大型地下石油洞库自然水封性应力-渗流耦合分析

根据地质条件,地下水封石油洞库可以选择自然水封或人工水封方式。以中国首个大型地下水封石油洞库为背景,开展了岩石三轴压缩试验和现场水文试验,获得了洞库围岩变形特征和渗透特性,采用应力-渗流耦合理论,分析了该地下石油洞库的自然水封性与稳定性。岩石三轴实验表明,岩体受剪作用下体积变化情况与剪胀性密不可分。现场水文试验表明,洞库渗透系数存在一定的不确定性。通过数值分析得出如下结论：自然水封条件下,洞库水位将不满足水封要求;地下水封洞库实现水封条件的水头受水力梯度和岩体渗透性影响;洞库施工期涌水量与渗透系数存在着分形关系;施工期各洞室拱顶沉降为19～32 mm,水平收敛为16～35 mm。研究成果为中国首个大型地下水封石油洞库工程建设提供了科学依据。     

地下水封石油洞库安全监测技术初探

针对地下水封石油洞库变形场、应力场与渗流场复杂耦合结构及运行特点,列出了其对安全监测技术的特殊要求,并以地下洞室结构安全监测技术的发展历程为主线,从宏观角度提出了地下水封洞库安全监测的研究方法和主要技术路线,有助于推动地下水封洞库施工期和运行期的安全监测技术标准化建设。     

地下石油洞库水封性评价方法体系及应用

水封性评价是地下水封石油洞库建设的关键科学问题。围绕地下石油洞库水封性评价,提出了地下水封石油洞库水封性评价的水文地质概念模型,总结了水封性评价中地下水、岩体性质与地质环境和洞库工程特征3个方面基础数据,分析了三者之间关系;分析了经验法、数值分析法和试验法三大类评价方法的特点和对应的适用范围,提出了评价方法"三适应"选用原则:评价方法与建设阶段、评价目标和参数要求相适应,提出了水封性评价流程,分析了不同评价阶段所应采用评价方法和重点的评价内容;以具体工程为背景,介绍了评价方法体系的应用情况,并着重介绍了经验法、裂隙网络法和现场试验法在水封性评价中的使用情况。研究成果对提高地下水封石油洞库水封性评价水平具有重要参考价值。     

基于离散介质流固耦合理论的地下石油洞库水封性和稳定性评价

 以我国首个大型地下水封石油洞库工程为背景,基于离散介质流固耦合理论,开展地下石油洞库水封性和稳定性评价。通过室内岩石三轴试验和结构面剪切–渗流耦合试验,获得岩石的弹性模量、泊松比和结构面的剪切模量、水力开度等参数。根据施工巷道开挖过程中围岩变形和水位变化情况,对围岩参数进行反分析,获得较为可靠的洞库围岩参数。综合上述成果,分析地下石油洞库的水封性和稳定性特征。研究发现,在水幕压力为50 kPa条件下,该地下水封石油洞库稳定水位位于主洞室上方约60 m,且大于洞内储存介质的压力,满足洞库水封条件;洞库各主洞室位移为9～30 mm,达到洞室稳定相关控制标准;分析8#和9#主洞室边墙附近的水平应力、竖向应力、法向应力和切向应力的变化,并将其划分为3个区域,即松动区、扰动区和未扰动区,其中洞室松动区范围约为6 m。研究为大型地下石油洞库水封性和稳定性评价提供理论依据。     

地下水封石油洞库施工期监控量测与稳定性分析

现场监控量测是确保大型地下工程建造和运营安全的重要手段。地下水封石油洞库在中国刚刚起步,不但缺少监测方案设计原则、实施方法等方面的规范标准,还缺少对相关监测数据分析方面的研究。以国内首个正在实施的大型地下水封石油洞库建设项目为依托,首先介绍了适用于大型地下水封石油洞库的监测原则与实施方法,该原则和方法充分考虑工程特征、地质情况和经济适用性;其次介绍了洞库监测结果:洞室大部分监测断面的洞周围岩收敛变形、拱顶沉降、内部位移和围岩松动圈分别处于4~8 mm、3~6 mm、4~8 mm和0.9~1.8 m区间范围内,锚杆应力和接触应力值大部分控制在50 MPa和0.5 MPa以内;而后分析了监测数据:1黄岛地下水封石油洞库围岩变形和支护受力较小、岩体稳定性良好、设计支护方案合理;2综合全面的监控量测结果可准确地反映地下水封石油洞库稳定性特征;3监测数据显示地下水封石油洞库稳定性表现出显著的时空演化特征。该研究可为中国地下水封石油洞库监测技术和稳定性评价研究提供重要依据。     

