SY0075—93油罐区防火堤设计规范.doc

油罐区防火堤设计规范SY007593中华人民共和国能源部 19930327发布 19930901实施1 总则101 为了统一石油天然气行业的厂、站、库油罐区防火堤的设计要求，确保油罐区的安全，特制定本规范。102 本规范适用于石油天然气行业地上油罐区的新建和扩建工程中的防火堤设计。不适用于液化石油气和天然气凝液罐区的防火墙设计。 油罐区的防火堤改造工程设计，可参照本规范执行。103 防火堤的建筑，应在满足耐燃烧性、密封性和抗震要求的前提下，综合考虑安全、占地、投资、地形、地质及气象等条件，还应考虑到罐组容量及所处位置的重要性、周围环境特点及发生事故的危害程度、施工及生产管理、维修工作量及施工、材料来源等因素，因地制宜，合理设置，使其达到坚固耐久、经济合理的效果。104 在防火堤的设计中，除执行本规范外，尚应符合有关现行国家标准规范的要求与规定。2 术语、代号21 术语211 有效容积一个油罐组由防火堤所围成的容积。计算时应扣除其内各油罐(最大一个罐除外)防火堤计算高度以下的体积和全部建、构筑物及各种基础、配管等的体积之后的容积。212 防火堤高在总图布置中由防火堤外侧地面至防火堤顶面的垂直距离。213 防火堤基脚线系指防火堤边坡与其内、外设计地面的交线。22 代号221 作用和作用效应 PL，PE，Pd各种荷载水平分布值； PA，PB，PG各点土压力水平分布值； Pt，PE，PL，Pd，PtE各种荷载计算截面以上水平合力； Mt，ME，ML，Md，MtE各种荷载对计算截面的弯距； G1每米堤长计算截面以上堤身自重荷载标准值； G总垂直荷重设计值； P总水平荷载设计值； M总的作用于基底的倾复力矩设计值。222 抗力及材料特性 RH基底摩擦阻力； PP被动土压力； Mw稳定力矩； 土的内摩擦角； L液体的重度； t土体的重度； H1计算截面以上液体深度或堤高； H0计算截面以上合力作用点至计算截面的距离； HL总的液体深度； H堤高； 内培土水平段宽度； 培土坡面与地面夹角； d基础埋深； B1防火堤平均厚度； e垂直合力作用线至基础前端的水平距离； C土的粘结力。223 计算系数及其它 max地震影响系数最大值； 1，2，3，4根据XH求得的相应系数； 1第一振型参与系数； 基底摩擦系数； 被动土压力折减系数； Ka，Ka主动土压力系数； Kp被动土压力系数； ft动液压力系数。3 防火堤的布置31 一般规定311 油罐组所设防火堤，必须是闭合的。隔堤与防火堤也必须是闭合的。312 立式油罐组的防火堤的堤高应为1020m。设计高度应比计算高度高出02m。隔堤高度应比防火堤低0203m。 卧式油罐组的防火堤堤高不应低于05m。313 防火堤内地面，应有不小于3的坡度。其雨水排除及其他管线穿越，应符合下列规定：3131 在堤内较低处设置集水设施，连接集水设施的雨水排除管道应从地面以下通出，堤外应设有可控制开闭的装置与之连接。开闭装置上应设有能显示其开闭状态的明显标志。3132 进出油罐组的各类管线、电缆，不宜在防火堤堤身穿过，应尽量从堤顶跨越或堤基础以下穿过。如不可避免，必须穿过堤身时则应预埋套管，且应采取有效的密封措施。314 防火堤内地坪标高不应高于堤外消防道路路面或地面的标高。315 防火堤内油罐单罐容量20000m3时，宜设置进罐组道路。进罐组道路应为单车道，应从防火堤堤顶跨入，道路纵坡不应大于8。316 沿无培土的防火堤修建排水沟时，沟壁的外侧与防火堤基础外边缘的间距不应小于05m，且沟内应有防渗漏措施。317 每一罐组防火堤上必须设置两个以上人行踏步或坡道，并设置在不同方位上。318 立式油罐罐壁至防火堤和隔堤基脚线的距离，不应小于罐壁高度的一半，卧式油罐罐壁至防火堤基脚线的距离，不应小于3m。319 相邻油罐组防火堤的外侧基脚线之间，应留有宽度不小于7m的消防空地。3110 油罐区消防道路路边至平行防火堤外侧基脚线的距离不应小于3m。32 容量321 油罐分组应符合下列规定：3211 固定顶油罐总容量不应大于100000m3。3212 浮顶油罐总容量不应大于200000m3。3213 油罐组内油罐布置不应多于两排，且油罐个数不应多于12个。