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可拓评价

基于可拓学的物元模型,借助可拓评价模型对地下水封洞库岩体质量进行分类。根据岩体质量分类的影响因素,确定经典域和节域,并利用均方差法求取的权系数和引入的关联度,对地下水封洞库质量进行可拓评价。将该模型应用于黄岛地下水封洞库工程,得到了较好的预测结果,虽然与BQ法和RMR法对比得到的结果有异,但取样分析表明可拓评价模型的结果更合理,能够反映地下水封洞库岩体质量的等级。     

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。     

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。     

地下水封储油洞库工程安全监测设计

由于地下水封储油工程工作环境特殊以及空间结构复杂,为了解整体结构的受力变化情况,确保地下水封储油洞库安全、健康、稳定,必须对其进行安全监测。根据地下水封储油洞库结构设计特点,结合地下洞室群安全监测设计经验,利用我国在建的某地下石油储备洞库,对安全监测设计布置方案及仪器设备选型进行了分析和研究。其结论对我国地下水封储油洞库的安全监测具有借鉴意义。     

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。     

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。     

新型化学灌浆泵在地下水封洞库工程中的应用

地下水封洞库工程较地面储库具有安全性能高、运营管理费用低、使用寿命长等优点.以湛江地下水封石油洞库工程防渗堵漏灌浆施工为依托,介绍了新型化学灌浆泵在地下水封洞库工程施工的应用,采用了新型化学灌浆泵嵌入式系统控制专用驱动器.样机试验结果表明:灌浆压力控制精度高,长时间保持稳压渗透化学灌浆,可有效发挥浆材作用,施工效率高,...     

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。     

绿色数字智能爆破在地下水封石油洞库的应用探讨

油气资源事关人类生存、发展和共享,地下水封石油洞库以其安全、环保、经济、占地少、生命周期长等优点在能源储备中越来越受到重视.然而,水封洞库爆破开挖标准高、要求严,对爆破试验、爆破设计、爆破过程控制、爆破监测与评价等方面提出了更高的要求.随着新世纪数字化、智能化的到来,绿色数字智能爆破逐渐进入工业生产领域.对绿色数字智能...     

地下水封洞库储存原油与环氧树脂灌浆材料相容性试验

地下水封洞库储存原油与环氧树脂灌浆材料相容性表现为:2种材料长期接触后可能影响原油品质与灌浆材料固化物性能。为了明确2种材料长期接触的相容性,在模拟工况下开展原油静态浸泡试验,比较试验前后原油的元素含量与环氧固化物的质量、强度、分子结构、表面形貌等变化。结果表明:在40 ℃条件下,原油成分未发生显著变化,未对环氧树脂固化物的力学性能及结构形貌产生不利影响,二者间未发生化学反应。判断在正常运行条件下,原油与环氧树脂灌浆材料具有较好的相容性。     

我国水封石洞油库研究现状及思考

地下水封石洞油库是最好的储油形式,建设需求迫切。受限于国外技术封锁,国内多个大型洞库都是在缺乏必要的技术标准和建设标准的情况下直接进入工程实践,因此也带来了诸多挑战。通过对水封石洞油库相关文献的梳理,深化了对我国水封洞库选址、围岩稳定、围岩渗透性、水幕系统设计及应用、渗控等关键技术的理论和实践认识。当前洞库勘探、设计、施工仍主要基于连续介质理论和方法,对岩体中裂隙控制作用的认识和研究还不够充分,是导致目前洞库工程实施困难的首要原因。结合当前工程实践中面临的问题,提出水封洞库后续工作中应继续加强基础研究工作力度、加强总结和规范编制工作力度、进一步放开行业准入资格等建议。     

地下洞室群施工方案的综合评价

地下洞室群施工方案优选涉及的因素较多．为保证决策的可靠性,必须实现方案的综合评价。模糊层次评价和灰色关联分析是实现综合评价的两种途径。两种方法运用于实际工程中效果良好,决策可靠性、稳定性较好。     

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。     

地下水封石洞油库锚喷支护结构承载特性分析

洞库锚喷支护体系的应力分析及围岩与喷射混凝土的联合承载是地下水封石油洞库开挖支护的重点关注对象。基于ANSYS有限元计算软件模拟了地下洞室的开挖,研究了洞室的变形稳定和支护体系的受力状况,并引入薄层单元考虑洞室围岩与喷射混凝土的粘结强度,探讨了喷射混凝土与围岩的工作状态。研究表明:由于洞库围岩完整性好、强度高,地下洞室围岩变形较小,且以线弹性变形为主,为安全考虑宜及时完成支护,防止局部受节理裂隙面影响出现掉块现象。敏感性分析表明,在水幕压力作用下,当粘结强度＜0.6 MPa时,在边墙部位开始出现喷射混凝土脱离,当粘结强度＜0.5 MPa时,大部分出现脱离现象,因此需要注意喷射混凝土施工质量,加大现场粘结强度试验检测。     

瀑布沟水电站地下洞室围岩分类探讨

为加快水电工程开发,对水电工程中地下洞室群围岩分类研究甚为重要.为此目的,本文结合瀑布沟水电站地下洞室围岩特点,详细研究了地下洞室围岩的分类,并进行了围岩的工程地质综合评定。     

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。     

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.     

地下水封洞库洞室轴线方向优化方法

地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。