水封油库地下水位动态变化特性数值研究

为认识水封石油洞库区地下水位的动态变化过程,以黄岛地下水封石油洞库的基本地质条件为依据,采用饱和非饱和非恒定流数值分析方法,对水封油库在施工期和运行期可能出现工况下的地下水位变化情况进行了全过程数值仿真计算,分析了不同时期洞库区附近岩体的地下水位分布特点及变化过程。研究表明水封油库区内的地下水位变化过程主要受岩体渗透系数、洞库开挖方式和运行方式的影响;当洞库区岩体渗透系数大于 m/s 时,洞顶上方岩体中的地下水将被疏干,必须设置水幕系统来保证洞库的水封效果。     

海岛地下水封洞库围岩稳定性及水封可靠性研究

为提高我国的石油储备量及海岛资源利用率,在海岛环境建造地下水封油库成为了一种新的思路。海岛环境相比于内陆具有更好的水力条件,且可作为港口,便于油品运输。以某海岛地下水封油库为依托,基于流固耦合理论,采用有限元数值模拟方法对海岛环境建造地下水封洞库的围岩稳定性和水封可靠性进行研究。结果表明:在海岛环境建造地下水封洞库围岩的应力和位移均较小,可以满足围岩稳定性要求;在不设置水幕系统情况下,开挖地下洞库会在洞库上方形成明显的降落漏斗,部分洞库顶部甚至发生疏干现象,无法满足水封可靠性要求;在设置水幕系统后,地下洞库上方可形成较大厚度的地下水覆盖层,可以满足水封可靠性要求。该成果对在海岛环境下建造地下水封洞库的研究具有借鉴意义。     

地下水封石油洞库项目管理方法探讨

依托黄岛国家石油储备地下水封洞库工程,介绍了黄岛地下水封洞库工程的项目管理现状,并对其项目管理方法的创新性进行了研究,对提高水封洞库工程项目管理水平具有重要的意义。     

地下水封石油洞库渗流场-应力场耦合作用研究综述

石油和天然气储备已经被许多国家提到了战略的高度上,地下水封石油洞库作为原油储备的方式之一在中国已经进入实施阶段。本文通过综述国内外地下水封石油洞库渗流场-应力场耦合作用机理研究的现状、研究实际工程中遇到的问题、主要的研究手段、分析研究可能出现的新的技术趋势、并结合国内外地下水封石油洞库研究的成果,简要提出地下水封石油洞库渗流场-应力场耦合作用机理研究的主要方向是渗流场和应力场耦合情况下的洞库稳定性、围岩岩石力学行为特征和岩石的流变损伤。     

地下石油洞库水幕设计原则与连通性判断方法研究

地下水封石油洞库建设技术在我国刚刚起步,其水幕系统设计理念和方法还不成熟。结合我国首个大型地下水封石油洞库工程,研究水幕系统设计原则与连通性判断方法,分析水文地质条件对水封方式选用、水幕系统布置和水幕连通性测试的影响,并根据现场试验结果,研究水幕连通性判断方法,提出改进的连通性测试方法。通过研究发现,地下水封石油洞库水封方式的选择需充分考虑库区水文地质情况,而垂直水力梯度是判断洞库水封性的重要参数;人工水封方式中水幕孔应尽量垂直于结构面走向布置;水幕连通性判断可综合单孔注水试验与分区有效性试验结果进行,并考虑库区渗流场分布与变化规律对试验结果的影响;改进的水幕连通性测试方法适用于不同水文地质条件下水幕孔连通性测试。该研究成果可为地下水封石油洞库水幕设计提供重要依据,并为岩体渗流特性研究提供不可多得的工程实例。     

大型地下水封储油洞库施工风险分析与控制

针对某大型地下水封储油洞库规模大、工程施工技术复杂、安全性要求高、不可预见风险因素多的特点,对模糊网络分析法进行了改进,并应用于该洞库施工风险评价。基于指标体系的全面性、可行性、客观性等原则,建立了施工风险两级评价指标体系,并对二级指标进行单因素评价,得到模糊关系矩阵;经过计算进而得到该洞库施工风险的整体风险水平和各个风险因素相对于整体风险的重要度排序,且综合评价结果为较高风险;针对重要度排序高的风险因素,分别提出了具体的风险控制措施。研究成果可为今后国内地下水封储油洞库施工过程中的风险分析与控制提供有益的借鉴和参考。     

