一种立式罐体的全覆土结构的制作方法

本发明涉及覆土罐领域，具体涉及一种立式罐体的全覆土结构。

背景技术：

覆土式储存是指将常温下的液化石油气加压储存在罐中或是地面之下，并进行合理的全面回填，这项技术非常适合对易燃易爆的液态物料进行储存，能够对罐体进行保护，避免燃烧爆炸的热量和冲击波影响其他罐体，能够有效降低风险，罐体之间能够更加靠近安装，节约占地。目前全立式罐体体技术还不成熟，国外主要使用半层覆土技术，罐体底部构件支撑结构，上层覆土，但从安全性角度考虑，全覆土的优势明显更高，但全覆土后四周形成的边坡更大，整个覆土结构之间的应力情况更加复杂，而且整个覆土结构需要着重考量的是其防爆性能,覆土结构的整体性和稳定性较差在罐体处于静态下可能没有体现，但当罐体出现意外发生爆炸时，不够稳定的覆土结构起不到应有的爆炸缓冲作用，尤其应对二次或更加复杂爆炸情况，覆土结构极易崩溃。另外，因为本领域的罐体体积一般较大，覆土结构的土量很大，形成的覆土结构其内部具有复杂的土压力变化，现有技术没有很好地措施来解决此实际问题，导致覆土结构内部的罐体受力容易出现损伤、偏转等问题，如何设计确保全覆土边坡结构的稳定性，避免全覆土边坡内部的罐体出现问题、同时避免全覆土边坡结构本身出现开裂塌陷、沉降等问题，亟待解决。

技术实现要素：

本发明提供一种立式罐体的全覆土结构,对立式罐体周围的覆土结构进行了全新的设计和优化，利用基底层、坡体填土和缓冲层之间的有机结合，增强了整个覆土结构的整体性和稳定性，既能够保证对立式罐体应有的防爆效果，同时能够有效减少整个覆土结构对立式罐体的应力载荷，消除立式罐体在静态应力下的偏移、损伤，从而解决了上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种立式罐体的全覆土结构，设置于立式罐体的外部，包括：

基底层，所述基底层设置在所述立式罐体的外周侧，包括位于地坪面上的基层物料，所述基底层和所述立式罐体的外壁之间形成有第一填充间隙；

坡体填土，所述坡体填土设置在所述基底层的上部，所述坡体填土靠近所述立式罐体的一侧和所述立式罐体的外壁之间形成有第二填充间隙，所述坡体填土的外侧形成边坡面；

缓冲层，所述缓冲层形成于于所述第一填充间隙和第二填充间隙，所述第一填充间隙和第二填充间隙中填充设有缓冲物料，以包裹所述立式罐体的表面，所述缓冲层的吸能效率高于所述坡体填土的吸能效率，用于缓冲所述立式罐体和所述坡体填土之间的应力变化。

所述基底层位于地坪面，作为整个覆土结构的底部支撑，其上部设置坡体填土，在基底层和坡体填土与立式罐体外表面之间设置缓冲层，缓冲层具有双重作用，其一是出于防爆要求，当立式罐体出现爆炸时，缓冲层能够在第一时间最大限度吸收爆炸的冲击能量，起到对爆炸冲击波的缓冲作用，发挥安全防爆效应；其二是对静态应力的缓冲和吸收，立式罐体在正常工况的静态时，利用缓冲层来缓冲和抵消外部坡体填土对罐体的压力，能够尽量减少立式罐体受到覆土结构的压力，对立式罐体进行保护，例如，立式罐体的表面会设置防腐涂层，进行防腐处理，缓冲层的设置能够起到保护缓冲层的作用，避免缓冲层受损后立式罐体表面发生腐蚀；另外，由基底层、坡体填土和缓冲层构成的全覆土结构相互结合、相互支撑，整体性和稳定性更好，缓冲层的存在也能够起到缓冲坡体填土的运动趋势，使整个覆土结构更具有“弹性”，当坡体填土出现应力变化时，没有缓冲层会直接作用于立式罐体，没有缓冲长时间就容易积累出现坡体填土的开裂、沉降等问题，而缓冲层的设计恰恰弥补了此技术缺陷。

