基于岩体结构面特征的地下水封洞库轴向优化

地下水封洞库是国家战略石油储备的主要模式,其主洞室轴向的合理布置,不仅对洞室稳定有利,而且可节省支护成本.库址区岩体结构面特征是洞室轴向布置的决定要素.通过对地下水封洞库工程区地表和深部结构面的调查,确定了库址区岩体的4组优势结构面特征;通过设置不同的主洞室轴向布置方案,运用块体理论分别计算了不同方案下洞室可能形成的关...     

地下水封洞库围岩块体失稳矢量分析方法研究

基于对某地下水封洞库库区详细的地质调查和研究,运用块体理论评价围岩块体稳定性。采用块体理论分析方法之一的矢量分析法,分析出地下洞库各开挖面的可动块体,通过力学分析判别出可动块体中的关键块体,计算出其剩余下滑力和失稳形式。结果表明:此地下水封洞库稳定性较好,关键块体主要以结构面②、④单面滑动,且主要分布于洞室顶部。因此施工时应重点监测结构面②、④出露处,同时通过分析研究发现矢量法作为块体理论一种分析方法,能准确分析围岩块体稳定性,对地下水封洞库围岩稳定性评价具有一定的意义,但其在确定关键块体的具体位置,以及对于曲面洞壁块体稳定性分析均有待于进一步完善研究。     

断层破碎带与洞室间距对地下水封洞库洞室稳定性的影响研究

地下水封洞库通常在花岗岩等硬质岩体中开挖形成,其库区地质构造多发育有断裂构造、节理裂隙等不良地质结构。为了探究断层破碎带对地下水封洞库洞室稳定性的影响,依据湛江地下水封洞库库址区地质构造及地应力实测资料,基于FLAC^3D有限差分软件,分析了断层破碎带距洞室不同距离时的围岩位移及模型断面典型位置的位移。结果表明:①断层破碎带位置对洞室近边墙围岩稳定性影响较大,对远边墙围岩稳定性影响较小;②当断层破碎带距离近边墙的距离超过1/2洞室跨度时,断层破碎带对洞室围岩稳定性影响可忽略。研究成果对于类似洞库工程选址及安全距离的选择具有良好的指导作用。     

地下水封储油洞库洞室爆破地震动影响分析

为获得施工爆破地震动对相邻洞室的影响效应以及震动速度的传播规律,以某一实际工程为例,采用数值模拟方法对洞室群光面爆破地震动影响进行计算分析。结果表明:爆破地震动对洞室围岩产生的应力远小于材料强度值;对地表自由面的震动影响由于松散覆盖层耗能的作用而大幅减弱;主洞室间距在2倍洞跨时,相邻洞室爆破时产生的震动速度出现2个峰值,且第2个峰值达到最大,并已接近设计要求的允许值;此外,距离主洞室上方25ｍ处的水幕巷道在主洞室顶层开挖爆破下产生的速度超过设计允许值。     

基于连续介质理论的地下水封石油洞库渗流场及水封适宜性研究

以山东某地下水封石油洞库工程为背景,基于连续介质理论,综合分析了在洞室开挖涌水和水 幕系统补水的双重作用下渗流场的变化,进而用来评价该拟建库址区兴建地下水封洞库的水封适宜性。 通过研究发现,在当前拟建库址区,采用规范中最不利于水封密闭性的水幕系统布置方案,洞室开挖工 期一年后,地下渗流场未发生剧烈变化,与黄岛已建工程实测数据水文地质类比结果相差不大,该分析 方法切实可行,同时,分析结果均满足保证水封效果的评价指标,该拟建库址区地质体适宜建立地下水 封石油洞库。     

地下水封洞库岩体质量分级体系研究

由于地下水封洞库多为大跨度、高边墙、不衬砌或少衬砌的地下洞室,因此建库岩体多为质量较好的花岗岩、花岗片麻岩等,但现有岩体质量分级体系不能很好地针对此类工程进行岩体分级。在确定了影响地下水封洞库工程岩体质量分级因素的基础上,考虑RQD值、结构面空间分布、粗糙度、地下水、地应力和储存压力等因素,提出了适用于地下水封洞库岩体质量分级体系(UWCQ),并应用该分级体系进行黄岛地下水封洞库工程的岩体质量评价。证明UWCQ体系对评价地下水封洞库岩体质量是可行的,能满足工程需求。这对地下水封洞库的开挖方式选择、支护方案确定和安全性评价具有重要工程意义。     

