大型港外危险品集装箱堆场规划与布置

陈武争，张兵，张志平，3，童志华，蔡相芸

0 引言

2016年，我国港口危险品集装箱运量约220万TEU，且近年来仍呈逐渐上升趋势。如此大的运量，反映我国国民经济发展对危险品运输存在较大的需求，同时也警示我国危险品集装箱堆场的危险性有可能在增加。如果危险品集装箱在运输或堆存过程中发生事故和意外，将会对周边集装箱港区运营造成极大的影响，对堆场周边人员生命及财产安全造成重大伤害，天津港“8·12”特大火灾爆炸事故就是一个实例[1-2]。

目前常见的、用途较广的化学危险物品有2 200余种。由于集装箱具有较高的运输效率和便利性，世界约76.2%的化学危险品通过海上集装箱进行运输，据统计，我国沿海港口运输的危险品集装箱约占外贸集装箱吞吐量的3.3%，并且呈逐年上升趋势[1]。由于集装箱港区危险品箱与普通集装箱均通过码头装卸后堆放至陆域堆场，其中危险品集装箱单独划区堆放，而且部分高危性的危险货物集装箱不允许在港区内堆场落地，必须采取直装方式运输。因此，为分散周边港区的危险品集装箱堆存压力，海港集装箱港区外部一般需要配套建设专业危险品集装箱堆场。危险品集装箱堆场有“分散堆存”和“集中堆存”两种方式，我国港外危险品集装箱堆场普遍采用集中堆存方式[3]。

为提高装卸效率和优化交通组织，港区一般在港内远离人员集中的常风向下游区域设置港内堆场[4-5]，以满足危险性较低的危险品集装箱短时间存放的需求，同时，港外配套设置专用危险品集装箱堆场，以保证港口生产效率和整体安全。集中布置的专业危险品集装箱堆场虽然便于安全监管，但也不可避免存在重大安全事故风险，国外港口危险货物事故统计分析数据显示，危险货物泄漏事故比例最高占 51%，其次是火灾29%、爆炸17%和蒸气云扩散3%[6]，因此，充分考虑危险因素和事故风险，科学规划和布置港外危险品集装箱堆场，对减少堆场安全隐患，提高周边集装箱港区的服务水平，最大限度地满足城市安全运营和经济社会发展有着十分重要的意义。

1 堆场选址规划

1.1 规划方案

为满足上海港外高桥港区危险品集装箱运输及堆存需要，减少该区域危险品集装箱长距离运往芦潮港危险品堆场堆存的安全风险，拟规划建设用于外高桥港区危险品集装箱堆存的港外堆场。规划危险品堆场分为危险品堆存区域和管理配套设施区域两大功能区：危险品堆存区域占地面积为8万m2；堆场管理配套设施区域占地面积为4万m2。现行有关危险品集装箱堆场的规范中没有针对安全距离的详细规定，参照GB 18265—2000《危险化学品经营企业开业条件和技术要求》相关要求，危险品堆存区域与公共建筑物、工矿企业、主要交通干线的距离不小于1 000 m[7]，管理配套设施区域严格禁止危险品货物堆存。堆场选址规划如图1所示。

图1 上海某危险品堆场选址规划示意图Fig.1 Location planning of a dangerous goods yard in Shanghai

1.2 规划关键技术问题讨论

1）安全第一，拟选址堆场与周边敏感目标安全距离应满足相关规范要求，不触安全红线。

上海地区港口及陆域用地有其特殊性，土地及岸线资源极其紧张，而有关危险品堆场建设的相关规范体系还不是十分健全，仅仅按照《危险化学品经营企业开业条件和技术要求》的相关规定，本工程堆场应与周边公共建筑物、公共交通干线、工矿企业保持至少1 000 m的距离，选址空间极其有限。

解决方案：经过现场踏勘走访并结合卫星遥感技术，堆场所在集装箱港区及其周边附近区域内不存在现状能够满足危险品堆存需要且又满足与周边敏感目标安全距离的地块，本文认为针对此类堆场选址需要结合安全要求、堆存要求、周边环境要素、动拆迁量等因素综合考虑选址地点，在极其有限的条件下选择相对适当的规划布局方案。