在优选的实现方式中，基底层具有第一压实系数，坡体填土具有第二压实系数，缓冲层具有第三压实系数，第一压实系数＞第二压实系数＞第三压实系数。

基底层位于立式罐体的底部，需要为立式罐体提供支撑作用，因此需要较大的压实系数保证其支撑强度，缓冲层直接与立式罐体表面进行接触，将立式罐体与坡体填土隔离开来，防止在坡体填土被压实等过程中立式罐体的表面被磨损、磕碰受损，缓冲层为具有更好的缓冲作用则需要较为松散不能太过紧实，因而需要较小的压实系数，坡体填土围绕在立式罐体的周围，需要将立式罐体包围住，为立式罐体提供支持与保护，坡体填土的自身需要有一定的支撑能力，兼顾整个覆土结构的稳定性，因而，坡体填土的压实系数介于基底层与缓冲层的压实系数之间。

在优选的实现方式中，基底层的基层物料具有第一颗粒尺寸，坡体填土具有第二颗粒尺寸，缓冲层的缓冲物料具有第三颗粒尺寸，第一颗粒尺寸＞第二颗粒尺寸＞第三颗粒尺寸。

基底层位于立式罐体的底部，需要为立式罐体提供支撑作用，适合选择颗粒尺寸较大的填充物保证其支撑强度；缓冲层直接与立式罐体表面进行接触，将立式罐体与坡体填土隔离开来，防止在坡体填土被压实等过程中立式罐体被磨损、磕碰受损，因此缓冲层需要选用较小的颗粒尺寸；坡体填土围绕在立式罐体的周围，需要将立式罐体包围住，为立式罐体提供支持与保护，坡体填土既要有一定的支撑能力，还需要有一定的保护作用，因而坡体填土的颗粒尺寸介于基底层与缓冲层中填充物的颗粒尺寸之间。

在优选的实现方式中，第一压实系数不小于0.96，第二压实系数不小于0.94，第三压实系数不小于0.9。基底层、坡体填土和缓冲层的压实系数具体根据实际材料来配比，不同地区采用不用物料会出现不同的压实系数。

在优选的实现方式中，基底层设为级配碎石，缓冲层设为粉细砂。

基底层采用级配碎石，级配碎石排水性能好，使得覆土内部的水能够及时排出，不会积聚在坡体底部；粉细砂颗粒小，作为缓冲层与罐体接触不会对罐体造成破坏。

在优选的实现方式中，缓冲层的厚度不小于0.5米。为了使缓冲层起到基本的防爆缓冲作用，对缓冲层的最小厚度进行限定，同时，其实际厚度要根据立式罐体的尺寸、基层物料和坡体填土的选材和压实系数都因素综合设计考量，过厚的缓冲层可能影响整个覆土结构的强度和稳定性，过薄的缓冲层起不到应有的缓冲防爆要求。

缓冲层若厚度过小，一受挤压便立即紧实起来，会很快失去其缓冲作用，因而将缓冲层的厚度设置不小于0.5米，使缓冲层具有足够的厚度，其缓冲物料的颗粒之间具有充足的运动间隙，以起到相应的缓冲效果。

在优选的实现方式中，所述第二填充间隙沿所述立式罐体径向的尺寸自下而上递增设置，使所述第二填充间隙对应的所述缓冲层的外表面形成倒置的圆台形态。缓冲层结构设置为该实现方式中的形态，增大了缓冲层的缓冲能力和效果，使坡体填土和缓冲层之间的平衡性更好，有助于整体覆土结构的稳定，同时对罐体的保护效果也更好，立式罐体内部储料后，其重心聚集在底部，越靠近立式罐体的底部越不容易受到外部压力影响，反而越靠近立式罐体的顶部，其越容易受到覆土结构的压力影响，因此越靠近上部的缓冲层的厚度越大，也相应增加上部的缓冲能力，针对性解决此问题，更好的保护立式罐体不受压力的影响。缓冲层相对基底层和坡体填土来说具有一定的“流动趋势”，仅其自身无法独立成为相对固定的稳定的土方结构，会对立式罐体施加堆积载荷，而调整适合的外侧倾角，形成倒圆锥形状，则可以利用坡体填土来消除其堆积载荷，使基底层之上的坡体填土和缓冲层之间相互作用、更加稳定，而且可以支持充分压实。

在优选的实现方式中，所述第一填充间隙对应的基底层的内壁和所述坡体填土的内壁对应延续设置，使所述第一填充间隙和所述第二填充间隙相互对应，使第二填充间隙形成的倒置圆台形态的缓冲层能够延续至第一填充间隙。

进一步解释的是，所述坡体填土的外侧形成的边坡面使整个坡体填土具有朝向缓冲层第一压力，呈现倒置圆台形态的所述缓冲层形成向下的第二压力，所述第二压力小于所述第一压力，所述第二压力用于抵消部分作用于所述立式罐体的第一压力。

