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摘要：本文首先分析了大型LNG储罐施工工艺技术，最后对LNG储罐预应力钢筋混凝土的施工质量控制进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：大型LNG储罐;混凝土施工技术;质量控制
随着我国社会经濟、科技的迅速发展，天然气在各个行业中得到了广泛的应用。液化天然气（简称LNG，）作为一种优质、环保的燃料，由于其主要成分是甲烷，因此在燃烧过程中不会产生有害物质，也不会对人们的生活环境造成影响，是世界上最为干净的能源。通常采用大型低温LNG储罐实现液化天然气的储存，此类罐体具有众多的优势，从而在人们生产中应用较多。根据液体和蒸气收集情况的不同，大型LNG储罐可分为三种结构形式，即单容罐、双容罐和全容罐。单容罐由双壁单顶的罐体组成，储放液态的LNG。此罐体的内容器采用圆柱形钢制壳体。在单容罐正常使用时，其蒸气只能存放于内外壁之间的空间。为了保证储罐的使用安全，应该砌堤墙将单容罐包围起来。单容罐虽然投资较低，但其安全性能不高，很少适用于接收站储罐设计。
1 大型LNG储罐施工工艺技术
1.1 桩基施工工艺
1.1.1 钢筋笼施工
在施工中，钢筋笼部件一般都是在施工现场进行制作，因此，施工人员应该严格按照相关要求进行施工，对焊接、捆扎等施工环节进行控制，保证钢筋笼的规格、参数等能够满足工程要求，才能从根本上保证整个工程的质量。
1.1.2 混凝土施工
混凝土的质量对整个工程的质量有着直接影响，只有对混凝土搅拌、运输等环节进行控制，才能保证施工质量。首先，对混凝土的配比进行控制，在施工中，工作人员应该依据施工现场的实际情况对混凝土的配比进行实验，根据实验数据选择合适的混凝土配比。其次，在搅拌过程中还要及时对混凝土的坍落度进行控制才能保证工程质量。最后，在混凝土运输过程中，工作人员应该对混凝土浆液的温度进行控制，保证温度的合理性，防止出现离析现象。
1.1.3 钻孔
钻孔施工是整个 LNG 储罐桩基施工的重要环节，对整个工程质量有着直接影响。首先，应该对孔的位置进行控制，保证孔位置的合理。在孔位置确定过程中，一般都是采用“十”字线技术对孔的位置进行测量。在钻孔位置确定以后采用井字放线护桩，能够提高桩位置的准确性。 其次，护筒施工，工程施工中，护筒工作十分重要。如果钻孔的深度较深，由于孔内静水压力，甚至会出现孔内坍塌现象，从而对桩基的稳定性造成较大影响。护筒能够避免孔内坍塌，提高桩基稳定性。再次，钻孔施工质量的控制，在钻孔中，工作人员要对钻杆的垂直度进行控制，在钻进过程中，工作人员除了添加泥浆，还要对孔的垂直度进行测试，防止出现倾斜，并且还要严格按照钻孔顺序进行施工，不仅能够保证施工质量，而且还能提高施工效率。第四，在钻孔完成以后，还要及时进行清孔，通常来说，清孔主要可以分为两个部分，在钻孔完成前，应该对孔沉淀进行控制，灌注完成以后，要对沉渣进行清除，并且做好检测工作。最后，所有工作完成后，就可以进行浇筑，在混凝土浇筑时，应该保证物料、施工人员等充足，实现连续浇筑。
1.2 外罐施工工艺
