地下水封储油洞库岩体分级与支护技术研究

地下水封储油洞库是目前世界上石油战略储备的重要设施,为了保证该类大断面洞库的稳定,需要对洞库岩体质量进行准确评价,以便进行合理的支护设计。以某地下水封储油洞库为工程背景,选取4北洞室3个典型地段作为试验地点,采用现场工程地质勘察、三维摄影测量系统（ShapeMetriX 3D）及地质雷达测试技术相结合的手段,查明各地段围岩的工程地质特征及节理分布情况,应用Q系统分类法对试验地点岩体进行稳定性分级,依据工程类比和相关规范确定试验地段的支护方案,并运用FLAC3D数值模拟及现场监测的方法对支护效果进行检验。结果表明,设计支护方案合理,能够保证围岩的稳定。     

垂直水幕作用下扩建地下水封油库布局方式研究

为研究垂直水幕对扩建地下水封油库布局方式的影响，以某大型地下水封洞库分期建设工程为依托，采用有限元数值模拟方法，对有、无垂直水幕条件下扩建洞库的布局方式进行研究。研究结果表明： 1）当两期洞库间距较小时，在两期洞库之间设置垂直水幕可有效削弱拟建洞库对已建洞库水封可靠性的影响，随两期洞库间距的增加，垂直水幕的影响性逐渐减弱； 2）拟建洞库轴线方向对水封可靠性的影响受地形等条件的影响较大，在两期洞库之间设置垂直水幕对水封可靠性的影响较小； 3）随拟建洞库埋深的增加，拟建洞库的水封可靠性逐渐增强，已建洞库的水封可靠性却呈逐步减小趋势，在两期洞库之间设置垂直水幕可有效减小埋深对两期洞库水封可靠性的影响。     

竖井反井钻井法在地下水封洞库工程中的应用

地下水封洞库对地下水的保护要求严格,反井钻井法在钻导井时极易出现地下水的流失,且在扩挖时不易注浆堵水。为解决上述问题,首先通过采用水文地质探孔和地表预注浆等方法确定了反井钻井法施工方案,然后介绍了钻机选型及反井钻机作业原理,并对反井钻机的施工流程和安全保障措施进行了介绍,烟台LPG地下水封洞库工程采用反井钻井法施工后,竖井平均日成井2 m左右,工期为10个月。在确保地下水位稳定的情况下安全、快速、经济地完成了竖井的施工。     

我国隧道及地下工程发展现状与展望

分析我国隧道及地下工程的现状,包括铁路隧道、公路隧道、地铁隧道、水工隧洞、市政隧道和地下能源洞库等。总结近年来我国隧道及地下工程在各个方面的技术发展与创新,包括:勘测与地质预报、设计方面、施工方面、防灾救灾与通风照明、风险控制与运营管理、防水排水新材料与新工艺应用等方面。重点对施工技术方面的技术发展与创新进行了较为详细的阐述,包括:浅埋暗挖技术,盾构、TBM装备与施工技术,单护盾TBM,敞开式TBM,矩形顶管技术,盾构始发、到达零覆土技术,岩溶隧道处理技术,高地应力隧道变形控制及岩爆处理技术,钻爆法机械化作业线,瓦斯隧道问题,沉管隧道技术等。最后,对我国隧道及地下工程的发展进行展望,认为:特长隧道将成为我国隧道建设的"新常态",地铁工程将持续发展,城市铁路将逐步地下化,城市地下公路会悄然兴起,城市排蓄水工程深层隧道方案值得推广,地下空间开发利用与地下管廊工程将由原来的"单点建设、单一功能、单独运转"转化为"统一规划、多功能集成、规模化建设"的新模式,地下能源洞库将成为必然,南水北调西线工程值得期待,三大海峡通道的建设势在必行,互联互通的国际通道建设其隧道工程将会很多,也会遇到诸多挑战。总之,我国隧道及地下工程事业将会有更大的进步和更为广阔的发展空间。     