湛江国储地下水封洞库工程主洞室顶拱层开挖爆破试验研究

爆破施工安全控制是大型地下储油(气)库开挖过程中需要解决的关键问题之一。以湛江地下水封石油洞库工程顶拱层开挖为例,通过现场爆破试验获取围岩振动及损伤监测数据,对爆破荷载作用下洞库围岩影响进行安全评价。试验结果表明:爆破后孔壁无明显爆生裂隙,半孔率符合技术要求,爆破振动速度小于安全控制标准,爆破影响深度控制较好,表明试验采用的光爆孔线装药密度及钻爆参数基本合理;各洞室交错爆破开挖,有利于控制主洞开挖爆破振动对邻洞的影响;需进一步将最大爆破单段药量控制在34 kg以内,以更好控制爆破振动。研究结果对大型地下水封洞库工程爆破设计、施工有参考价值。     

锦州某地下水封洞库工程渗流场数值分析

以锦州某地下水封洞库工程为例,对研究区的水文地质条件、洞库结构和人工水幕系统进行了概化,建立了地下水封洞库在无水幕、有水平水幕、有水平水幕和垂直水幕3种条件下的三维地下水渗流数值模拟模型,模拟了地下洞库周围的地下水渗流场;利用建立的地下水渗流数值模型预测了3种条件下洞库周围地下水等水位线扩展情况及洞库上方地下水位变化情况等,并对结果进行了对比分析。由分析结果可知,有水平水幕和垂直水幕条件下的地下水等水位线扩展范围和速度比其他2种条件小,因此人工水幕系统在保证地下水封洞库工程有效性和储油安全性以及保护洞库周围地下水环境等方面起到了重要作用。     

某地下水封洞库工程对区域地下水位的影响分析

以某地下水封洞库工程为例,对洞库结构和研究区域水文地质条件进行概化,利用Visual MODFLOW软件建立三维地下水流数学模型,模拟地下洞库周围的地下水渗流场,并利用建立的数学模型模拟预测洞库周围地下水位变化及地下水降落漏斗扩展情况.     

大型地下水封洞库施工通风

实践发现,大型地下水封洞库开挖施工过程中,施工通风的规划布置及其重要,当供风距离过长和作业面数量增多时,通常会采用分期、分区供风的方式,以达到规范要求及施工需要。此外针对地下水封洞库的设计图纸和现场施工条件,研究通风装置组成设计及整体布局规划,从安全、经济等方面进行作为切入点,明确最佳的通风方式,确保工程顺利完工。     

地下水封石洞油库设置水幕系统必要性研究简

Water curtain system,as an important part of underground water-sealed oil storage cavern,directly affects the effect of water seal. As water curtain system is difficult to construct with long duration and large work load,there’s no consensus yet on the necessity of water curtain. According to experiences of underground water-sealed oil storage cavern in China and abroad,we expounded the necessity of water curtain system by using ABAQUS calculation software in consideration of the hydrological and engineering geological condition of an oil cavern under construction. This research provides support for the decision-making of planning and construction of underground water-sealed oil storage cavern.     

地下水封石洞油库设置水幕系统必要性研究

水幕系统是地下水封石洞油库(简称"地下水封洞库")的重要组成部分,它的设置与否将直接影响到地下水封洞库的水封效果。因为水幕系统施工难度大,工期长,工程量大,所以业界对于地下水封石洞油库是否有必要设置水幕没有形成一致意见。结合国内外地下水封石洞油库的工程经验,根据在建某洞库的水文地质及工程地质条件,运用ABAQUS软件进行计算,客观地阐述了设置水幕系统的必要性,可为以后地下水封石洞油库的规划和建设提供可靠的决策支持。     