2）节约用地，合理考虑周边重要设施搬迁难度和影响。

拟选址区域周边环境信息如下：东侧为海塘大堤，堤外为长江口开阔水域；西侧及南侧目前为外高桥电厂灰库，暂未利用；北侧为黎明垃圾填埋场。1 000 m范围内的敏感目标有南侧仓储企业及物流公司，西南侧的上海浦东殡仪馆及墓地。

解决方案：仓储企业及物流公司人员相对密集，为安全考虑要求启动动迁工作，敏感目标迁出堆场1 000 m范围（目前动迁工作已完成）；殡仪馆礼堂厅为人员密集的公共场所，应迁出堆场1 000 m范围（礼堂厅搬迁牵涉民生及当地习俗问题，已启动相关动迁前期工作）；为方便家属进行丧葬活动，应民政管理部门要求，礼堂厅搬迁不宜距离殡仪馆过远，不应越过西南侧随塘河，本工程堆场用地综合考虑安全要求和民生问题，将堆场区域和管理区分开布置，堆场区西侧边线以预留礼堂厅搬迁位置外边线1 000 m为界布置，搬迁位置除考虑礼堂厅用地外，还应根据实际丧葬风俗和需求预留礼堂厅前广场用地。

3）相邻区域未建设用地规划建设要求

与本工程堆场相邻的用地为规划港区用地，针对此类先行规划建设的危险品堆场，本文认为出于安全和经济性考虑，应根据周边地块规划性质对周边未利用地块提出建设要求，建议与工程相邻的区域布置低附加值货物，人员活动区域宜布置在远离堆场区域，本工程堆场1 000 m范围内不得布置办公楼等公共建筑物。

4）敏感季节安全管理及相应技术措施

由于堆场西南方向存在浦东殡仪馆及墓地，清明前后或特定祭祀季节周边道路会非常拥挤，人流集中，危险品运输车辆在周边行驶安全隐患及风险较大，建议增加规划疏港道路，避开墓地及殡仪馆人流集中通道；建议清明前后期间危险品堆场采取管理措施，减少对外运输或停运。

5）危险品集装箱堆场因其货物特殊性及敏感性，对消防介质有特殊要求，一般公用消防站难以满足消防要求。为吸取天津8·12事故教训，做好防灾减灾配套建设，本文认为危险品堆场项目规划建设阶段应同步规划设计企业消防站。

解决方案：针对本工程，按照三级站规模设计企业消防站，布置于管理配套设施区西侧，相对远离危险品堆存区并靠近主干道，既保障消防站安全又方便救援。

6）拟选址堆场靠近海塘大堤，工程设计阶段应考虑爆炸冲击对大堤的毁伤效应，并采取一定的消能措施保障大堤结构整体稳定、安全。

解决方案：在1类危险品货物堆存区域考虑设置抗爆墙，抗爆墙在考虑抗击冲击波对周边人员及设施防护功能的同时考虑爆炸地震波影响，抗爆墙下部桩基间距适当加密，桩长适当加长并在桩之间适当设置地下挡墙，减少地震波对海塘大堤结构安全影响。

2 总体布置

2.1 平面布置

场地总用地面积为12万m2，其中靠近海堤的呈长方形的8万m2地块为危险品堆存区，危险品堆存区西侧靠北的呈正方形的4万m2地块为管理设施配套区。危险品堆存区由南至北依次布置有重箱堆场地、仓库货棚、查验场地。管理设施配套区布置有初期雨水及废水收集池、材料工具间及流机棚、蓄车区、企业消防站、综合办公楼、停车场地、变电所、消防泵房、非机动车停车棚等。

受道路标高限制，进场闸口与出场闸口集中布置，设置在管理配套设施区一侧。进危险品堆存区主干道宽26 m，在管理配套设施区由南北向布置转入东西向进入危险品堆存区，直至东侧边界。进场主干道宽26 m，危险品堆存区主干道宽度以16 m为主，基本呈环形围绕危险品堆存区布置，次干道宽7～10 m。由于主出入口合并设计，出于安全疏散及消防需要，本堆场共设3个消防应急门，堆存区2个，管理区1个。