LNG低温储罐外罐通常为预应力混凝土结构，重点关注混凝土外罐墙体由于混凝土水化热控制不好易出现温度裂缝，虽然多数是表面裂缝，但影响总体感观质量;二是外观尺寸，特别是外罐的垂直度和表面平整度等，直接影响拱顶气压顶升实施;三是预应力管道的施工，尤其需要做好过程中的成品保护和接头处的密封工作，防止混凝土进入管道内部。四是预应力施工工艺，重点在于预应力筋穿束、张拉顺序、张拉方式、孔道灌浆等各环节。外罐墙体模板拼接容易出现模板面弧度、尺寸、垂直度等超标。施工中要求按照图纸中加工尺寸，制作造型木弧度样板;精确测放出模板位置，用水准仪检查标高。混凝土外罐施工关键在于防止水化热产生裂纹，主要从外墙混凝土配合比设计、分层分段浇筑施工、混凝土洒水覆盖等方面进行控制管理。预应力预埋管通常采用通球试验保障内部通畅。
1.3 拱顶施工工艺
拱顶施工工艺主要为模块化施工工艺，将拱顶分块预制后组装焊接成整体，采用整体气压顶升工艺将拱顶顶升到安装位置焊接固定。
拱顶气压顶升工艺应用空气压差原理实现，重点是平衡系统和密封系统。平衡系统确保拱顶从组装位置上升到安装固定位置过程中的平衡问题，通常使用一定数量的钢丝绳结合传导和固定装置构成平衡系统。密封系统是确保拱顶与罐体之间的空腔形成相对密封结构，通过不断鼓入空气在空腔内形成压缩空气使得空腔内外部形成压力差，使拱顶产生上升的动力实现拱顶上升到安装固定位置焊接固定。
1.4 内罐壁板施工工艺
组装前应对预制的壁板进行复检，合格后方可组装，需重新校正时，应防止出现锤痕。为留出人员和机械的放置区域，在外罐壁板底部留出一张板的空间不安装，所以在内罐施工中要防止罐体把预留区域两侧的壁板压弯，要对预留区域两侧壁板做临时支撑固定处理。在内罐施工后拆除临时支撑，并安装内壁壁板。在内罐施工时，外罐拱顶和预留出口处都要设置鼓风机，以保证罐内通风和空气质量，将预制内罐壁板吊运到外罐内，利用灌顶预留轨道和电动葫芦将内罐壁板由内向外依次排列。
1.5静水压试验
内罐静水压试验主要验证内罐强度及储罐整体沉降情况。静水压试验水源目前有海水和淡水两种，采用海水进行试验前需要做好静电防腐蚀工作。注水前、注水中、排水及排水后分阶段观测内罐体、基础等沉降情况，过程中随时观察内罐体是否有渗漏，为避免水汽凝结必要时在夹层采取强制通风措施。
2 LNG储罐预应力钢筋混凝土的施工质量控制
2.1 严格控制材料质量 LNG储罐预应力钢筋混凝土施工中所用的金属波纹管应该具有较高的清洁度，表面和内部都不能附着杂物，更不能出现锈蚀的情况，咬口应该完好平整。除了外观和规格，施工前对于金属波纹管的检查还应有以下几方面：第一，集中荷载下径向刚度，第二，荷载下抗弯曲指标，第三，荷载下抗渗漏指标。只有检验全部合格后才能被用于正式施工中。集中荷载下径向刚度和抗渗透性是决定金属波纹管质量的重要指标，但是在施工现场对这两项进行检验具有一定的难度。如果金属波纹管有可靠的检验报告再加上施工单位有丰富的施工经验，也可以不用进行这两项检验。
预应力钢绞线是LNG储罐预应力钢筋混凝土施工中最重要的材料，对其质量检验也必不可少。钢绞线应该具有产品合格证书和质量检测报告，在进场前，技术人员要对钢绞线的外观进行详细检查，表面只可以有轻微浮锈，不能出现油污和大面积锈蚀，更不能出现损伤。钢绞线的捻距应该符合相关要求，施工单位可以从同一批次的钢绞线中进行随机试验，检验合格后才能使用。
2.2 控制混凝土浇筑质量
在浇筑混凝土前需要提前对各项施工环节进行检查，确保钢绞线和管道等质量再进行下一步澆筑作业。混凝土浇筑的顺序是，先进行底板和腹板混凝土浇筑，然后再进行顶板混凝土的浇筑。波纹管之间的间距通常很小，在一定程度在提高了混凝土浇筑振捣的难度。施工人员可以采用规格较小的振动棒进行振捣。混凝土浇筑完成后做好养护工作。
2.3 控制预应力灌浆质量