地下水封储油洞库施工安全监测及稳定性分析

以某大型地下水封储油洞库为依托，对其储油洞室施工阶段的洞周变形、围岩内部位移、锚杆应力、松动圈等监测数据进行了统计分析，得出了监测数据的变化范围和变化规律，并分析了洞室稳定性，验证了各监测技术在大型地下洞库的适用性。     

世界最大地下储气水封洞库成功投产

<正>烟台LPG地下水封洞库是目前世界上库容最大的储气洞库,是由烟台万华化学集团股份有限公司投资、中铁隧道集团一处有限公司承建的工程,主要包括丁烷、LPG和丙烷3个主洞库,库容100万m3。项目于2011年9月24日开始施工,2013年11月8日完成主洞开挖,2014年8月7日完成洞库封塞,2014年12月29日完成全部中交,2015年3月5日开始储气,2015年8月18日全面成功投产。中铁隧道集团一处有限公司从承建国内首座汕头LPG到第3座黄岛LPG洞库以来,经过10余年的不断探索、总结、实践,已掌     

黄岛50万m3地下液化石油气水封洞库库容测量

地下水封液化石油气(LPG)洞库建成验收后,要对洞罐的容积进行测量。为了测量结构复杂的黄岛50万m3LPG地下水封洞库的库容容积,首先,确定测量模型,把组成洞库的单个洞室或巷道定义为特殊尺寸的隧道并作为测量单元,分析断面测量过程中影响库容容积精度的因素;其次,探讨高精度自动测量Ⅰ级全站仪、隧道断面测量系统和三维实体建模软件的组合应用,根据采集的断面点集数据,通过人工计算和建模自动计算的相互验证,并与第三方成果对比分析;最后,创建洞库三维模型,水平剖切得到规定要求的一定深度容积计量表、切片图和洞库三维模型切片储量报告。结果表明： 采用断面法测量洞库库容是一种比较可行的测量方法,易操作,能保证精度要求。     

黄岛LPG地下水封洞库进入收尾

近日,由中铁隧道集团一处有限公司(下称中铁隧道)承建的我国北方最大的液化石油气(LPG)地下水封洞库——黄岛LPG地下水封洞库项目施工进入收尾阶段,明年将为北京提供液化石油气应急后备气源,该洞库的建成对华北、华东地区能源供应以及改善青岛投资环境具有重大战略意义。     

基于非线性屈服准则的地下石油洞库围岩变形特性研究

基于修正的非线性的Hoek-Brown屈服准则,对中国首个大型水封式地下洞室变形特性进行研究。采用非线性的Hoek-Brown屈服准则,在考虑渗透力条件下,分析地下洞室开挖后塑性区范围;运用离散元软件UDEC,块体选用H-B模型,根据施工巷道开挖过程中围岩变形情况,对围岩参数进行校正,获得较为可靠的随机节理分布的洞库围岩参数,并分析了节理随机分布的地下洞室开挖后边墙附近的水平方向、竖向、法向及切向的应力变化情况。     

平行裂隙条件下水幕孔间距与压力对地下储油洞库水封性影响分析

地下水封石油储库水幕系统的布置方式及参数选取对储库的储油效果影响很大。采用数值模拟的方法建立地下水封石油储库的三维模型,分析裂隙对渗流场的影响,研究平行裂隙条件下不同间距和压力的水幕孔对水幕系统的影响。结果表明： 有裂隙存在时,水幕系统对储油洞室的影响更为明显,裂隙有利于围岩内渗流压力传递;适当缩小水幕孔间距、加大水幕孔压力,有利于形成“群孔效应”,在洞室周围形较高的稳定压力,且水幕孔压力变化引起的洞室周围压力变化较水幕孔间距明显,可优先选用加大水幕孔压力的方法来提高水幕系统的水封效果。     

