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浅析危险化学品生产企业雨水管道增设水封井

发布时间:2023/11/27 6:41:56   
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水封井一般会设置在危化企业装置、罐区围堰周边可能会产生可燃气体、易燃液体蒸气或油污混入雨水管网中,其作用是为预防燃烧、爆炸沿雨水管网蔓延扩展。一些危化企业前期雨水管道中无水封井或水封井数量不足,投产后不停止生产的前提下,在连续性且易燃易爆生产装置的雨水管中增设水封井。文章描述了某危化企业增加水封井施工中的安全技术措施,旨在为类似危险企业工程项目提供有力的参考。

某危险化学品企业由于化工生产原材料及成品,均为有毒有害物质,特别容易引发火灾,化工设备及其管线又总是连接在一起,易燃易爆、有毒有害物质产生的可燃气体,一旦混入地下雨水管道中,极易发生燃烧且会极其迅速的沿着雨水管道蔓延,危险性极大。为防止这一类事故的发生,采取有效措施预防或阻止火势蔓延,拟在正常使用的雨水管线中增设10座水封井,具体尺寸见表一。

水封井的工作原理是:利用各种气体介质密度不同或封隔区域内部、外部的压力不同,从而达到隔离目的。

水封井的作用主要有两个方面:

1、隔离封堵,防止隔离介质漫流或外部介质混入,以达到预防环境污染或防火防爆作用。

2、起到安全保护的作用,相当于安全阀。

作为一种安全液封装置,水封井一般会设置在厂区可能会产生可燃气体、易燃液体蒸气或油污混入的雨水管网中,以防止燃烧、爆炸沿雨水管网蔓延扩展。

在一般化工企业增设10座水封井,属于非常容易的小工程,但如果在一、二级重大危险源的防爆装置及罐区围堰周边来说,边生产、边施工却存在着以下难点:

(1)一、二级重大危险源的防爆装置,连续性生产且易燃易爆,需严格执行《危险化学品企业特殊作业安全规范GB》相关规定。动火作业必须办理动火票,实行企业和施工单位双监护。工程的动火作业含电焊、切割机、磨光机、抽水水泵用电、现场安全照明用电、浇筑混凝土、振捣机用电、铁锤击(产生火花)、电搞用电(破碎时产生火花)等;在生产装置区、罐区等危险场所动土时,遇有埋设的易燃易爆、有毒有害介质管线、窨井等可能引起燃烧、爆炸、中毒、窒息危险,且挖掘深度超过1.2m时,应执行受限空间作业相关规定,必须办理受限空间票,且需双人监护。生产区域监护人员,应熟悉紧急情况下的应急处置程序和救援措施,熟练使用消防设备和救护工具等应急器材,可进行紧急情况下的初期事故处理置;在发现人员、工艺设备环境及安全条件等有异常变化情况时,应要求停止作业并立即向现场负责人汇报。必须是懂得公司生产工艺流程且有化工操作证的人员;而公司现代化生产程度高,配备的操作人员很少,根本无法满足提供富余操作人员对施工进行监护。

(2)增设的10座井大多紧靠管廊架,施工开挖的基坑与在用管廓基础承台靠的很近且有可能重叠、多处有地下消防管线、电力电缆等,使得作业施工区域比较小,难以开展工作。

(3)根据公司建设前期江苏省地质工程有限公司出具的“岩土工程详细勘察报告”,施工区域实测:地下水初见水位埋深0.10~1.45m,稳定水位埋深0.28~1.95m(高程4.38m~6.36m)。基坑开挖区域地下水比较丰富,基坑开挖前必须先进行降水到井底标高mm左右。根据公司前期施工经验,不进行有效降水基坑开挖至深处,地下水就会大量渗入基坑,无法进行后续工作。且多处还存在地下流沙土及管涌现象。