在优选的实现方式中，倒置的圆台形态的所述缓冲层的外表面具有母线，所述母线相对竖直方向的夹角不大于30°。考虑到实际施工过程中缓冲层的形成工艺难度和整个覆土结构之间的比重，经过模拟计算和现场试验后，将母线相对竖直方向的夹角设置在30°及以内，兼顾缓冲层的缓冲和坡体填土的支撑，平衡整个覆土结构稳定。

在优选的实现方式中，立式罐体的全覆土结构还包括护坡，护坡设置于边坡面，且护坡的底部和基底层相连，以加固坡体填土。

在对立式罐体周围覆土结束之后，会在坡体表面进行加固处理而设置护坡，防止坡体日后受到雨水冲刷或大风以及沉降等情况发生坡体滑移，导致坡体受到破坏而影响其对罐体的保护作用，护坡设置于坡体的表面，且护坡的底部和基底层相连，能够起到固定护坡的作用。

在优选的实现方式中，护坡包括拱形骨架和植草护坡，拱形骨架沿边坡面均匀间隔设有多个，拱形骨架未覆盖的边坡面其他部分设置植草护坡。

护坡采用拱形骨架与植草相结合的形式，首先利用拱形骨架在边坡表面构建固定框架，大面积将边坡收拢于拱形骨架之内，起到整体护坡的作用；其次，拱形骨架未覆盖的边坡面其他部分设置植草护坡，这样就可以将拱形骨架中的空白填补完整，从而形成一个完整且稳定的护坡。

在优选的实现方式中，缓冲层和坡体填土的顶部形成有坡顶，坡顶设置防水加固层。

罐体周围的坡体填土具有护坡对其进行保护，但若坡顶缺乏保护结构则将对整个坡体造成影响，因而，在坡体顶部设置防水加固层，防水加固层能够有效防止雨水自上而下渗透，护坡与坡顶的防水加固层相结合，形成了一个更加完整全面的坡体保护罩。

在优选的实现方式中，防水加固层包括方砖坡面和防渗膜，防渗膜设置在坡顶，防渗膜外设置方砖坡面，方砖坡面靠近立式罐体高度相对大，使方砖坡面沿立式罐体一侧向边坡面一侧倾斜设置。

坡顶首先设有防渗膜，可以防止雨水渗透；防渗膜外又设置方砖坡面，方砖坡面可以遮挡一部分雨水，并且方砖坡面沿立式罐体一侧向边坡面一侧倾斜设置排水效果好，其次，方砖坡面还能够在防渗膜上为其提供保护，减缓防渗膜因日晒风吹而造成的使用寿命减少。

本发明采用上述结构的有益效果是：对立式罐体周围的覆土结构进行了全新的设计和优化，利用基底层、坡体填土和缓冲层之间的有机结合，增强了整个覆土结构的整体性和稳定性，既能够保证对立式罐体应有的防爆效果，同时能够有效减少整个覆土结构对立式罐体的应力载荷，消除立式罐体在静态应力下的偏移、损伤。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的剖视结构示意图。

图2为本发明的俯视结构示意图。

图3为图1中a部的局部放大图。

图4为本发明另一种实现方式的剖视结构示意图。

图5为本发明未显示缓冲层的剖视结构示意图。

图中，

1、基底层；

2、坡体填土；201、边坡面；202、护坡；203、坡顶；

3、缓冲层；

4、防水加固层；401、方砖坡面；402；防渗膜；

5、立式罐体；

6、第一填充间隙；

7、第二填充间隙；

8、母线。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-5所示，一种立式罐体的全覆土结构，设置于立式罐体5的外部，其包括：基底层1、坡体填土2和缓冲层3，基底层1设置在立式罐体5的外周侧，包括位于地坪面上的基层物料，基底层1和立式罐体5的外壁形成有第一填充间隙6；坡体填土2设置在基底层1的上部，坡体填土2靠近立式罐体5的一侧和立式罐体5的外壁之间形成第二填充间隙7，坡体填土2的外侧形成边坡面201；缓冲层形成于于第一填充间隙6和第二填充间隙7，第一填充间隙6和第二填充间隙7中填充设有缓冲物料，以包裹立式罐体5的表面，所述缓冲层3的吸能效率高于所述坡体填土2的吸能效率，用于缓冲所述立式罐体5和所述坡体填土2之间的应力变化。

