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。     

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     

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。     

地下水封能源洞库修建技术的发展与应用

21世纪以来,随着我国经济的发展,能源问题日益突出,石油进口量不断攀升,石油对外依存度日益增大,石油及天然气战略储备迫切需要建造大型地下水封储库。调研地下水封能源洞库的国内外发展现状,分析地下水封能源洞库的优势,总结修建地下水封洞库的关键技术,包括洞库的稳定性、水封的可靠性、封塞的密闭性和注浆的可控性。介绍我国地下洞库概况,包括汕头LPG地下水封洞库工程、锦州国家石油储备库工程、惠州国储洞库工程等。地下水封能源洞库作为地下储能的主要方式,可为我国的经济建设和国防事业提供有力支撑,必将在我国得到长足发展。     

万华烟台液化烃地下水封洞库群施工通风优化研究

为解决地下水封洞库群大断面施工通风问题,通过增设通风竖井的方案,并采用三维数值模拟方法,对主洞内CO分布规律、风仓内风机布置位置对风机效率的影响进行计算分析。结果表明:1)掌子面爆破后通风30 min,掌子面附近区域CO质量分数均小于24×10~(-6),满足规范要求;2)风仓内风机组2行排列形式的风机效率明显高于风机组1行排列形式,且风机组间距为2 m时风机效率最高。     

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。     

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。     

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。     

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。     

一种真圆型隧道激光扫描断面变形检测新方法的研究

本文介绍了一种基于高密度三维激光扫描仪的高精度快速全断面变形检测新方法——Tunnelscan隧道扫描测量系统,该系统采用扫描仪绝对定位法进行点云配准和隧道控制坐标系坐标传递,使用与断面点距离最小的最小二乘法进行隧道实测断面中心点计算和基于与参考断面的断面差环状过滤器进行隧道点云切片杂点过滤,通过多次过滤、拟合迭代后获得去噪后的真圆管环实测断面。该系统还通过参考断面轮廓线投影法将三维点云投影成激光雷达隧道正射影像,为实现隧道结构安全"全面检测"提供了一种全新用户成果类型,用于全面分析隧道断面变形、结构侵界和裂缝渗水等隧道病害。采用该方法在昆明地铁3号线马眠区间做了一段竣工测量实地测试,经过总体分析后,再按图索骥去找断面变形量较大里程的断面图可谓是事半功倍,非常适合地铁隧道变形检测大数据量的批量化分析,而且成果查看比直接在三维点云或者三维模型上分析更加直观,没有视角遮挡问题。     

三维激光扫描技术在公路隧道施工监测中的应用研究

以某一隧道工程施工监测为对象,提出一种基于三维激光扫描技术的隧道断面变形监测。采用隧道外强制对中装置,将测量控制装置置于墙体有效的避免控制点变形而影响测量精度;采用全局拼接方法,通过在隧道两端设定标靶,实现点云各点三维坐标属性、反射强度、三维真彩色信息集合;通过隧道分割,根据三维不变矩平移旋转稳定特性,提取隧道中轴线姿态;利用MDP法(最小距离投影算法)进行隧道断面三维变形计算,确定隧道收敛和扩张变形量。通过降低区段选取长度,对区段间的点云信息抽稀,降低点云的密度。对比未进行抽稀和局部测量的激光扫描数据,可以发现采用该方式有效降低了监测过程中变形信号的标准差,缩短了计算量,提高了测量精度。     

基于地质横剖面的隧道工程三维地质建模方法研究

为直观准确地表达地质与隧道工程之间的相互关系,对三维地质与隧道的建模方法进行研究。首先,提出一种基于地质横 剖面轮廓线的归一化三维地质体模型重构方法; 然后,以已建立的三维地质模型为基础,对基于隧道横断面的三维建模及隧道与 地质模型合并过程中的模型切割、分层进行研究; 最后,开发基于断面的三维隧道地质建模及可视化系统。通过建模实例显示: 采 用本文的方法能够取得良好的三维地质及隧道建模效果,直观展示隧道与地层间的相互关系,较为丰富地展现隧道的内部细节。     

公路隧道快速参数化建模及自动分析平台研究

为解决公路隧道有限元分析对工程人员的有限元软件使用能力和专业力学理论要求高、建模过程繁琐、耗时较长等问题，通过对公路隧道力学模型和设计施工特点等进行分析研究，建立公路隧道数值建模的通用数据结构；以Python语言为二次开发和界面设计工具，基于PyQt5和Matplotlib图形模块，搭建公路隧道快速参数化建模平台；以ABAQUS为核心计算平台，利用其强大的二次开发能力，研制集成前、后处理和计算分析于一体的公路隧道自动建模与分析平台，并通过三心圆公路隧道算例对研制的参数化建模与自动分析平台的完整性、可用性和正确性进行测试。研究结果表明： 该快速参数化建模与自动分析平台极大地简化了公路隧道的有限元建模分析流程，降低了工程人员的建模难度和使用代价。     