(4)为保证作业基坑周边环境的及基坑内部施工作业人员的安全,必须要对基坑侧壁及周边环境采用可靠的安全保护措施。

(5)水封井施工时间6、7、8月份为雨季,如果施工过程突降暴雨或产生大量排水渗入施工基坑,将给施工带来很多不确定性因素,造成不必要的返工。必须做好防雨及雨水管线引流工作。

水封井在实际施工过程中采用以下安全技术措施:

(1)编制《雨水排出街区管道增加水封井施工方案》《施工过程安全应急预案》进行审核批准。

(2)对公司全体操作人员进行监护人安全培训且考试合格后发监护证,特殊作业人员、安全管理人员均持证上岗,委托监理进行施工管理。

(3)安排休息轮修且持有监护证的企业操作员工加班进行项目施工安全监护工作。

(4)根据施工图进纸行放线定位完毕后请监理工程师验线。在生产区域施工,为确保安全生产不受影响,便于施工管理、安全文明施工和预防环境污染,做到绿色施工,在水封井施工区域,采用钢管及彩钢板搭设了1.8米高度的封闭施工围挡,且安装夜间安全照明警示灯具。

(5)察看现场实际情况,调阅各专业图纸并与各专业对接后,在围挡内放线区域进行人工探挖。RD-1水封井处有在用路灯电力电缆埋深约地mm左右,RD-2水封井处有DN消防水管线,埋度约为地下mm;因电气规范中埋地电力电缆在地下不允许做中间接头,根据现场实际情况通过原设计将新增RD-1水封井的西侧5米,避开埋地电缆;RD-2处因东西方向没有距离可以移位,通过原设计出联络签,开挖出DN消防水管道并向东位移后,做好保护措施,进行水封井基坑开挖施工。

(6)水封井基坑深度基本在≤4m左右的较浅基坑,为防止基坑塌陷造成人员伤亡事故,采用基坑支护。根据井的实际深度,采用了简易的钢板桩围护墙;RD-1水封井采用的是6米长32#槽钢并排组成;RD-6雨水井则采用SP—IVPC拉森钢板桩;钢板桩雨水管道平行方向分布,管道垂直拐角处也为钢板桩支护;雨水管上方挖土按一级放坡比例;四周用槽钢或A工字钢焊围檩进行支护。

(7)因钢板桩不能挡水和土中的细小颗粒,支护完毕,在钢板桩外侧四个角落约~mm处布置四口管井进行降水。其中,管井深12米深,RD-1四周管井降水4座10米深。

管井降水施工流程:

施工流程:管井位置确定、钻井机就位并钻孔,回填井底砂垫层、插入Ф塑料波纹管、回填管壁与井壁间砂滤层、洗井、井管内装好长管的水泵、安装抽水控制电器送电、试抽水、正常降水运行、降水完毕拔管拿回水泵、封井。

管井埋设及使用:

管井埋设采用泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔,先挖井口、安装护筒、钻机就位开始钻孔,钻孔前在井一侧设排泥沟、泥浆坑,钻孔直径比滤水管井外径大mm以上。管井下沉前应进行清洗滤井、冲除沉渣,可采用灌入稀泥浆用吸水泵抽出置换或用空压机洗井法将沉渣清出井外并保持滤网畅通。然后将滤水管当中插入、管井与土壁之间用3~15mm粒径砾石填充做为过滤层。地面下0.5m范围内用粘土填充夯实。管井使用时,实时观察抽水情况,水质清洁透明为正常。管井使用完毕后,所留孔洞用沙砾填实,上部mm用粘土填充夯实。钻井带出的污水浆排放在钢板焊接的箱子时沉甸,不能直接排入雨排管道中。

每天观测降水的水位,降水一周后,水位降至低于开挖深度后,用挖掘机开挖基坑6*4mm,开挖至原污水管管顶处后,管子的两侧可以继续用挖掘机开挖至井底标高,雨水管的截断后,再用挖掘机继续开挖至管底后,人工清理基层。