3214 油罐组内宜布置同类火灾危险性的油罐。沸溢性与非沸溢性油品不应布置在同防火堤范围内。32 2 油罐组防火堤内的有效容量应符合下列规定：3221 固定顶油罐，不应小于罐组内一个最大油罐的容量。3222 浮顶油罐，不应小于罐组内一个最大油罐容量的一半。3223 当固定顶油罐与浮顶油罐同组布置时，应取以上两款规定较大值。323 油罐组内应按下列要求设置隔堤：3231 容量等于或大于50000m3的油罐，隔堤内油罐为一座。3232 容量等于或大于10000m3而小于50000m3的油罐隔堤内的油罐不应多于2座。3233 容量为30005000m3的油罐，隔堤内的油罐不应多于4座。3234 容量等于或小于2000m3的油罐，隔堤内的油罐不应多于6座。4 防火堤的型式与构造41 选型411 防火堤的选型应符合下列规定：4111 土筑防火堤，在占地、土质条件能满足需要的前提下应优先选用。4112 砖砌防火堤，一般情况下均可选用，但用于低洼、盐碱地区应采取可靠的保护措施。4113 钢筋混凝土防火堤、素混凝土防火堤及毛石混凝土防火堤，可在抗震没防烈度7度以上、地形复杂、人口及工业设施稠密的地区，以及在油罐组容量不小于50000m3和对安全有特殊要求的情况下采用。4114 浆砌毛石防火堤，防抗震设防烈度大于7度或地质构造复杂易造成基础不均匀沉降的地区以外，均可采用。42 构造421 防火堤(土堤除外)基础埋置深度应根据工程地质、建筑用材、冻土深度等因素确定，且不宜小于05m。422 防火堤(土堤除外)应设置变形缝。变形缝的间距应根据防火堤的材料、气候和地质特点按有关规范确定；缝宽3050mm，缝内应用柔性材料密封。423 防火堤(土堤及隔堤除外)应在堤内侧培土或采取喷涂具有耐火性和密封性的涂料等保护措施，并应符合下列规定：4231 防火堤内侧培土高度不应小于堤高的23；培土坡度(高宽比)应为1：100125；培土顶宽不应小于300mm；培土应分层压实，坡面应拍实，压实系数不应小于085；培土表面应做面层，面层应能有效地防止雨水冲刷、小动物破坏和杂草生长。4232 防火涂料层的抗压强度不应低于15MPa，粘结强度对混凝土不应小于015MPa，耐火极限不应小于2小时，抗冻性应达到-2520，冻融15次强度无变化，并能在潮湿环境下工作。424 土筑防火堤的构造应符合下列规定：4241 堤顶宽度不应小于500mm，堤身坡度(高宽比)应为1：1215；4242 筑堤材料应为粘性土。当筑堤材料为高渗透性土(塑性指数Ip10)时，应在堤身内设厚度不小于300mm的防渗透层或掺人粘土等材料以降低其渗透性。4243 筑堤土应分层夯实，压实系数不应小于090。4244 土筑防火堤必须设面层，面层应能有效地防止雨水冲刷、小动物破坏和杂草生长。在南方湿润地区，可用人工草皮做面层。425 砖砌防火堤的构造应符合下列规定：4251 堤身砌体厚度不应小于370mm，并用水泥砂浆抹面。4252 砖的强度等级不应低于MU75，砌筑砂浆强度等级不应低于M5；基础为毛石砌体时，毛石强度等级不应低于MU20。4253 堤顶宜设钢筋混凝土压顶、压顶厚度不应小于100mm，混凝土强度等级不应低于C15，压顶内按构造配筋。4254 抗震设防烈度7度以上或地质条件复杂、地基沉降差异较大地区宜采用加筋砌体。4255 在用地条件受到限制时，可采用砖砌空腹式填土防火堤代替内培土砖砌防火堤，内填土厚度宜为500mm。426 钢筋混凝土防火堤的构造应符合下列规定：4261 堤身及基础底板的厚度不应小于200mm。4262 受力钢筋的单侧最小配筋率应为02，钢筋直径不应小于12mm；沿堤长方向的全部构造钢筋的最小配筋率为02，钢筋直径不应小于8mm，钢筋间距不应大于250mm；堤身受力钢筋的保护层厚度应为50mm，堤身和基础混凝土强度等级不应低于C15，垫层混凝土强度等级不应低于C10。427 浆砌毛石防火堤的构造应符合下列规定：4271 堤身及基础最小厚度不应小于500mm；基础台阶宽高比允许值：当基础底面平均压力不大于100kPa时应为1：125，大于100kPa时为1：150，每阶宽度不应大于200mm。4272 毛石强度等级不应低于MU20，砂浆强度等级不应低于M5。