辽宁锦州南部应力场特征及其对地下水封油库稳定性影响分析

区域应力场是构造运动的驱动力,是地壳应力研究中的重要内容,现今构造应力与地质资源的储存、开采及基础建设工程的设计实施具有密切联系。文章对锦州南部地区9个钻孔进行了翔实的现场水压致裂原地应力测试,并依据强度与应力指标,对应力状态和岩爆风险分别进行了评价与预测。结果表明,测区最大和最小水平主应力量值分别为3.92~17.33 MPa和3.00~8.93 MPa,垂直应力值为0.80~4.58 MPa,最大水平主应力方向在N33°~88°E之间,优势方位为N72°E;地应力评价结果显示为低~很低应力状态,工程区地下厂房附近无岩爆风险。

某地下水封石油洞库地下水渗流场及涌水量模拟

地下水封石油洞库是通过人工开挖建于地下,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。具有占地少、投资少、损耗少等优点,但对地下水环境影响相对较大。为评价地下水封石油洞库施工期和运营期对地下水环境的影响,以某大型地下水封石油储库为研究对象,结合现场试验数据,利用GMS软件,建立了非均质、各向异性、三维非稳定地下水流模型和溶质运移模型。研究结果表明:有水幕系统时预测水位高于设计水位3 m以上,可以保证洞库的水封效果,且石油局限于洞室周围不外泄,为后期制定地下水污染防治措施及长期监测计划提供了依据。

大型地下水封石油洞库渗流场时空演化特征研究

地下水封石油洞库是利用饱水岩体密封性进行石油储存的方式。在地下水封石油洞库的建设中,由于工程体的出现,改变了区域地下水的补给、径流和排泄条件,干扰了原来平衡的地下水渗流场,为保证地下石油洞库的水封效果,需进行裂隙岩体渗透特性及地下水渗流场时空演化研究。以国内首个在建的大型地下水封石油储库为工程背景,结合现场试验数据分析,运用等效连续介质的方法,采用裂隙岩体各向异性渗透张量,建立三维地下水数值模拟模型,预测不同施工进程时地下水位的变化。分析预测结果表明:在地下洞室开挖过程中,无水幕条件下地下水位逐渐降低,主洞室部分区域出现零水头压力区,无法保证水封性;模拟运营期水幕巷道施加定水压力,地下水位上升至设计高度35 m且趋于稳定,可以满足水封效果要求。研究结果对地下石油洞库的水封性评价具有一定的工程意义和理论价值。

地下水封油库场址地应力场及工程稳定性分析研究

建设战略地下水封石油储备库是完善国家石油储备体系的重要途径之一。鉴于此,我国拟在渤海湾附近投资兴建一大型战略石油储备库。由于地下水封油库特殊的地下结构形式,需要对工程区范围内的地应力的量值和方向进行详细的研究分析。在工程区共布置5个水压致裂地应力测点,实际测值相对较为离散,各个测点之间很难找到内在联系,因此利用Sheorey模型对5个测点的测值进行了归一化处理,较为准确地给出洞身部位的应力值大小,即最大水平主应力为11.02±1.0 MPa,最小水平主应力范围为6.82±1.0 MPa,最大主应力的方向为76°(±13°),这与B.C.Haimson等人在朝鲜半岛的研究成果较为吻合,实测地应力场方向与世界应力图所给出的区域构造应力场的方向极为一致,即WSW-ENE到E-W之间。按照修正后的岩体强度应力比方法评价工程区的应力状态可知,地应力量值中等,地应力场对地下工程稳定性影响不大。在这样的远场应力条件下,按照开挖后洞室截面周边最大应力和洞室围岩岩体强度之比的分析计算结果,如果洞室轴线沿最大水平主应力方向布置,在开挖过程中,地下洞室围岩基本以线弹性变形为主,局部受节理裂隙面影响的岩体会出现掉块现象。选择合适的洞室截面形状及洞室轴线和地应力场最大水平主应力方向之间的夹角对洞室的稳定性至关重要。