基底层1位于地坪面，作为整个覆土结构的底部支撑，其上部设置坡体填土2，在基底层1和坡体填土2与立式罐体5外表面之间设置缓冲层3，缓冲层3具有双重作用，其一是出于防爆要求，当立式罐体5出现爆炸时，缓冲层3能够在第一时间最大限度吸收爆炸的冲击能量，起到对爆炸冲击波的缓冲作用，发挥安全防爆效应；其二是对静态应力的缓冲和吸收，立式罐体5在正常工况的静态时，利用缓冲层3来缓冲和抵消外部坡体填土2对立式罐体5的压力，能够尽量减少立式罐体5受到覆土结构的压力，对立式罐体5进行保护。例如，立式罐体5的表面会设置防腐涂层，进行防腐处理，缓冲层的设置能够起到保护缓冲层的作用，避免缓冲层受损后立式罐体表面发生腐蚀；另外，由基底层1、坡体填土2和缓冲层3构成的全覆土结构相互结合、相互支撑，整体性和稳定性更好，缓冲层3的存在也能够起到缓冲坡体填土2的运动趋势，使整个覆土结构更具有“弹性”，当坡体填土2出现应力变化时，没有缓冲层3会直接作用于立式罐体5，没有缓冲长时间就容易积累出现坡体填土的开裂、沉降等问题，而缓冲层3的设计恰恰弥补了此技术缺陷。

进一步地，基底层1的基层物料具有第一压实系数，坡体填土2具有第二压实系数，缓冲层3的缓冲物料具有第三压实系数，第一压实系数＞第二压实系数＞第三压实系数。

基底层1位于立式罐体5的底部，需要为立式罐体5提供支撑作用，因此需要较大的压实系数保证其支撑强度，缓冲层3直接与立式罐体5表面进行接触，将立式罐体5与坡体填土2隔离开来，防止在坡体填土2被压实等过程中立式罐体5被磕碰受损，缓冲层3为具有更好的缓冲作用则需要较为松散不能太过紧实，因而需要较小的压实系数，坡体填土2围绕在立式罐体5的周围，需要将立式罐体5包围住，为立式罐体5提供支持与保护，坡体填土2既要有一定的支撑能力，还需要有一定的保护作用，因而，坡体填土2的压实系数介于基底层1与缓冲层3的压实系数之间。

进一步地，基底层1的填充物料具有第一颗粒尺寸，坡体填土2的填充物料具有第二颗粒尺寸，缓冲层3的填充物料具有第三颗粒尺寸，第一颗粒尺寸＞第二颗粒尺寸＞第三颗粒尺寸。

基底层1位于立式罐体5的底部，需要为立式罐体5提供支撑作用，适合选择颗粒尺寸较大的填充物保证其支撑强度；缓冲层3直接与立式罐体5表面进行接触，将立式罐体5与坡体填土2隔离开来，防止在坡体填土2被压实等过程中立式罐体5被磕碰受损，缓冲层3需要选用较小的颗粒尺寸；坡体填土2围绕在立式罐体5的周围，需要将立式罐体5包围住，为立式罐体5提供支持与保护，坡体填土2既要有一定的支撑能力，还需要有一定的保护作用，因而坡体填土2的颗粒尺寸介于基底层1与缓冲层3中填充物的颗粒尺寸之间。

进一步地，基底层1设为级配碎石，缓冲层3设为粉细砂。

进一步地，缓冲层3的厚度不小于0.5米。为了使缓冲层3起到基本的防爆缓冲作用，对缓冲层3的最小厚度进行限定，同时，其实际厚度要根据立式罐体的尺寸、基层物料和坡体填土的选材和压实系数都因素综合设计考量，过厚的缓冲层3可能影响整个覆土结构的强度和稳定性，过薄的缓冲层3起不到应有的缓冲防爆要求，缓冲层3若厚度过小，一受挤压便立即紧实起来，会很快失去其缓冲作用，因而缓冲层3的厚度不小于0.5米。

