大型LNG储罐建设工程安全风险分析与对策

凌成健

关键词：LNG储罐工程;风险分析;安全策略

0 引言

为预防LNG储罐工程建设与投料试车过程中的生产安全事故，消除和减小危险有害因素，根据储罐施工的特性，对安全风险进行辨识和评估。

1 LNG储罐建造风险辨识

1.1 桩基施工安全风险

1.1.1 桩基作业

未对周边建筑物及设施进行位移、沉降观测，造成隆起或水平位移过大。施工时未采取有效技术措施应对挤土效应对周边建筑及管线的影响。

1.1.2 钢筋笼制作、下设及混凝土浇筑

加强箍筋内未设置有效的加固措施，导致其没有足够的刚度和稳定性，无法保证在运送、吊装和浇筑砼时不致松散、移位和变形。

1.2 承台施工安全风险

1.2.1 承台模板安装

模板上方物品堆放的数量和高度未符合规范要求，扣件拧紧度不足造成模板坍塌。吊装时未合理控制物件的重心力，造成物件的摆动坠落伤人和设备损伤。临边防护措施不足，在无护栏时不能合理使用救身绳，造成高处坠落。

1.2.2 钢筋预制及安装

不合格机具、设备未能及时进行维修和更换、吊装机具未进行正常报验。绑扎、安装钢筋笼时未检查支柱，导致钢筋不牢固。未设置合理的临边防护措施。扶壁柱网片环向筋加密后未准确计算总体重量，导致总体重量超过了塔吊的承载范围。

1.2.3 混凝土施工

混凝土浇筑前未检查模板及支撑体系是否牢固可靠，存在模板坍塌隐患。混凝土振捣时操作员工未正确佩戴绝缘手套、穿绝缘鞋，造成触电危险。高处作业的临边保护及和人防护措施落实不到位、未能严格按照操作规程进行操作。

1.2.4 支撑和模板拆除

模板及扣件未进行有效监测，造成模板精度不足以及扣件的松动、偏移。拆除模板未能及时清運、未能及时去掉/打弯模板上的钉子造成人员伤害。照明不足、监护人员落实不到位、施工人员劳动保护用品佩戴不及时。

1.3 外罐墙体施工安全风险

储罐墙体施工过程中的主要安全风险是高处坠落、起重伤害、物体打击、触电、坍塌、火灾、机械伤害等伤害风险，危险性较大的施工有四类。

1.3.1 DOKA模板的安装、提升、拆卸

作业人员未用缆风绳控制模板的吊装过程;上层钢筋网片、劲性柱、波纹管、埋件等未验收完便摇开模板;抗风拉带及绷带张拉不正确;定位锥、爬升锥、钢跳板等未安装牢固、螺栓未拧紧;模板拆除时未控制模板重心，导致模板摆动伤人;

1.3.2 脚手架搭设、使用、拆卸

脚手架架上脚手板未满铺、脚手板损坏及预留孔洞和临边防护不当;高空作业安全带未系在牢固点，作业处没有可靠平台;脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系不符合构造要求;

1.3.3 钢筋网片绑扎、混凝土浇筑

钢筋网片施工过程中存在钢筋网片抗倾覆稳定性差;振捣器等用电设备漏电保护器损坏、线路老化漏电、用电设备使用不当。

1.3.4 预应力施工

储罐预应力施工主要是穿束操作风险和高处坠落、物体打击及触电风险，主要危险源是钢绞线、吊车、分配器和切割机，会发生切割危险;张拉操作的危险源是液压泵、液压千斤顶和切割机，存在的主要危险是电气危险、钢绞线断裂、切割和被切割废料划伤。

1.4 穹顶施工安全风险

1.4.1 拱顶预制吊装

吊具不满足额定起重量以及吊具使用时保护不到位、吊装区警戒隔离及周边监护不到位;未及时监测大风、雨天对吊装作业的影响;吊装时未控制好牵引绳，导致牵引绳与墙体钢筋网片缠绕。

1.4.2 气顶升

未对专项人员进行专业技术交底、设备送电前未对电源检查不到位、作业人员状态不佳以及未能正确使用安全带、不能合理控制;未按图纸要求安装平衡装置;高处气瓶和材料等固定不牢固;没能做好电器设备的漏电保护;动火部位未铺设防火毯和设置接火盆。

1.5 內罐施工安全风险

1.5.1 內罐壁板

选择的吊具不满足吊物所需的额定起重量并未对起重机械、吊具进行检查;吊装时未保护好使用的吊索具，造成吊索具割伤;未能正确佩戴个人防护用品;使用未经过检验的漏电保护器或电气设备缺陷造成触电。