小河至安康高速公路谭坝四号旋转隧道施工测量

由于旋转,常规的隧道测量放样方法、徕卡全站仪等类型的机载隧道断面测量放样程序方法等已不能使用。为解决旋转给隧道掌子面带来的测量放样难题及影响隧道的贯通精度问题,通过对旋转隧道施工测量的内容、隧道旋转变化的几何原理进行分析,现场采用无棱镜测距配合多功能计算器编程和洞内测量控制设计的方法,解决了旋转隧道施工测量中遇到的难题和问题,顺利地完成了谭坝四号旋转隧道的施工测量工作。得出以下结论:1)做好旋转隧道洞内控制测量设计是保证隧道正确贯通的前提;2)采用全站仪的无棱镜测距并配以多功能计算器的编程是快速准确放样旋转隧道掌子面的最佳方法。     

CASIO计算器测量程序配合全站仪在测设隧道断面过程中的应用

隧道施工测量条件差,要高效率完成任务就需要一种快捷而且便于检查的测量方法。采用普通全站仪,可以测得隧道掌子面上任意点的三维坐标,然后通过手持CASIO计算器测量程序计算,即可精确算得此点相对该里程设计断面的超欠挖值。不但硬件投资成本低,而且断面的放样、检查、复查极为方便,能及时提供准确、充足的测量数据,从而更加高效、准确的指导施工。此方法方便、快捷,同时可以作为一种对其他隧道测量施工复核、检查的方法。     

地铁隧道结构断面测量方法探讨及编程实现

地铁隧道的结构断面测量是铺轨建设期间的一项重要工作,常规的测量方法内外业工作量较大,内业处理较为繁琐,数据计算效率较为低下。为了尽可能提高测量工作效率,减少仪器成本及人工成本,探讨了在地铁隧道内的控制点上架设全站仪,采用三维坐标测量的方法测得每个结构断面的特征点坐标,进而计算相应的断面尺寸偏差,并用C#编程语言编制了计算软件,使数据处理更为方便。工程实践表明,相比传统测量方法,该方法可以减少一定的外业工作量,同时内业数据处理相对简单便捷,效率高,可为类似工程提供参考。     

虎跳峡分岔大断面公路隧道稳定性分析

虎跳峡地下立交隧道是国内目前断面尺寸最大的山区地下立交隧道,施工时需要多方面考虑各断面的安全性。为分析虎跳峡大断面隧道的稳定性,建立有限元三维隧道模型,结合强度折减法,对围岩整体区域进行弹性模量、内摩擦角、黏结力参数折减,对围岩进行安全性分析,得到大断面隧道的安全系数为1.63。提取拉应变与位移数值结果可知:当围岩较为完整时,直接开挖后,围岩的整体变形较小,加固措施对于围岩的稳定性提高幅度有限,并且竖向位移模拟结果与现场的监测数据较为接近。     

基于圆形断面的隧道温度场有限差分计算模型

除了少数圆形隧道外,大部分山岭交通隧道断面采用马蹄形或端墙式等形状。在隧道温度场的预测中,圆形断面模型能否代替马蹄形等实际隧道模型,其适应性值得研究。应用基于空气－衬砌－围岩的对流－导热耦合作用控制方程的有限差分方法,建立圆形断面模型对东北寒区马蹄形隧道温度场进行计算,并与现场实测温度场进行对比。结果表明： 1) 圆形断面隧道模型有限差分计算方法克服了通用有限元软件建模复杂、对硬件要求高的弊端,考虑了隧道内风流速度和入口风流温度的影响,在隧道温度场的预测计算中能够满足工程使用要求。2）隧道内风流速度和入口风流温度对隧道温度场影响较大。本文算例中,入口风流温度每升高10 ℃,二次衬砌表面温度升高约7.2 ℃,增幅均匀;从1～5 m/s,洞内风流速度每增大1 m/s,二次衬砌表面温度降低的幅度为6.6、2.7、1.5、0.9 ℃,降幅越来越小。     

客车模型三维坐标测量

利用大型高精度三维坐标机对曼客模型进行测量，并通过ＣＡＤ生成三维和二维图。测量数据处理结果表明，尽管客车模型很小，按１：１尺寸放大后计算误差很小，测量结果精度较高，为进一步设计提供精确的数据和依据。     

高速公路隧道的三维地质建模技术研究

本文介绍了高速公路隧道工程三维地质建模技术研究的有关技术问题,介绍了空间数据模型、建模要素和建模流程,分析并比较了各类方法和流程的优、缺点。基于离散光滑插值等技术,提出利用地质钻孔点、地质剖面线上的特征点和由特征点插值出剖面线上的点三者共同参与插值的方法,提出基于任意形状空间多边形生成地下隧道的方法,并解决任意地下隧道与地质体相互裁减的问题。最后以岭脚隧道工程为实例,建立包括地层信息、三维隧道、断层信息等地下结构的全景三维地质模型,将研究的三维地质建模技术进行实际工程应用,验证了方法的理论意义和应用价值。