整个场区周边设置实体围墙，满足安保及反恐要求。场区东南角1类危险品区周边设置抗爆墙，抗爆墙按照堆存货物量最大计算TNT当量设计，减少爆炸冲击对周边人员及设施的毁伤。下部桩基及挡墙能够有效阻隔爆炸引起的地震波，减少爆炸对东侧海塘大堤的结构性破坏。平面布置图如图2所示。

图2 工程平面布置图Fig.2 The plan of engineering layout

重箱堆场堆存1～6类及8、9类危险货物，不同种类货物之间需有一定的安全隔离间距[8]，货物隔离距离如表1所示，表中横列和纵列均表示危险品种类。

表1 危险货物隔离表Table1 Dangerous goods isolation table

2.2 装卸工艺

1） 操作要求

根据上海港危险品需求、各类危险品安全处理要求及建设单位实际情况，本工程堆场对各类危险品的操作规定如表2所示。

表2 本工程危险品堆场操作规定分类表Table 2 Classification table of hazardous material storage operation in this project

2） 装卸设备要求

由于危险品集装箱堆场对于静电和火花的敏感性，装卸设备均需要进行防静电处理，堆场一般多采用集装箱正面吊或轮胎吊作业，拆装箱仓库一般要求使用防爆型叉车。

3）地面箱位及仓库面积

危险品集装箱堆场与普通集装箱堆场相比堆高层数受限，易燃易爆品不超过2层，其他低危货种不超过3层[8]。按照JTS 165—2013《海港总体设计规范》的相关规定，本堆场地面箱位及仓库面积按如下公式计算[9]：

式中：Ns为堆场所需地面箱位数，TEU；Ey为堆场容量，TEU；N1为堆场设备堆箱层数，危险品箱2层，空箱6层；As为堆场容量利用率，取0.7；Qh为年运量，6.8万TEU（进库比例13%）；Tdc为堆场平均堆存期，取7.5 d；KBK为堆场集装箱不平衡系数，为1.1；TYK为集装箱堆场年工作天数，取360 d；Ew为拆装箱库所需容量，t；Kc为拆装箱比例，取13%；qt为标准箱平均货物重量，取13 t/TEU；KBW为拆装箱货物不平衡系数，取1.1；tdc为货物在库平均堆存期，取7.5 d；Tyk为拆装箱库年工作天数，取360 d；A为仓库总面积，m2；E为仓库或堆场所需容量，t；q为单位有效面积货物堆存量，取1.2 t/m2；KK为仓库总面积利用率，取0.7。

经计算，本工程所需地面箱位为1 106 TEU，所需拆装箱库面积为3 134 m2。实际布置地面箱位1 252 TEU，实际布置拆装箱库面积为3 461 m2。目前部分港口危险品集装箱堆场地面箱位情况如表 3所示[1]。

表3 部分港口危险品集装箱堆场数据统计Table3 Data statistics of dangerous goods container yard from some ports

2.3 安全防护

与常规集装箱堆场相比，本工程危险品集装箱堆场除常规安全防护措施外，还增加了如下针对性设计：

1）针对1类爆炸品设置单独区域存放，按照最大堆存容量计算TNT当量，并基于风险管控和概率论的理念在周边设置抗爆墙，既有效保障周边作业人员生命安全，又统筹考虑防护成本，节约投资。当偶然因素发生，所有管理措施均失效时，抗爆墙是本工程的安全防护底线。

2）针对港外危险品集装箱堆场管理的反恐及安监要求，设置实体围墙，防止无关人员越爬及窥视堆场，并在围墙周边设置周界报警系统，一旦有入侵者攀爬、翻越周界，即触发探测光缆，系统会检测出入侵者所产生的振动信号，立刻报警；在闸口处设置地面升降桩防止失控车辆闯入堆场[10]。

3）建立危险源状态实时监测系统，在对温度敏感物质周边设置温度感应装置，实时监测环境温度；在有毒气体物质周边设置毒气嗅探装置，实时监测毒气泄漏情况；在地下管网及明沟关键部位设置水质监测装置，实时监测有毒、有害液体泄漏情况。