1.5.2 泵井管

临边防护不当、在高处的人员未按要求系挂好安全带，安全带未系挂在牢固的地方;高处平台的承载力不足;对专业技术人员的交底工作落实不到位、施工过程中的违规违章操作;高处平台堆放材料过多、固定不牢固。吊装作业未按操作规程发生碰撞事故。使用有缺陷的电气设备导致触电。

1.6 保冷施工安全风险

1.6.1 珍珠岩填充

填充过程造成的职业病伤害;锅炉高温灼伤;高空作业工作人员未佩带安全带并同时确保安全带的固定点牢固结实，未确认安全带支撑点百分百牢固等造成的高处坠落;输送管路未应用绳索/铁箍/扎线固定并敷设在储罐爬梯等表面;输送管路未应用绞盘/滑轮组和承重力足够的绳索吊起。

1.6.2 泡沫玻璃施工

未按要求佩戴个人劳保用品、施工人员违章违规进行操作;未及时检查车辆的性能状况，发现破损和不合格的零部件未进行维修、更换;施工现场未配备相应数量的灭火器、夜间施工照明不足。

1.6.3 吊顶玻璃棉毡和弹性毡

罐顶和罐壁环隙空间通风和照明不足;内罐外壁上阻碍弹性毡系统悬挂的临时构件和与内罐结构无关的障碍物未及时清理;未正确使用安全帽、安全鞋、口罩和风镜等个人防护用品;高处作业措施不当、内轨道上电动葫芦固定不牢固;作业人员违章违规操作。

2 辨识方法选用及评估

2.1 定量安全评价方法

定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律（数学模型）对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面进行定量计算。如事故发生的概率，事故的伤害（破坏）范围，定量的危险性事故致因因素的事故关联度或重要度等。

2.2 安全检查表法

安全检查表法是进行安全检查，发现潜在危险的一种有用而简单可行的方法。常用于对安全生产管理，对熟知的工艺设计、物料、设备或操作规程进行分析。安全检查表可适用于LNG储罐项目选址、厂区平面布置进行法规标准符合性评价，识别项目选址、厂区平面布置存在的危险。

2.3 预先危险性分析法

预先危险性分析是进行危险分析的先导，宏观的概略分析，是一种定性分析方法。对固有系统中采取新的操作方法、接触新的危险性物质、工具和设备时，进行分析也比较合适。用预先危险性分析法对LNG储罐系统的危险性进行宏观概略分析如下：

2.4 作业条件危险性评价法

作业条件危险性评价法评价人们在某种具有潜在危险的作业环境中进行作业的危险程度，主要是根据经验来确定3个因素的分值及划分危险度等，因此具有一定的局限性。通过作业条件危险性分析结果，储罐工程18项主要作业中分别有“高度危险”“显著危险”“比较危险”和“稍有危险”的施工作业。

2.5 事故后果模拟分析法

事故后果模拟分析评价法是应用数学模型进行计算，只要计算模型以及计算所需初值和边值合理，就可获得可信的评价结果。评价结果是事故对人员的伤害范围或对物体的破坏范围，因此评价结果直观、可靠，但评价方法计算量较大，一般需要使用计算机进行计算，储罐工程的可容许社会风险标准采用ALARP（As Low As Reasonable Practice）原则作为可接受原则。ALARP原则通过两个风险分界线将风险划分为3个區域，即：不可容许区、尽可能降低区（ALARP）和可容许区。

通过定量风险评价，储罐工程的社会风险应满足图1中可容许社会风险标准要求。

3 建议采用的安全技术对策措施

3.1 选址及总平面布置方面的对策措施

LNG接收站选址应应根据液化天然气接收站所在地区的地形、地质、水文、气象、交通、消防、供排水、供电、通信、可利用土地和社会生活等条件，对可供选择的具体站址进行技术、经济、安全、环境、征地、拆迁、管理等方面的综合评价，选择最优建站地址。符合区域红线图及相关规范及选址意见要求、工业区规划和港区规划，宜选在自然条件有利于废气扩散、废水排放的地区，并宜远离其他环境敏感目标。总平图中储罐间间距满足规范要求，管线布置路面上净空高度应不低于5m，内外道路应保持通畅，便于安全疏散和消防及各种车辆通行。

3.2 建构筑物安全对策措施

建筑地基的设计应符合《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）标准的要求，以防储罐建成后地基不均匀沉降，甚至塌陷。储罐区的构筑物的抗震应严格按《建筑抗震设计规范》按地震基本烈度7度提高一度的防震要求设防。原则设防应根据地质勘探的情况，防止地下暗沟流动，影响地基牢固，采用相应的桩基处理方法。降雨量较大区域在建筑设计中整个厂区的储罐区、变配电站等重要建筑物地面高度均应充分考虑到排水、防涝等因素。

