4 適當拉大鋼筋至體表距離，使鋼筋遠離銹蝕源；
5 罐底及罐最外環體，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，進一步提高保險系數；
6整個罐體包括上部水池，均做SPUA防護層，防止一切有害物質的侵蝕；
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 庫區兩頭可設兩口深機井，必要時可利用地下水與水池水循環，提高水池水溫；② 冬季可對整個油罐及水池覆蓋一層薄膜，利用陽光溫室效應提高水溫；
9避免在高寒地區使用，減少受凍概率；
10 油罐內部金屬件，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，如埋入分艙內的吊環，浸泡在水中的總進出管件接口，罐底埋入二次澆注混凝土中的金屬件，均優選316號不銹鋼制作。可以更換的，如油面上方的人孔、油管、消防管、呼吸管、取樣管、液位計管等接口，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，如果銹蝕嚴重，隨時可以清罐更換。
11進入油艙內的埋入式金屬件，當罐體內部做保護涂層時，露出部位順手也做保護涂層，如管件接口、人孔、吊環等。
12油罐最外層環形墻體，除了向下的壓力外還有向外的推力，因而使環墻出現拉力，因此可在外環墻垂直段上加載預應力，以消除負面影響。
13地震時水池會來回震動，運動后方池壁對水會產生推力，此推力會傳導到油罐體上，為減少傳導到油罐的推力，池壁做成傾斜狀，這樣池壁推動的水，會改變運動方向，轉為向上，并保證水面寬度在數米以上，水面寬度大一些，有利于水向上的波動。
14針對地質水文及氣候條件選好庫址。
實現上述全部或大部分措施后，水中油罐壽命將獲得極大提高，百年應該沒有任何懸念，更長的年限才是我們的追求目標。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，應用在不經風雨日曬，四季溫差極小的水中罐上，加上SPUA涂層的保護，追求數百年甚至更高的壽命目標，是理所當然的。有了高壽命目標，制定一切規劃方針，就有了更高的起點，無論是設計還是施工，均有更高的標準與要求。如果能引進日本的萬年混凝土技術，更是能錦上添花。水中油罐的年均單價，將會隨著混凝土耐久性的提高有望越來越低，最終達到一個極低的水平，加上混凝土油罐特別優異的性能，使其具有無與倫比的性價比優勢�；炷�土水中油罐有了聚脲彈性體（SPUA）的防護鎧甲，長壽之門已經打開，數百年乃至千年的美好前景等待我們去實踐去探索。環保、安全、低價，造福子孫后代的水中油罐，必將來臨。

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3艙10萬方水中罐設計參考方案
總示意圖如下：


總剖面圖如下：


罐體示意圖如下：

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


罐體數據
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
總容積：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~強烈關注~~�。。。�！:D

qinglingabcd

油罐扔在了太空上？還是夢里？:lol

jinqhua

應該肯定這種想法，但還沒有人去冒險投資。

bkqcycyqm

這是樓主杜撰的。

lqystudio

能有l圖紙就巴適了