地下水封油库工程中三维地应力测量及其应用

地下水封油库是一种复杂的地下工程,在施工期间开展岩体原位应力三维测量,对设计的开挖和支护方案进行检验和复核,有利于设计优化和指导施工。采用水压致裂测量方法,在油库内南北水平、东西水平和垂直3个方向钻探成孔进行地应力测量,综合3个方向的地应力测量结果,计算确定三维地应力大小和方向。计算结果验证了设计所使用的勘察阶段地应力测量结果的可靠性,检验和复核了设计施工方案的合理性,并进一步评价了地下水封油库围岩稳定性。

考虑流固耦合的地下储油洞库稳定性研究

应力场与渗流场耦合是影响水封式地下储油洞库群稳定性的重要因素之一。洞库群的开挖导致形成区域地下水降落漏斗,因此储库水封系统必须保证稳定的地下水位。以"黄岛地下水封洞库工程"的设计方案为模型,基于流固耦合分析理论,采用有限差分软件Flac3D进行数值模拟,主要分析了饱和水状态下,渗流场对洞库周围围岩应力、位移变形和孔隙水压力的影响,并确定合理的水封方案和最优的水封巷道高度。文中所得结论对实际地下洞库群的设计施工具有一定的参考价值。

地下水封石洞油库地质灾害危险性评估——以山东某地下水封石洞油库工程为例

根据地下水封石洞油库的工程特点,分析了此类工程建设场地地质灾害类型。列举了工程场地可能存在的现状地质灾害、施工期地质灾害和运营期地质灾害。认为该类工程的地质灾害危险性评估应更关注地下地质灾害,尤其是岩爆灾害。以某地下水封石洞油库实际工程为例,说明岩爆灾害宏观预测评估应针对岩性和地应力两个主要因素。探讨了地质灾害预测评估的可靠性问题,指出预测评估的可靠性基于分析思路的正确和预测指标的合理选取。

首座国家大型地下水封石洞油库工程施工创新技术

黄岛工程是我国首座大型地下水封石洞储油库(简称"地下水封洞库"),为我国战略石油储库大型地下工程建设开辟了先河。在水封条件下的围岩分级和现场实测地应力基础上,论述了该工程的人工水幕施工技术、钻爆法精细施工开挖与支护集成技术、施工通风技术及安全风险评估与应急预案、抢险救援等5大创新技术,并进行了相应的试验和数值模拟等效果验证。

地下水封石洞油库岩爆灾害预测评估——以某地下水封石洞油库实际工程为例

地下水封石洞油库属于大型地下工程,岩爆灾害是施工过程中可能引发的地质灾害之一。本文以某地下水封石洞油库实际为例,介绍了建设场地地质灾害危险性评估中岩爆灾害预测方法。借鉴目前国内外岩爆判别的主要方法,并依据拟建工程场地实际情况,选用岩体初始应力及岩石单轴抗压强度作为定量评估指标,对岩爆灾害进行预测评估。根据宏观分析与定量评价结合的方法最终确定岩爆灾害程度。

黄岛50万m^3地下液化石油气水封洞库库容测量

地下水封液化石油气(LPG)洞库建成验收后,要对洞罐的容积进行测量。为了测量结构复杂的黄岛50万m3LPG地下水封洞库的库容容积,首先,确定测量模型,把组成洞库的单个洞室或巷道定义为特殊尺寸的隧道并作为测量单元,分析断面测量过程中影响库容容积精度的因素;其次,探讨高精度自动测量Ⅰ级全站仪、隧道断面测量系统和三维实体建模软件的组合应用,根据采集的断面点集数据,通过人工计算和建模自动计算的相互验证,并与第三方成果对比分析;最后,创建洞库三维模型,水平剖切得到规定要求的一定深度容积计量表、切片图和洞库三维模型切片储量报告。结果表明:采用断面法测量洞库库容是一种比较可行的测量方法,易操作,能保证精度要求。