3.3 储罐施工安全措施

3.3.1 储罐劲性柱施工安全措施

①各专业施工人员必须经过三级安全教育，经考试合格后才能上岗，特殊工种必须通过考试合格，才能持证上岗;高处作业人员必须经高处作业培训后方能上岗作业;②吊装工字钢筋时应等连接板的螺母全部拧紧后才可松钩;③工字钢若堆放在DOKA 模板上层平台上严禁堵塞施工通道，且每榀模板堆放数量不应超过8块，以免超过上层平台承受荷载（150kg/m2）;④为增加储罐钢筋网片抗倾覆稳定性，应从第一层开始在内外网片间增加劲性柱，并拉设对拉杆。

3.3.2 储罐预应力施工安全措施

①LNG 储罐预应力施工前，由监理执行设备检查、结构检查、锚具准备等前期检查工作。设备检查主要检查压力计是否标定，并验证其标定证书的有效期（距离使用前的最近一次检查应不满1个月），检查液压软管、通信设备的有效性、装卸设备（如：吊索等）、液压泵油箱里油的液位等;②LNG 储罐预应力施工时，位于千斤顶后面的区域应保持干净。千斤顶的标定期限距现场初次使用时间应不满6个月。禁止人员站在千斤顶、锚具后面;③个人防护设备须佩带：安全鞋、安全衣、安全眼镜、安全帽、安全绳、安全手套。

3.3.3 储罐墙板施工安全措施

①钢筋网片安装到位，将网片搭接位置全部绑扎后和网片加固后，才能去掉吊钩。吊装应使用双牵引绳;②焊接作业必须配备灭火器。操作人员必须戴防护面具;③重物在起吊后，底下不得站人，周围人员要注意避让;④DOKA模板上堆物不得超载，不得堵塞通道。上层平台堆载不得超过150kg/m2，中层平台堆载不得超过300kg/m2，下层平台不得超过75kg/m2;⑤钢筋在制作过程中，对于短头钢筋必须整理归堆，专设指定点并挂牌。

3.3.4 储罐穹顶混凝土施工安全措施

①在储罐顶上施工时注意下面斜坡较大，可在穹顶四周铺上适量的脚手板，脚手板上需钉好防滑条，人员上下必须小心慢行，搬运重物时尽量两人或多人搬运，小心钢筋绊脚损伤;②当环梁施工完后将移交安装，维护栏杆由安装单位负责（安装），在施工穹顶前应将周边栏杆及挡脚板焊接完毕，施工单位应及时安装好维护绿网（阻燃型）;③穹顶施工时严格按照图纸或施工方案要求进行保压;④安装第一阶段钢筋时钢筋需放置在顶部环梁混凝土表面上，严禁将钢筋成捆集中放置在穹顶上;⑤安装第二阶段钢筋时，严禁将钢筋直接堆放在钢穹顶上。

3.3.5 内罐壁板施工安全措施

①罐外给罐内配电的配电箱、插座必须牢固可靠，作好防雨、防水措施;②电动葫芦和汽车吊在吊装前应做好检查，确保设备运转正常，不得带病作业;③高空作业必须系好安全带，拉设好“生命线”，脚手架须经检查合格挂牌后方可使用。嚴禁从高空向上或向下扔工具和其他物品;④交叉作业要采取相应的防护措施。上下层交叉作业设置安全网。

3.3.6 特殊自然条件下施工安全措施

防台、防汛施工安全措施：

①和气象部门保持及时联系，对可能出现的恶劣气候早预报、早防范;②台风及汛期来临之前成立防台防汛工作领导小组，并成立抢险队，备齐防台、防汛专用物资，落实责任制;③编制针对性防台防汛应急预案计划，以随时应付突发事件的发生;④塔式起重机装设风速测定仪，当风速达6 级以上，停止高空吊装作业，风力达到8 级，停止一切吊装作业并停好，松掉回转制动器，应将臂杆转至顺风方向，所有操纵杆应放在空档位置;⑤台风季节来临之前，要对施工现场的施工机械进行一次检查，落实各项防风措施。对设备、材料堆场的防雨设施、临建设施增补抗风、固定措施;⑥塔吊均要设置避雷装置，在雷雨季节来临前进行全面检查，测定接地电阻并做好记录。

4 结论

从储罐工程整个危险有害程度评价结果来看，发生坍塌和火灾爆炸事故的后果严重程度最高，但是通过有效的技术预防和过程控制能够大大降低或消除事故发生的可能性，减少人员伤亡和财产损失程度。风险防范的重点是随机性人员违章作业造成的事故和设备设施缺陷事故，各级领导和操作人员应重视安全技术措施和安全管理措施的落实，掌握应付突发性事故的能力，减少和削弱事故带来的影响。LNG接收站建设的设计、施工、管理水平日趋成熟可靠，相关法律、法规、标准、规范均有可依，施工组织设计各项安全对策措施基本完善，可有效地预防控制危险、危害因素，使安全风险降至可接受的程度。

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