基底层1采用级配碎石，级配碎石排水性能好，使得覆土内部的水能够及时排出，不会积聚在坡体底部；粉细砂颗粒小，作为缓冲层3与罐体接触不会对罐体造成破坏。

进一步地，第一压实系数不小于0.96，第二压实系数不小于0.94，第三压实系数不小于0.9。

在优选的实现方式中，如附图4所示，第二填充间隙7沿立式罐体5径向的尺寸自下而上递增设置，使第二填充间隙7对应的缓冲层3的外表面形成倒置的圆台形态。缓冲层3结构设置为该实现方式中的形态，增大了缓冲层3的缓冲能力和效果，使坡体填土2和缓冲层3之间的平衡性更好，有助于整体覆土结构的稳定，同时对立式罐体5的保护效果也更好，立式罐体5内部储料后，其重心聚集在底部，越靠近立式罐体5的底部越不容易受到外部压力影响，反而越靠近立式罐体5的顶部，其越容易受到覆土结构的压力影响，因此越靠近上部的缓冲层3的厚度越大，相应增加其上部的缓冲能力，更针对性解决此问题，更好的保护立式罐体5不受压力的影响。缓冲层3相对基底层1和坡体填土2来说具有一定的“流动趋势”，仅其自身无法独立成为相对固定的稳定的土方结构，会对立式罐体5施加堆积载荷，而调整适合的外侧倾角，形成倒圆锥形状，则可以利用坡体填土2来消除其堆积载荷，使基底层1之上的坡体填土2和缓冲层3之间相互作用、更加稳定，而且可以支持充分压实。

在优选的实现方式中，第一填充间隙6对应的基底层1的内壁和坡体填土2的内壁对应延续设置，使第一填充间隙6和第二填充间隙7相互对应，使第二填充间隙7形成的倒置圆台形态的缓冲层能够延续至第一填充间隙6。

进一步解释的是，坡体填土2的外侧形成的边坡面使整个坡体填土2具有朝向缓冲层3第一压力，呈现倒置圆台形态的缓冲层3形成向下的第二压力，第二压力小于第一压力，第二压力用于抵消部分作用于立式罐体的第一压力。缓冲层3越往上其厚度越大，其产生的第二压力越大，因此越靠近上部的缓冲层3能够抵消更多来自坡体填土2的第一压力，起到更好的缓冲作用。

在优选的实现方式中，倒置的圆台形态的缓冲层3的外表面具有母线8，母线8相对竖直方向的夹角不大于30°。考虑到实际施工过程中缓冲层3的形成工艺难度和整个覆土结构之间的比重，经过模拟计算和现场试验后，将母线8相对竖直方向的夹角设置在30°及以内，兼顾缓冲层3的缓冲和坡体填土2的支撑，平衡整个覆土结构稳定。

进一步地，立式罐体的全覆土结构还包括护坡202，护坡202设置于边坡面201，且护坡202的底部和基底层1相连，以加固坡体填土2。

在对立式罐体5周围覆土结束之后，会在坡体表面进行加固处理而设置护坡202，防止坡体日后受到雨水冲刷或大风以及沉降等情况发生坡体滑移，导致坡体受到破坏而影响其对罐体的保护作用，护坡202设置于坡体的表面，且护坡202的底部和基底层1相连，能够起到固定护坡202的作用。

进一步地，护坡202包括拱形骨架和植草护坡202，拱形骨架沿边坡面201均匀间隔设有多个，拱形骨架未覆盖的边坡面201其他部分设置植草护坡202。

护坡202采用拱形骨架与植草相结合的形式，首先利用拱形骨架在边坡表面构建固定框架，大面积将边坡收拢于拱形骨架之内，起到整体护坡202的作用；其次，拱形骨架未覆盖的边坡面201其他部分设置植草护坡202，这样就可以将拱形骨架中的空白填补完整，从而形成一个完整且稳定的护坡202。

进一步地，缓冲层3和坡体填土2的顶部形成有坡顶203，坡顶203设置防水加固层4。

罐体周围的坡体填土2具有护坡202对其进行保护，但若坡顶203缺乏保护结构则将对整个坡体造成影响，因而，在坡体顶部设置防水加固层4，防水加固层4能够有效防止雨水自上而下渗透，护坡202与坡顶203的防水加固层4相结合，形成了一个更加完整全面的坡体保护罩。

进一步地，防水加固层4包括方砖坡面401和防渗膜402，防渗膜402设置在坡顶203，防渗膜402外设置方砖坡面401，方砖坡面401靠近立式罐体5高度相对大，使方砖坡面401沿立式罐体5一侧向边坡面201一侧倾斜设置。

坡顶203首先设有防渗膜402，可以防止雨水渗透；防渗膜402外又设置方砖坡面401，方砖坡面401可以遮挡一部分雨水，并且方砖坡面401沿立式罐体5一侧向边坡面201一侧倾斜设置排水效果好，其次，方砖坡面401还能够在防渗膜402上为其提供保护，减缓防渗膜402因日晒风吹而造成的使用寿命减少。

本发明所保护的技术方案，并不局限于上述实施例，应当指出，任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合，在本发明的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。