预应力灌浆施工在LNG储罐预应力钢筋混凝土施工中地位非常重要，能起到预防预应力钢材产生锈蚀的效果，增强预应力钢材和混凝土的粘结力，达到设计的应力效果。密实是预应力灌浆的基本要求，能将预应力钢绞线完全包裹住。因为张拉完成后的钢绞线非常容易腐蚀，所以在灌浆工作应在张拉后的四周内进行。一般来说，灌浆所用的是纯水泥浆，施工前对水泥浆原料和比例进行检查，水、灰比例应在0.45以下。为了提高灌浆的密实度，在加入减水剂后的水泥浆，其比例可适当降低。拌和3h后的浆体泌水率应该在3%以下，在24h后泌水就应该被吸收。灌浆作业对灌浆管强度要求较高，能承受压浆的巨大压力，目前LNG储罐预应力钢筋混凝土施工经常采用的灌浆管是高强度橡胶管。
灌浆施工对外界温度也有要求，如果在气温过低的条件下进行灌浆，浆体容易受冻导致混凝土出现裂缝，所以，灌浆时的气温应该在5℃以上。在气温过高的夏季进行施工时，灌浆作业应该在凉爽的夜间进行。水泥浆在灌入之前的温度应该保证在35℃以下。灌浆作业应该连续进行，中间不能中断。施工前准备好发电机，防止在压浆时候突发停电情况。如果孔道发生堵塞现象，施工人员应该马上用高压水枪冲洗管道，重新进行压浆作业，务必确保压浆的密实度。浆体灌满之后将封闭排气孔，然后继续加压，2min之后关闭灌浆孔。
3结束语
综上所述，预应力钢筋混凝土施工是LNG储罐工程的重要组成部分，关系着整个工程的建设质量，因此，施工单位一定要对预应力钢筋混凝土施工加以重视。本文阐述了在预应力施工中需要重点把控的质量问题，但是在实际施工中，施工人员需要注意的事项远远不止以上几项。施工单位应该严格按照设计方案进行规范化施工，不断积累施工经验，保证每一环节的质量水平。
参考文献：
[1]方强，汉鹏，樊宏伟.LNG混凝土外罐拱顶施工裂缝分析及应对措施[J].石油化工建设.2014（04）.
[2]祝岩青.LNG储罐检测仪表及储罐管理系统（TMS）的应用[J].仪器仪表用户.2018（06）.
[3]翟耀峰，龙兆耀，季龙剑，陈健.LNG低压储罐施工技术及质量控制[J].深冷技术.2015（07）.
（作者单位：中国海洋石油工程质量监督渤海中心站）
关键词：大型LNG储罐;混凝土施工技术;质量控制
随着我国社会经濟、科技的迅速发展，天然气在各个行业中得到了广泛的应用。液化天然气（简称LNG，）作为一种优质、环保的燃料，由于其主要成分是甲烷，因此在燃烧过程中不会产生有害物质，也不会对人们的生活环境造成影响，是世界上最为干净的能源。通常采用大型低温LNG储罐实现液化天然气的储存，此类罐体具有众多的优势，从而在人们生产中应用较多。根据液体和蒸气收集情况的不同，大型LNG储罐可分为三种结构形式，即单容罐、双容罐和全容罐。单容罐由双壁单顶的罐体组成，储放液态的LNG。此罐体的内容器采用圆柱形钢制壳体。在单容罐正常使用时，其蒸气只能存放于内外壁之间的空间。为了保证储罐的使用安全，应该砌堤墙将单容罐包围起来。单容罐虽然投资较低，但其安全性能不高，很少适用于接收站储罐设计。
1 大型LNG储罐施工工艺技术
1.1 桩基施工工艺
1.1.1 钢筋笼施工
在施工中，钢筋笼部件一般都是在施工现场进行制作，因此，施工人员应该严格按照相关要求进行施工，对焊接、捆扎等施工环节进行控制，保证钢筋笼的规格、参数等能够满足工程要求，才能从根本上保证整个工程的质量。
1.1.2 混凝土施工
混凝土的质量对整个工程的质量有着直接影响，只有对混凝土搅拌、运输等环节进行控制，才能保证施工质量。首先，对混凝土的配比进行控制，在施工中，工作人员应该依据施工现场的实际情况对混凝土的配比进行实验，根据实验数据选择合适的混凝土配比。其次，在搅拌过程中还要及时对混凝土的坍落度进行控制才能保证工程质量。最后，在混凝土运输过程中，工作人员应该对混凝土浆液的温度进行控制，保证温度的合理性，防止出现离析现象。