4273 堤顶应做钢筋混凝土压顶。做法同4253款；堤身应做水泥砂浆勾缝。428 毛石混凝土、素混凝土防火堤的构造应符合下列规定：4281 堤身厚度不应小于300mm。4282 混凝土强度等级不应低于C15，毛石强度等级不应低于MU20；毛石混凝土所投入的毛石体积，基础部分不应超过总体积的30，堤身部分不应超过25；毛石最大直径不应超过所在截面厚度的13。4283 在堤身与基础的连接位置的堤内一侧，宜配置不少于堤身截面005的构造钢筋，钢筋直径不宜小于10mm，钢筋伸入堤身和基础的锚固长度ls应符合混凝土结构设计规范第614条的规定。5 防火堤的强度及稳定性验算51 荷载组合及内力汁算511 防火堤设计应按承载能力极限状态进行荷载效应基本组合。在抗震设防烈度7度及7度以下地区，应按堤内满液工况进行组合计算；在7度以上地区，尚应按地震工况进行组合计算，并按最不利组合进行设计。 防火堤的设计计算应包括强度计算和稳定性计算。 荷载效应组合的设计值应按式(511)计算确定：(511)式中 S荷载效应组合的设计值； G，1，L分别为自重荷载、静土压力、静液压力荷载分项系数，取值见表511 Qi第i个可变荷载的分项系数，取值见表511； GK，GtK，QLK分别为自重荷载、静土压力和静液压力荷载标准值，按512514条规定计算确定； QiK第i个可变荷载(包括堤身水平地震作用、动液压力和动土压力等)标准值，按515511条规定计算确定； CG，Ct，CL，CQi分别为自重荷载、静土压力、静液压力和第i个可变荷载效应系数；ci第i个可变荷载的组合值系数，取值见表511。512 自重荷载标准值按式(512)计算：(512)荷载效应组合及分项系数、组合值系数 表511荷载种类堤内满液工况地震工况分项系数分项系数组合值系数自重荷载1.01.0静土压力1.21.2静液压力1.11.1地震作用1.30.6动液压力动土压力 注：验算抗倾和抗滑时，自重荷载的分项系数取09。式中：G1每米堤长计算截面以上堤身自重荷载标准值(kNm)； H1计算截面至堤顶的距离(m)； B1计算截面以上堤身的平均厚度(m)； 材质重度(kNm3)。513 防火堤内侧所受的静液压力荷载标准值应按式(5131，2，3，4)计算确定，计算简图见图513。(5131)(5132)(5133)(5134)式中 PL每米堤长静液压力沿液体深度的水平分布荷载(kNm2) L堤内液体重度，取10kNm3； Z液体深度(m)； PL计算截面以上每米堤长静液压力合力标准值(kNm)； H1计算截面至液面距离(m)； H0一计算截面以上每米堤长静液压力合力位置至计算截面的距离(m)； ML计算截面以上每米堤长静液压力合力对汁算截面的弯矩标准值(kNmm)。514 防火堤内培土的静土压力荷载标准值的计算应符合下列规定，计算简图见图514。5141 图514中的折线AFD为土压力分布曲线，F为转折点，其压力分布应按式(5141)(5148)计算确定：(5141)(5142)(5143)(5144)当H1H2时，PB按式(5145)计算：(5145)当H1H2时，PB按式(5146)计算：(5146)(5147)(5148)式中 PAPB分别为堤顶和计算截面处每米堤长土压力分布值(kNm2)； PG土压力分布曲线转折处的每米堤长土压力分布值(kNm2)； h培土坡线与堤背延长线的交点A至堤顶的距离(m)； a培土面水平段的宽度(m)； H1计算截面以上培土高度(m)； H2压力分布曲线转折点至堤顶的距离(m)； 培土坡面与水平面的夹角()； 土体重度，可取1819kNm3； Ka以AB为光滑墙背而填土面为水平时的主动土压力系数，可按式(5147)计算或查附录表A1； Ka以AB为假想墙背而填土面与水平成角时的主动土压力系数，可按式(5148)计算或查附表A2； 培土的内摩擦角()，当无试验资料时，对于夯实砂土可取3040，夯实轻亚粘土、亚粘土和粘土可取其等效内摩擦角35，40和45。5142 当H1H2时，土压力合力及弯矩应按式(5149，10，11)计算确定：(5149)(51410)(51411)式中 Pt计算截面以上每米堤长土压力合力(kNm)； Mt计算截面以上每米堤长土压力合力对计算截面的弯矩(kNmm)； H0计算截面以上每米堤长土压力合力作用位置至计算截面的距离(m)。