(8)人工在基坑深度大于1.2米作业时,必须办理受限空间作业票,为了施工安全,基坑东西两侧各放置质量合格的爬梯,下基坑作业人员必须带安全带、安全绳;基坑四周设置安全护栏并悬挂安全警示标志,以防基坑边人员坠落。

(9)打开新增水封井上、下游雨水井的盖子进行通风透气,办理受限空间票,经分析人员检测合格后,双人监护且救援措施到位,填写进出受限空间人员及携带工器具登记表。专业人员下井用同雨水管相同规格的气囊进行封堵雨水管,下井作业人员随身携带四合一移动式气体检测报警仪,连续检测受限空间内可燃气体、有毒气体及氧气浓度,佩戴隔绝式呼吸防护装备,并正确拴带救生绳、携带通信工具等安全设施。水封井的上游井内放置抽水泵,将雨水引流至下其它雨水井内,确保施工区域的雨水管道干燥无水。

(10)在新增水封井处,切断原雨水管道及管道基础,若遇到接缝在原接缝处附近,尽量在接缝处开断,若在雨水管的中间,可直接切断。切断过程,会发生静电摩擦产生火造成火花,必须办理相应级别动火票,进行双人监护后,方可切断原混凝土雨水管及管带基础。

因一直采取降水措施,开挖至井底标高后,基坑可保持干燥,必须在基坑清理完毕夯实后,立即浇筑mmC15垫层,进行配制模浇砼等常规工序。

雨水管道接口、雨水管和新增水封的接头处,封堵使用石棉水泥和油麻。石棉膨胀水泥,其配合比(质量比)为:水:石棉:水泥=1:3:7。石棉应用4级或5级石棉绒,水泥采用不低于号硅酸盐水泥,再加入总量10%—20%的水拌和。石棉水泥填料应在1h内用完,否则,超过水泥初凝时间,影响接口效果,石棉水泥养护需在24h以上,方可通水试验。

油麻作用主要是工地施工作为密封防水,油麻一般使用在承插给排水铸铁管上,在给水承插铸铁管青铅接口时,须先打油麻再浇注青铅,防止青铅淌入管道;在排水承插铸铁管水泥接口时,须先打油麻再打水泥,防止水泥进入管道,同时油麻抗腐蚀,不容易烂。防水套管与管道之间的间隙应用石棉绳一类的防火材料填充。油麻的使用要点:将油麻拧成直径为接口间隙1.5倍的麻辫填入,每圈麻辫应互相搭接0.1~0.5米。麻辫应仔细打紧,打好的麻辫深度不应超过三角凹槽的内边。

RD-6开挖至mm,当天基坑非常干燥,当晚加班浇上C15垫层,第二天发现基坑内地下水特别丰富,且没浇垫层处有小泉眼。基坑内水位降不下去。继续降水一周后,基坑内水位仍降不下去,无法进行常规配钢筋模板。

根据现场特有的地质条件,决定采用在地面上制作水封井,等强度达到标准后,用70吨车吊入基坑。地面施工时,四面搭设双排脚手架经监理验收且挂绿牌后方何使用脚手架。这样减少了人在深深的基坑内作业的风险,也加快了施工进度,只用4天时间浇筑完成水封井,15天后,监理工程师使用回弹仪检测水封井的混凝土达到了规定标准,进行吊装。

水封井及雨水管道安装验收合格后,做闭水试验,闭水试验为24小时检查各接口有无渗漏现象,均无渗漏后,分层夯填回填土。

分层夯实回填至透气帽处,进行焊接透气帽后,回填至原标高。

综上所述,连续生产易燃易爆危险化学品企业雨水管中增加水封井,增设水封井项目施工过程中,涉及动火作业、受限空间作业、高处作业、吊装作业、临时用电、动土作业六大特殊作业,在正常生产时,只要做好安全施工围挡、施工降水、基坑安全支护、严格执行特殊作业安规范等必须的安全技术措施,就能顺利完成施工任务。



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