4）针对拟建场地处于雷暴高发区特点，在危险品堆存区域设置避雷塔，合理设置避雷塔高度和滚球半径，防止重箱堆场堆存区及蓄车区遭受雷击伤害。变电所高低压侧均配置避雷器和过电压保护装置。设有电子信息系统的建筑物均进行等电位联结，各级配电装置均配置浪涌保护器（SPD），以防止雷电波入侵和雷击电磁脉冲干扰。

2.4 环境保护

与常规集装箱堆场相比，本工程危险品集装箱堆场增加了如下针对性的设计：

1）在3类液体箱区周边设置泄漏液体收集明沟及应急事故收集池，泄漏液体收集明沟通过阀门与雨水系统相连或与应急事故收集池相连。发生液体泄漏事故后，阀门立即关闭与雨水系统的连通，泄漏液体由周边明沟收集后流入应急事故收集池，收集池内的泄漏液体由工作人员送至专业处理场所处置，防止进入堆场雨水系统外排，避免对周边水质造成污染。

2）由于本工程危险品箱存储物质的特殊性与敏感性，本堆场不设洗箱场所，严禁在堆场内进行洗箱，所有集装箱洗箱作业需由专业单位完成。

3）堆场堆存区及仓库区初期雨水及消防废水全部收集，设置初期雨水及消防废水收集池，收集池内水体经检测达标后进入污水系统排放，检测不达标的由专业单位进行处理，严禁不达标水体外排。

4）为防止危险品泄漏对地下水造成污染，危险品堆场还需要进行防渗设计，本工程重箱堆场防渗设计采用铺设防渗土工布与结构层涂刷防渗涂料相结合的方式。危险品集卡全部采用防漏液集卡。

2.5 消防

本工程拟建堆场附近有2个公共消防站，分别相距3.5 km和3.6 km，从接到指令到本工程堆场的时间约为5 min，但港口危险品集装箱属重大危险源，存储的物品化学、物理性质各不相同，对消防介质选择也不同，因此，本工程危险品集装箱堆场应根据储存货物的性质、设计储存量、火灾或爆炸特点等设置相应级别的企业消防站。

3 结语

1）港外危险品集装箱堆场与港内堆场相比堆存危险货物种类更多且危险性更高，因此，对港外危险品集装箱堆场尤其是为集装箱集聚港区配套的大型港外危险品集装箱堆场进行规划及布置研究是十分必要的。

2）大型港外危险品集装箱堆场因其堆存货物的特殊性，属于重大危险源，对场址选择、总平面布置、装卸工艺、安防设施、环境保护、消防设计等一系列规划建设阶段的指标均有特殊要求，稍有不慎将对周边环境及周边人民生命及财产安全造成重大影响，给企业带来严重损失，探讨与研究此类堆场规划与布置关键技术问题，可提高此类堆场规划设计质量，提高整体安全性和可靠性，是降低事故风险的主要技术手段之一。

3）目前针对危险品集装箱堆场的专业规范尚未正式出台，对于企业消防站设置、堆场防渗设计、工艺设备选型、抗爆墙设计等尚未有明确规定，本文结合项目规划设计情况并吸收有关专家、管理部门意见，提出的针对此类危险品堆场的技术要求和措施建议具有一定针对性，可供相关工程设计和规范编制参考。

4）我国港外危险品集装箱堆场普遍采用集中堆存方式，便于安全监管，但事故风险较大，在用地条件允许的情况下也可借鉴国外做法，结合相关普通集装箱堆场分散布置，减小事故危害。

5） 危险品集装箱属于危险货物（特指化学品），不同于危险化学品，每个集装箱相当于一个移动式防爆仓库，各类危险货物运输前会严格按照规定进行配装，符合本质安全的要求。相关评价和设计单位在规范选用时应有所区别，注意规范的适用性。

6）危险品集装箱堆场合理规划是前提，科学设计是基础，但重点和关键还是管理。运营单位合规运营、操作人员按制度操作、监管部门依法有效监管是防范危险品集装箱堆场事故发生的核心。