5143 当H1H2时，土压力合力及弯矩应按式(51412，13，14)计算确定：(51412)(51413)(51414)515 防火堤受到的水平地震作用的计算应符合下列规定：5151 土筑防火堤和抗震设防烈度?度及7度以下的其它型式防火堤，可不进行抗震计算和验算。5152 钢筋混凝土防火堤的水平地震作用标准值应按式(5151)(5154)计算确定，计算简图见图5151。(5151)(5152)(5153)(5154)式中 PE距基础顶面X米处的海米堤长水平地震作用分布值(kNm2)； PE计算截面以上每米堤长水平地震作用合力(kNm)； ME计算截面以上每米堤长水平地震作用合力对计算截面的弯矩(kNmm)； max水平地震影响系数最大值，当设防烈度为8度、9度时，分别取016，032； 1基本振型参与系数，取160； X计算截面至基础顶面的距离(m)； 1，2根据XH值求得的相应系数，见表515； H0计算截面以上每米堤长水平地震作用合力作用点至计算截面的距离(m)； H基础顶面至堤顶的高度； B1堤身平均厚度。5153 砖、石砌体防火堤的水平地震作用应按式(5155)(5158)计算确定，计算简图见图5152。(5155)(5156)(5157)(5158) 式中 1基本振型参与系数，取127； 3，4根据XH比值，求得的相应系数，见表515； max水平地震作用影响系数最大值，当设防烈度为8度、9度时，分别取016，032。516 防火堤内液体动压力标准值的计算应符合下列规定，计算简图见图516。表515 系数1，2，3，4数值表X/H12340.000.36340.73930.63660.68780.050.36330.68950.63470.58850.100.36300.63940.62880.54370.150.36200.59170.61900.50190.200.36010.54470.60550.46250.250.35700.49920.58820.42530.300.35240.45540.56720.39020.350.34600.41330.54280.35660.400.33760.37290.51500.32450.450.32680.33450.48410.29350.500.31350.35910.45020.26360.550.29750.26210.41350.23480.600.27840.22840.37420.20690.650.25620.19590.33260.17970.700.23060.16490.28900.15290.750.20150.13510.24360.12680.800.16880.10630.19670.10100.850.13240.07840.14860.07550.900.09220.05100.09660.05000.950.04800.02615161 沿液体深度均匀分布的液体动压力应按式(5161)计算确定：(5161)式中 Pd每米堤长液体动压力分布值(kNm2)； 地震影响系数，设防烈度为8度、9度时分别取016，032； fL动液压力系数，取069； HL液体深度(m)。5162 防火堤计算截面以上液体动压力合力及弯矩应按式(5162，3)计算确定：(5162)(5163)式中 Pd计算截面以上每米堤长动液压力合力(kNm)； Md计算截面以上每米堤长动液压力合力对计算截面的弯矩(kNmm)； H1计算截面至液面的距离(m)。517 防火堤培土的动土压力标准值应按式(5171，2)计算确定：(5171)(5172)式中 PtE地震作用时，计算截面以上每米堤长的动土压力合力(kNm)； MtE地震作用时，计算截面以上每米堤长的动土压力合力对计算截面的弯矩(kNmm)； Pt土压力合力(kNm)，按式(5149)或(51412)计算确定。52 强度验算521 防火堤应进行截面强度验算和地基强度验算。5211 防火堤强度验算的设计表达式如下：(5211)式中 0结构重要性系数，取10； S荷载效应组合设计值，按511条规定计算； R防火堤抗力设计值，按各有关规范确定。