1.1.3 钻孔
钻孔施工是整个 LNG 储罐桩基施工的重要环节，对整个工程质量有着直接影响。首先，应该对孔的位置进行控制，保证孔位置的合理。在孔位置确定过程中，一般都是采用“十”字线技术对孔的位置进行测量。在钻孔位置确定以后采用井字放线护桩，能够提高桩位置的准确性。 其次，护筒施工，工程施工中，护筒工作十分重要。如果钻孔的深度较深，由于孔内静水压力，甚至会出现孔内坍塌现象，从而对桩基的稳定性造成较大影响。护筒能够避免孔内坍塌，提高桩基稳定性。再次，钻孔施工质量的控制，在钻孔中，工作人员要对钻杆的垂直度进行控制，在钻进过程中，工作人员除了添加泥浆，还要对孔的垂直度进行测试，防止出现倾斜，并且还要严格按照钻孔顺序进行施工，不仅能够保证施工质量，而且还能提高施工效率。第四，在钻孔完成以后，还要及时进行清孔，通常来说，清孔主要可以分为两个部分，在钻孔完成前，应该对孔沉淀进行控制，灌注完成以后，要对沉渣进行清除，并且做好检测工作。最后，所有工作完成后，就可以进行浇筑，在混凝土浇筑时，应该保证物料、施工人员等充足，实现连续浇筑。
1.2 外罐施工工艺
LNG低温储罐外罐通常为预应力混凝土结构，重点关注混凝土外罐墙体由于混凝土水化热控制不好易出现温度裂缝，虽然多数是表面裂缝，但影响总体感观质量;二是外观尺寸，特别是外罐的垂直度和表面平整度等，直接影响拱顶气压顶升实施;三是预应力管道的施工，尤其需要做好过程中的成品保护和接头处的密封工作，防止混凝土进入管道内部。四是预应力施工工艺，重点在于预应力筋穿束、张拉顺序、张拉方式、孔道灌浆等各环节。外罐墙体模板拼接容易出现模板面弧度、尺寸、垂直度等超标。施工中要求按照图纸中加工尺寸，制作造型木弧度样板;精确测放出模板位置，用水准仪检查标高。混凝土外罐施工关键在于防止水化热产生裂纹，主要从外墙混凝土配合比设计、分层分段浇筑施工、混凝土洒水覆盖等方面进行控制管理。预应力预埋管通常采用通球试验保障内部通畅。
1.3 拱顶施工工艺
拱顶施工工艺主要为模块化施工工艺，将拱顶分块预制后组装焊接成整体，采用整体气压顶升工艺将拱顶顶升到安装位置焊接固定。
拱顶气压顶升工艺应用空气压差原理实现，重点是平衡系统和密封系统。平衡系统确保拱顶从组装位置上升到安装固定位置过程中的平衡问题，通常使用一定数量的钢丝绳结合传导和固定装置构成平衡系统。密封系统是确保拱顶与罐体之间的空腔形成相对密封结构，通过不断鼓入空气在空腔内形成压缩空气使得空腔内外部形成压力差，使拱顶产生上升的动力实现拱顶上升到安装固定位置焊接固定。
1.4 内罐壁板施工工艺
组装前应对预制的壁板进行复检，合格后方可组装，需重新校正时，应防止出现锤痕。为留出人员和机械的放置区域，在外罐壁板底部留出一张板的空间不安装，所以在内罐施工中要防止罐体把预留区域两侧的壁板压弯，要对预留区域两侧壁板做临时支撑固定处理。在内罐施工后拆除临时支撑，并安装内壁壁板。在内罐施工时，外罐拱顶和预留出口处都要设置鼓风机，以保证罐内通风和空气质量，将预制内罐壁板吊运到外罐内，利用灌顶预留轨道和电动葫芦将内罐壁板由内向外依次排列。
1.5静水压试验
内罐静水压试验主要验证内罐强度及储罐整体沉降情况。静水压试验水源目前有海水和淡水两种，采用海水进行试验前需要做好静电防腐蚀工作。注水前、注水中、排水及排水后分阶段观测内罐体、基础等沉降情况，过程中随时观察内罐体是否有渗漏，为避免水汽凝结必要时在夹层采取强制通风措施。
2 LNG储罐预应力钢筋混凝土的施工质量控制