地下水封石洞油库围岩稳定性三维数值分析

为了评价某地下水封石洞油库的围岩稳定性,根据工程建设场地的地形以及岩层、洞室分布,运用有限差分法程序FLAC^(3D)建立了三维计算模型;设置了合理的分析初始条件(重力场、地质构造应力和地下水渗压);对地下储油洞室施工开挖过程中洞室围岩的应力及位移变化进行了模拟计算。计算结果显示,单洞截面为20 m宽、30 m高时,洞室群的围岩是稳定的。

某地下水封石油洞库渗流场模拟研究及水封效果评价

为预测某地下水封油库运营期间地下水渗流场和地下水水封石油的效果,利用FEFLOW软件,首先对某地下水封油库分别建立无水幕和有水幕条件下的三维地下水数值模型,进而预测渗流场以及评价水封效果,结果指出:有水幕条件下0 m等水位线扩展速率较小,没有形成明显的降落漏斗。无水幕条件下0 m等水位线扩展速率较大,漏斗的垂向上扩展逐渐增加,洞室上方形成明显的降落漏斗;在水封效果上,有水幕比无水幕更能保证储油洞库的水封效果,并能有效地调节和保护洞库周围的地下水资源。

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(Shape Metri X 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。

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,且能满足防渗堵漏加固补强化学灌浆施工需求。

加拿大天然气地下储存设施爆炸事故的思考与启示

介绍了加拿大天然气地下储存设施爆炸起火事故的概况,用逻辑树分析法对水封洞库火灾爆炸事故的可能原因进行分析。结果表明,竖井区管线及其连接部位可能发生泄漏,形成可燃性混合气体,遇到电气火花,发生爆炸,引发大火。最后总结了事故经验教训。

基于非饱和流的地下水封洞库涌水量研究

地下水封洞库通过水压将储存在洞室内的介质密封,涌水量的动态变化制约着洞库的密封性能。通过对岩体孔隙和裂隙双重介质的渗流特征分析,将渗流的非饱和流特性引入到涌水量的计算过程中。推导得到岩体双重介质土水特征曲线公式,并将其引入到有限元计算过程中。通过赋予材料非饱和特性属性,在有限元每个计算时间步中重新计算渗透系数,来实现地下水封洞库开挖时水位变化过程,建立了动态涌水量的计算方法。另外,通过工程实例对该计算方法进行验证、结果表明涌水量随时间呈递减变化,拟合得到了涌水量与时间的函数关系。该计算方法对地下工程中涌水量的研究具有较强的指导意义。

大型地下水封洞库施工顺序优化

采用侧压系数法对某大型地下水封洞库地应力进行了反演分析,运用回归反演的初始地应力场对储油主洞室进行了施工开挖分层及施工顺序的优化分析.分析结果表明,储油主洞室分三层和分四层两种开挖方式对岩体位移和塑性区分布范围影响都不大;跳挖开挖方式优于平行开挖和依次开挖方式,在施工工期许可的条件下宜按照跳挖开挖方式进行,各洞室开挖掌子面间距宜控制在40m以上.

地下水封石油洞库水幕系统施工技术

地下水封石油洞库的密闭性主要通过地下水来控制,通过水幕系统进行补充,水幕系统的作用很重要。结合惠州国储石油洞库介绍了水幕系统的的施工工艺,并对水幕孔的施工、水幕试验、水幕巷道的清底等关键技术进行了详细的阐述。水幕系统最终技术状态良好,其施工技术有借鉴意义。

大型地下水封石洞油库施工裂隙水回用设计探讨

地下水封石洞油库具有安全性能高,不占或少占耕地、投资省、损耗少、运营管理费用低、使用寿命长、污染小、装卸速度快等优点,在国家石油战略储备项目及部分有条件的商储项目中被列为首选。地下水封石洞油库在施工过程产生大量的裂隙水,妥善处理施工期裂隙水是保证地下水封石洞油库项目施工顺利进行的关键。本文结合已建地下水封石洞油库在施工期,裂隙水产生的水质、水量及采取的处理及回用措施,提出解决施工期裂隙水回用的工艺及存在问题,为大型地下水封石洞油库的设计提供参考。

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。