地下水封石油洞库施工期安全风险评估研究

地下水封石油洞库建设具有投资大、无成熟设计施工规范、不确定因素多等特点,建设过程中存在着一定安全风险,开展地下水封石油洞库施工期安全风险评估研究具有重要意义。针对地下水封石油洞库施工期安全风险,从洞库稳定性与水封性两个方面,开展了洞库施工期安全风险评估研究,结合中国首座大型地下水封石油洞库工程对研究结论进行了验证。研究中,开展了地下水封石油洞库风险因子识别,进行了风险因子重要性和引发功能失效概率调查;采用模糊数学方法获得了风险因子模糊权重集和模糊评价集,得到了风险因子影响程度排序;总结了某地下水封石油洞库建设中典型稳定性和水封性风险事故,分析了事故发生原因,并与上文所得风险因子影响程度进行了对比验证。研究结果不但为提高地下水封石油洞库风险管理水平提供支撑,而且还可丰富地下工程安全风险评估研究内容。     

大型洞室群稳定性与优化的并行进化神经网络有限元方法研究--第二部分:实例研究

利用作者提出的并行进化神经网络有限元方法对水布垭地下厂房进行了软岩置换方案的优化及稳定性分析。结果表明，该方法具有极大的全局搜索和快速收敛的优势．实例给出了最优的置换方案和置换步骤，通过最优方案的有限元与神经网络的计算比较表明，该方法是合理的。同时，提出了施工的合理化建议。     

Large-scale hydrogen energy storage in salt caverns

Large-scale energy storage methods can be used to meet energy demand fluctuations and to integrate electricity generation from intermittent renewable wind and solar energy farms into power grids. Pumped hydropower energy storage method is significantly used for grid electricity storage requirements. Alternatives are underground storage of compressed air and hydrogen gas in suitable geological formations. Underground storage of natural gas is widely used to meet both base and peak load demands of gas grids. Salt caverns for natural gas storage can also be suitable for underground compressed hydrogen gas energy storage. In this paper, large quantities underground gas storage methods and design aspects of salt caverns are investigated. A pre-evaluation is made for a salt cavern gas storage field in Turkey. It is concluded that a system of solar-hydrogen and natural gas can be utilised to meet future large-scale energy storage requirements.     

基于层次分析法的可拓学理论在地下洞室岩体质量评价中的应用

基于可拓工程方法,在物元模型理论的基础上建立了洞室岩体质量评价的物元模型,提出采用层次分析法计算物元模型中各评价指标的权系数的方法。通过实际洞室岩体质量等级的关联度计算,对水布垭水电站地下厂房的围岩岩体质量进行了评价,得出与现场实际相符合的结论。研究结果表明:层次分析法用于确定洞室岩体质量评价指标的权系数是可行的,并且洞室岩体质量的可拓学评价能够较好地反映洞室岩体的质量等级,具有较好的适用性。     

Simplified design of rock cavern concrete lining to resist shock loading

A simplified method was proposed for the design of concrete lining in underground rock cavern/tunnel against shock loading. The loading may result from the detonation of explosives on ground surface or ground penetration projectiles exploding adjacent to the cavern/tunnel. The resulting problem necessitates the solution of the dynamics of a beam loaded by a transient pressure uniformly distributed over the span. According to mechanical characteristics of the system with rock bolt and shotcrete, a dynamic support design method based on equivalent single degree of freedom (SDOF) was put forward. The SDOF method was applied to obtaining the maximum displacement at the mid-span of the beam, which is often the controlling factor in the blast-resistant design. In the formulation of the problem, the proposed method combines the phenomena of spalling and structural dynamics theory. An example is provided to demonstrate the applicability of this simplified method.     

喷锚支护洞室抗爆现场试验锚杆应变研究

如何提高地下洞室的抗爆能力对国防和民用地下结构设施有着重要的工程意义,而锚杆锚固支护是常见的洞室加固方法。结合现场爆炸试验,介绍了三种锚杆锚固洞室,分析在不同形式锚杆锚固体系的作用下,位于洞室各个位置的锚杆内部应变情况,对比分析了第五炮次作用下锚杆的应变时程曲线,以及到达最大应变的时刻和最大应变所在锚杆位置,其中,短密锚杆锚固作用下锚杆应变数值较小,长密锚杆次之,常规锚杆应变较大;另外,本次试验还对比分析了两种锚杆垫板锚固效果,从抗爆效果上看,碗形垫板具有更好的锚固效果。本文总结出较好的锚杆锚固形式,为工程实践提供一定的借鉴。     

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。     

膏状浆液灌浆在构皮滩水电站溶洞处理中的应用

膏状浆液灌浆是通过在水泥浆液中添加增塑剂、速凝剂等复合材料,使浆液具有很好的可控制性和抗水冲性能,是尤其适合于大孔隙和有地下水流地层灌浆的一种方法。文章介绍了构皮滩水电站左岸溶洞段灌浆采用膏状浆液进行封闭处理的情况,阐述了膏状浆液在本次施工中的材料选用、配合比试验、浆液制备技术及灌注效果。施工达到了预期目的。     

深埋地下管道及地下洞室群三维渗流场的 有限元精细模拟

利用自主研发的三维渗流分析软件GWSS计算了敦化抽水蓄能水电站工程区的渗流场分布特征及地下厂房系统、引水管道排水系统的排水效果。计算结果表明：（1）在现有设计方案下,地下厂房和压力管道中水平段的排水系统和排水洞作用明显,防渗排水设计满足设计要求;（2）下水平段的压力管道承受外水压力较大,建议对引水系统的下水平段的排水洞增设排水孔。     

川西某水电工程气垫调压室原地应力及相关岩体特性参数的测量与应用分析

为论证某水电工程高压洞室的方案设计,采用水压致裂技术对高压洞室的原地应力及相关岩体力学参数进行细致的测试.测量结果表明,测点洞段围岩的最小主应力值为5.6～7.9 MPa,最小主应力状态为近水平;测点洞段围岩的抗劈裂强度一般为6.0～8.0 MPa,围岩自身具有较强的承载能力;在7.0 MPa高压下洞壁围岩的透水率大多小于1.0 Lu.因此,该洞段岩体具备较为理想的岩体力学特性,是修建高压力洞室的较好位置.但在规模庞大的高压洞室岩体内的极个别张性裂隙带,由于其承载能力弱,串通性强,高压下漏水严重,是无衬砌高压洞室工程建设的一大隐患.对此进行卓有成效的高压灌浆处理,显著提高围岩结构的完整性,增强其高压封闭功能,这是工程建设成败的关键.