石油罐区火灾爆炸事故风险评价

为研究石油罐区火灾爆炸事故多因素耦合视角下的风险定量评价方法,从人、机、环、管四个方面进行石油罐区火灾爆炸事故风险因素辨识,基于系统动力学构建石油罐区火灾爆炸事故风险因素因果回路模型研究各风险因素之间的耦合作用;通过构建相互作用矩阵对石油罐区进行风险评价研究,得出耦合视角下石油罐区火灾爆炸事故风险权重及风险评价等级;结合惠州某石油罐区实际案例对该风险评价模型进行应用。结果表明,该石油罐区风险处于中度风险严重度状态,影响该石油罐区安全最主要的因素包括人员违章操作风险、设备故障风险、安全管理实施力度风险以及人员安全意识风险。     

Using fuzzy multiple criteria decision making approach to enhance risk assessment for metropolitan construction projects

The undertaking of construction projects in metropolitan areas is a risky, competitive, and dynamic proposition requiring a reliable risk assessment model for adequate planning. This study employs a fuzzy multiple criteria decision making (FMCDM) approach to systematically assess risk for a metropolitan construction project. Consistent fuzzy preference relations (CFPR) are used to measure and investigate the relative impact on project performance of twenty identified risk factors included in four risk dimensions. The fuzzy multiple attributes direct rating (FMADR) approach is employed to analyze the occurrence probability of multiple risk factors. Furthermore, the level of risk for the overall project caused by individual risk factor is evaluated with the synthesized analysis of the relative impacts and probability of occurrence. The implementation of FMCDM makes the proposed risk assessment approach more reliable and practical than the traditional statistical approach. The proposed approach can be employed to effectively evaluate the overall project risk, and can be benefited to efficiently identify significant risks of a metropolitan construction project.     

基于模糊理论的深基坑施工期风险评估

深基坑工程具有投资规模大、不确定性因素多、施工技术复杂、社会影响大等特点。这些特点决定了其施工期存在较多经济技术风险。因为风险具有客观性、必然性、多样性、动态性、模糊性等特点,风险很难用一个准确的值来确定,用模糊隶属函数曲线确定一个范围可以合理有效地描述深基坑施工期的风险。首先,专家根据制定的事故概率等级和损失等级对事故的概率和损失进行估值;然后,根据工程的复杂性、所调研专家水平的差异等来确定专家对估计值的确信程度,根据确信程度选择合适的隶属函数曲线,再由隶属函数曲线确定风险的范围;最后,将该范围与制定的风险接受准则相比较,确定基坑的风险等级。针对一个深基坑工程进行风险评估,得出了该基坑的风险等级。     

Accidents in underground oil and gas storages: case histories and prevention

This article describes several accidents that have occurred in underground storage facilities, and reveals some basic safety problems related to mechanical stability, gas and oil tightness, and eruption hazards. Acceptable loss level also is discussed.     

沈阳城市地下空间寿命周期风险管理研究

开发地下空间作为城市化的重要途径,与同业态地面项目相比其开发风险更大。立足建设单位,以沈阳为例,研究城市地下空间的寿命周期风险管理问题。根据沈阳社会经济及城市地下空间的发展现状,界定了城市地下空间寿命周期风险管理的范围,分析了风险因素的来源及其致害机理,并以此为基础构建了寿命周期风险等级评价指标体系,构建了基于正弦型白化权函数的模糊灰色综合评价模型,用于评价城市地下空间的寿命周期风险等级。以青年大街沿线某项目为例,验证了该模型的有效性,并利用风险贡献度分析了示例项目的主要风险因素。最后从政府部门、建设单位和社会环境三个层面,提出了防范城市地下空间寿命周期风险的对策建议。     

基于模糊层次分析法的瓦斯隧道施工风险评价

瓦斯隧道在施工过程中面临众多复杂的风险,而且施工风险源具有复杂性、随机性和模糊性,目前的研究方法难以对其进行准确定量分析。笔者结合实际工程的施工,通过深入分析影响瓦斯隧道施工的风险因素,建立了施工风险评价指标体系,采用专家调查法和层次分析法确定了各级因素的权重,分析得出影响施工的主要、次方面,并运用模糊数学的方法,建立模糊评判模型,对瓦斯隧道施工风险评价指标体系中的单因素和整体进行评价,最终根据评价结果确定了瓦斯隧道的施工风险等级。通过对计算结果分析,该方法在瓦斯隧道的施工风险评价上具有适用性和可靠性。     

LNG储存站风险评价

主要分析了LNG的危险性,辨识了LNG储存站中的各种危险因素并分析得出引起这些危险因素的主要原因.探讨了用模糊积分法对LNG储存站系统进行风险评价的方法.