关于地下水封洞库水幕系统试验的讨论

为了评价洞库水幕系统密封效果,进行了水幕系统效率试验,通过水幕孔在不同水动力状态下的压力变化情况判断其效率值的高低,进而在低效率岩体区域增加水幕孔来改善岩体连通性和渗透性,提升水幕效率值。讨论了水幕系统水平水幕孔效率试验中关键参数临界压力值的求解方法,并以烟台某地下洞库水平水幕孔效率试验为例,应用该方法求解的临界压力值对水幕效率进行判断。试验结果证明,该临界压力值的求解方法有一定可行性,能够准确判断需要补孔的区域,进而显著提升该区域的水幕系统效率值;岩体渗透性与水幕效率关系密切,一般情况下,满足洞室密封要求的岩体的渗透系数在10^-7～10^<sup>-5 m/s 范围内;文中临界压力值的求取是在一定假设基础之上完成,在实际工程中还需要进一步完善。     

地震荷载作用下地下厂房围岩稳定的离散元计算方法研究

 对离散元动力计算方法的理论基础进行了探索,主要是离散元动力计算的实现过程,边界条件和动力荷载的输入问题。在此基础上以某大型水电工程的地下厂房为例,计算在静力和地震荷载作用下,围岩的变形破坏情况,并监测了岩体不同时间速度和位移的变化情况。计算方法与成果可以为地下厂房的抗震工程设计提供指导。     

地下水封洞库水泥-水玻璃防渗灌浆材料耐久性试验研究

针对地下水封洞库工程受灌体围岩条件特征,对拟采用的水泥-水玻璃防渗灌浆材料在不同材料配合比参数条件下,参照现行水泥砂浆相关试验标准开展抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻融性能、干燥收缩性能试验。大量的样本试验结果表明:经过抗硫酸盐侵蚀后水泥-水玻璃灌浆材料抗折强度损失率均＞-50%;优选配合比冻融试件抗压强度损失率＜25%,质量损失率＜3.0%;优选配合比试件56 d干燥收缩率＜7.0%。通过研究在不同参数条件下水泥-水玻璃灌浆材料耐久性性能波动规律,探究差异性匹配地下水封洞库工程不同工况条件下防渗水泥-水玻璃灌浆材料品质控制要求,可为湛江国家石油储备地下水封洞库工程防渗灌浆材料工程运用提供技术支撑。     

基于Q系统与数值模拟的地下岩洞锚喷支护参数研究

针对山东某地下水封液化石油气库工程,基于洞室截面尺寸和场区结构面发育特征,采用Q系统计算出特定Q值洞室围岩段的初步锚喷参数。基于场区地应力分布特征,采用GSI和Hoek-Brown准则建立起Q值与岩体等效力学参数的联系。基于3DEC离散元,分别从连续和非连续围岩角度对锚喷参数进行校核,并基于超载安全系数法评价支护结构的安全性。结果表明:连续围岩条件下,锚喷支护对围岩位移的控制作用明显,锚杆的最小安全系数为2.75,喷层的安全系数为1.25,表明锚喷参数是安全、合理的;非连续围岩条件下,由于出现局部失稳块体,锚喷支护破坏失效;Q系统不针对局部块体失稳问题,表明结合离散元等数值模拟技术进行综合设计的必要性以及施工期对局部失稳问题进行提前甄别的重要性。     

地下水封石油洞库洞轴走向的数值分析

由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性有很大影响,对于大断面地下水封石油洞库来说洞室的断面形状、高跨比、埋深和间距确定以后,就应该分析洞室的洞轴走向与最大地应力的最优夹角问题。在数值模拟中采用Hoek-Brown准则将岩石的物理参数转化为岩体的物理参数,同时采用相应公式将地勘报告中的的地应力转为软件坐标系认可的地应力。模拟中采用洞轴与最大主应力方向平行和10°夹角的两种方案,通过比较开挖后的位移和最大主应力来分析得到最合理的洞室洞轴走向与地应力方向之间夹角。     

块体理论在地下水封石洞油库围岩稳定性的分析与应用

选址在围岩条件较好的地下水封石洞油库工程,围岩失稳情况以洞壁局部块体失稳为主。为了分析洞室局部块体失稳的可能性,通过现场调查,按照块体理论,首先找寻可能形成的块体,然后确定块体的滑移方式,最后利用现场调查的各项参数计算块体稳定性系数,评价块体的稳定性。按照该理论,利用Unwedge程序进行分析计算,部分计算不稳定块体方量与实际块体塌落方量相比,计算值偏小,这主要为该程序计算的块体为关键块体。总之,分析结果与实际情况基本相符。