特大断面地下洞库开挖技术研究

国内300万m3及以上的地下洞库高度在24~30 m,断面超过300 m2,必须分层开挖,且设置几条进入各层开挖的横向通道。以某地下洞库为依托,对特大型洞室的分层高度、对称爆破成井技术及层间施工方法进行了研究。研究表明:层间采取对称爆破一次成井技术、实施梯段预裂爆破,特大型断面开挖是完全可以减少一个临时通道的设置,既做到安全有保障,又有利于快速施工、节约工程施工成本。     

我国隧道及地下工程近两年的发展与展望

总结我国隧道及地下工程近两年的发展情况。1)铁路、公路、地铁、水工等主要领域的隧道总数和总长度快速增长。2)重难点隧道及地下工程建设进展顺利:青藏铁路关角隧道、兰新高铁祁连山隧道、兰渝铁路木寨岭隧道、烟台地下水封LPG洞库、渝黔高铁天坪隧道等相继完工;港珠澳大桥沉管隧道、引松供水隧洞、引汉济渭输水隧洞、武汉三阳路长江隧道、大瑞铁路高黎贡山隧道、京张高铁八达岭地下车站、惠州地下水封油库、湛江地下水封油库、珠海横琴地下综合管廊等在如期建设中。3)特长山岭隧道建设技术、软岩隧道大变形控制技术、高瓦斯隧道建设技术、岩爆隧道建设技术、大断面矩形顶管及矩形盾构设计与应用技术、隧道机械化施工水平等方面取得了进一步的突破。我国隧道及地下工程修建技术整体处于国际先进水平。国家新型城镇化建设、新一轮西部大开发、"一带一路"、海绵城市、城市地下综合管廊、城市轨道交通、京津冀协同发展、长江经济带、珠三角经济区等战略规划,为我国隧道及地下工程领域技术发展带来了前所未有的契机。最后,基于隧道及地下工程发展方向,指出超长隧道技术,高地应力软岩大变形控制技术,高水压、大断面水下隧道建设技术,高地温、高地热隧道建设技术,高地震烈度与构造活跃带的隧道建设技术,隧道运营维护管理技术,新材料研发与应用的开发等是今后需要深入研究的关键课题。     

荒沟抽水蓄能电站地下厂房开挖过程微震活动特征与围岩稳定性研究

牡丹江荒沟抽水蓄能电站地下厂房具有典型的“大跨度、高边墙、多洞室交叉”的工程结构特点，在陡倾结构面、中等地应力等复杂地质条件和强卸荷开挖的影响下，洞室围岩片帮、掉块等局部稳定性问题突出。针对此问题，构建荒沟抽水蓄能电站地下厂房微震监测系统，对地下厂房开挖卸荷过程进行实时监测，揭示围岩内部岩石微破裂的萌生演化过程及其对围岩稳定性的影响。结果表明： 1）开挖卸荷的强施工扰动引起的围岩高能量释放，导致主厂房上游边墙围岩内的断层破碎带局部损伤加剧，诱发大量微震事件； 2)微震事件在主厂房上游侧拱肩区域沿断层走向呈条带状分布,且在厂房下游侧边墙与3#支洞交汇的洞室结构薄弱部位聚集； 3）识别主厂房上游边墙桩号厂左0+20 m至厂左0+80 m段是围岩潜在失稳区域。     

应力流守恒原理及地下洞室群支护结构设计方法

为解决复杂洞室群各洞室之间岩墙、岩板的受力计算和稳定性分析的难题,基于力学平衡的思想提出应力流守恒原理,即隧道开挖前后任意水平剖面围岩竖向应力流和任意竖直剖面的水平应力流将保持不变,从而计算洞室群中各个岩墙、岩板、岩柱的受力,并根据其稳定性设计支护结构措施。京张高铁八达岭长城站地下洞室群支护结构设计结果表明,与传统经验法和数值模拟法设计相比,基于应力流守恒原理的洞室群支护结构设计方法具有计算便捷、安全可靠的优点。