2.1 严格控制材料质量 LNG储罐预应力钢筋混凝土施工中所用的金属波纹管应该具有较高的清洁度，表面和内部都不能附着杂物，更不能出现锈蚀的情况，咬口应该完好平整。除了外观和规格，施工前对于金属波纹管的检查还应有以下几方面：第一，集中荷载下径向刚度，第二，荷载下抗弯曲指标，第三，荷载下抗渗漏指标。只有检验全部合格后才能被用于正式施工中。集中荷载下径向刚度和抗渗透性是决定金属波纹管质量的重要指标，但是在施工现场对这两项进行检验具有一定的难度。如果金属波纹管有可靠的检验报告再加上施工单位有丰富的施工经验，也可以不用进行这两项检验。
预应力钢绞线是LNG储罐预应力钢筋混凝土施工中最重要的材料，对其质量检验也必不可少。钢绞线应该具有产品合格证书和质量检测报告，在进场前，技术人员要对钢绞线的外观进行详细检查，表面只可以有轻微浮锈，不能出现油污和大面积锈蚀，更不能出现损伤。钢绞线的捻距应该符合相关要求，施工单位可以从同一批次的钢绞线中进行随机试验，检验合格后才能使用。
2.2 控制混凝土浇筑质量
在浇筑混凝土前需要提前对各项施工环节进行检查，确保钢绞线和管道等质量再进行下一步澆筑作业。混凝土浇筑的顺序是，先进行底板和腹板混凝土浇筑，然后再进行顶板混凝土的浇筑。波纹管之间的间距通常很小，在一定程度在提高了混凝土浇筑振捣的难度。施工人员可以采用规格较小的振动棒进行振捣。混凝土浇筑完成后做好养护工作。
2.3 控制预应力灌浆质量
预应力灌浆施工在LNG储罐预应力钢筋混凝土施工中地位非常重要，能起到预防预应力钢材产生锈蚀的效果，增强预应力钢材和混凝土的粘结力，达到设计的应力效果。密实是预应力灌浆的基本要求，能将预应力钢绞线完全包裹住。因为张拉完成后的钢绞线非常容易腐蚀，所以在灌浆工作应在张拉后的四周内进行。一般来说，灌浆所用的是纯水泥浆，施工前对水泥浆原料和比例进行检查，水、灰比例应在0.45以下。为了提高灌浆的密实度，在加入减水剂后的水泥浆，其比例可适当降低。拌和3h后的浆体泌水率应该在3%以下，在24h后泌水就应该被吸收。灌浆作业对灌浆管强度要求较高，能承受压浆的巨大压力，目前LNG储罐预应力钢筋混凝土施工经常采用的灌浆管是高强度橡胶管。
灌浆施工对外界温度也有要求，如果在气温过低的条件下进行灌浆，浆体容易受冻导致混凝土出现裂缝，所以，灌浆时的气温应该在5℃以上。在气温过高的夏季进行施工时，灌浆作业应该在凉爽的夜间进行。水泥浆在灌入之前的温度应该保证在35℃以下。灌浆作业应该连续进行，中间不能中断。施工前准备好发电机，防止在压浆时候突发停电情况。如果孔道发生堵塞现象，施工人员应该马上用高压水枪冲洗管道，重新进行压浆作业，务必确保压浆的密实度。浆体灌满之后将封闭排气孔，然后继续加压，2min之后关闭灌浆孔。
3结束语
综上所述，预应力钢筋混凝土施工是LNG储罐工程的重要组成部分，关系着整个工程的建设质量，因此，施工单位一定要对预应力钢筋混凝土施工加以重视。本文阐述了在预应力施工中需要重点把控的质量问题，但是在实际施工中，施工人员需要注意的事项远远不止以上几项。施工单位应该严格按照设计方案进行规范化施工，不断积累施工经验，保证每一环节的质量水平。
参考文献：
[1]方强，汉鹏，樊宏伟.LNG混凝土外罐拱顶施工裂缝分析及应对措施[J].石油化工建设.2014（04）.
[2]祝岩青.LNG储罐检测仪表及储罐管理系统（TMS）的应用[J].仪器仪表用户.2018（06）.
[3]翟耀峰，龙兆耀，季龙剑，陈健.LNG低压储罐施工技术及质量控制[J].深冷技术.2015（07）.
（作者单位：中国海洋石油工程质量监督渤海中心站）