5212 进行截面抗震强度验算时，设计表达式应为：(5212)式中 防火堤抗震调整系数，对于钢筋混凝土堤，取085；对于其它防火堤，取10。522 防火堤的截面强度设计和基础设计应符合国家现行规范的有关规定。53 稳定性验算531 防火堤的稳定性验算应进行抗滑验算和抗倾覆验算。532 抗滑验算应符合下列规定：5321 抗滑验算应按式(5321)进行：(5321)式中 P防火堤每米堤长所承受的总水平荷载设计值(kNm)，按式(511)计算确定； RH每米堤长基础底面摩擦阻力标准值(kNm)，按5322款计算确定； RP每米堤长被动土压力设计值(kNm)，按5323款计算确定。5322 基础底面摩擦阻力按式(5322，3)计算确定：(5322)(5323)式中 G每米提长传至基础底面的垂直荷载合力(kNm)； G1堤身自重荷载(kNm)，按式(512)计算确定； Gj基础自重荷载(kNm)； Gt基础以上土体自重荷载(kNm)； GL基础以上液体自重荷载(kNm)； 基础与地基之间的摩擦系数，应根据试验资料取值；当无试验资料时，可按附录B取值。53之3 被动土压力按式(5324，5)计算确定：(5324)(5325)式中 被动土压力折减系数，取03； d基础埋置深度(m)； Kp被动土压力系数，按式(5325)计算或查附录表A3； C粘性地基土的粘结力(kNm2)； 地基土的内摩擦角()。533 抗倾复验算应符合下列规定：5331 抗倾复验算应按式(5331)进行：(5331)式中 M各倾复力矩换算至基础底面并按511条进行组合后的每米堤长总力矩(kNmm)； Mw海米堤长垂直荷载合力产生的稳定力矩(kNmm)，按(5332)计算确定。5332 稳定力矩应按式(5332)计算确定：(5332)式中 e垂直荷载合力作用线至基础前端的水平距离(m)。附录A 土压力系数表A1 主动土压力系数Ka表A1 主动土压力系数Ka(=0，0)()20222528303234Ka0.4900.4560.4060.1470.3330.3070.283()36384042454850Ka0.2600.2380.2170.1980.1720.1470.132A2 主动土压力系数K，。表A2 主动土压力系数Ka(=0，0)内摩擦角()培土坡度()3035404522252830323436384042454803430308027602570239022l020501890174016001400122032802950265024702290213019701820168015401350118031302820253023602190204018901740161014801300114029802680241022502090194018001670154015101250109A3 被动土压力系数K，表A3 被动土压力系数Kp()2224262830323436384042Kp2.202.372.562.773.003.253.543.854.204.605.04附录B 防火堤基底的摩擦系数表B 土对防火堤基底的摩擦系数l土 的 类 别摩擦系数粘 性 土(17Ip22时)可塑硬塑坚硬025030040粉 土IL22时的粘性土和易风化岩石，值应经试验确定。附录C 用词说明C1 执行本规范条文时，对要求严格程度的用词说明如下：C11 表示很严格、非这样做的用词： 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。C12 表示严格、在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。C13 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样作的用词： 正面词采用“宜”或“可”； 反面词采用“不宜”或“不可”。C 2 条文中指明必须按有关的标准、规范或规定执行的写法为“应按执行”或“应符合要求或规定”。 附加说明 编写单位：中国石油天然气总公司管道设计院 主要起草人：陈辉璧、冯宝坤、李荣椿、唐代永、程光荣