大型地下水封洞库施工关键技术—中铁隧道集团有限公司一处有限公司
地下水封洞库竖井施工的技术与经济性对比分析
． ５ ｍ一 ２ ｍ左右 ， 预留部分应采用 ａ ． 地下渗漏水 的控制 。在竖井 地质勘察 时期 ， 需对竖 井钻探 提高度确定在地表覆盖层 以下 １
构问题 ３ ７个 ， 建筑 问题 ４ ５个 ， 管线施工 图纸和建筑及结构施工 图 Ｂ Ｉ Ｍ技术来指导钢筋绑扎乃 至钢 筋下料 ， 对混凝 土用量 进行精 确 纸对应不上的问题共计 １ ０ ０多个 ， 图纸标注错误 ８ ０处 。 控制 。按照构件图纸设计 ， 绘 制钢 筋布排模 型 ， 同时与 高校合 作 ，
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９ ４ －
第４ ｌ 卷 第 ３期 ２ ０ １ ５ 年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ４１ Ｎｏ ． ３ Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ５
文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ５） ０ ３ — ０ ０ ９ ４ — ０ ３
撞点管线调整 ， 直至 管线 间无 碰撞 ； 最 后对 管线安 装合理 性进 行 ５ 结 语 通过多个项 目 Ｂ Ｉ Ｍ技术 的实践 应用 ， 我们对 Ｂ Ｉ Ｍ技 术都有了 微调 ， 要考虑实际安装过程 中的先后顺 序 、 预 留操作 空间等 问题。
也实 实在在 为企 业 的工 程建 设 降低 了成本 ， 通过运用 Ｂ Ｉ Ｍ技术完成 以上工作之后 ， 该 项 目管线安装 工程得 以 进 一步深刻的认 识 ， 为企业 带来 了经济效益 、 社会 效益和节 能环保 效益 。Ｂ Ｉ Ｍ技 术 以 顺利进行 ， 将 返 工 现 象 降 到 了最 低 ， 大大缩短 了工期 ， 弥 补 了 之 前
地 下冰 封 洞 库 竖 井 施 工 的 技 术 与 经 济 性 对 比 分 析 公司 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ０ ０）
大型地下水封LPG洞库施工工法(2)
大型地下水封LPG洞库施工工法大型地下水封LPG洞库施工工法一、前言大型地下水封LPG洞库施工工法是一种用于建设地下水封LPG洞库的施工工法，旨在确保洞库在使用过程中的安全和可靠性。
该工法结合了地质特征和工程要求，以及先进的施工技术和设备，旨在提供一个全面且实用的施工指南。
二、工法特点1. 提供高效施工：该工法采用了先进的施工设备和技术，可以有效地提高施工速度，降低施工成本。
2. 高度可靠性：地下水封LPG洞库作为一种重要的工程结构，其施工要求十分严格。
该工法提供了一套完善的施工流程和质量控制措施，以确保工程的质量和可靠性。
3. 灵活性强：该工法可以根据具体项目要求进行调整和定制，以满足不同地质条件和工程需求的要求。
4. 环保和可持续性：该工法注重环保和可持续性，采用了先进的环保材料和设备，以减少对环境的影响。
三、适应范围该工法适用于建设各类大型地下水封LPG洞库，包括城市供气管道系统、工业用气管道系统以及石化、化工等行业的气体储存与供应。
同时，该工法对地质条件的要求相对较低，适用于各种地质环境，如软土层、粉土层和岩石层等。
四、工艺原理该工法的施工工艺原理是将地下水封LPG洞库建设的理论原理与实际工程结合起来，通过采取一系列的技术措施来保证施工的质量和成功。
这些技术措施包括地下洞库的开挖、洞壁的支护和防渗处理、洞库的封闭、管道的布置和安装、系统的测试和调试等。
五、施工工艺1. 地下洞库的开挖：根据工程设计要求和地质条件，采用合适的开挖方式和设备进行地下洞库的开挖，如钻孔爆破、盾构等。
2. 洞壁的支护和防渗处理：在地下洞库的开挖过程中，采取相应的洞壁支护结构和防渗措施，以确保洞壁的稳定和防渗性能。
3. 洞库的封闭：地下洞库开挖完成后，进行洞库顶板、洞壁和地下洞库的密封处理，以确保洞库的密封性能。
4. 管道的布置和安装：根据工程设计要求，将管道系统布置在地下洞库内，并进行相应的连接和安装工作。
5. 系统的测试和调试：施工完成后，对地下洞库的系统进行测试和调试，以确保系统的正常运行。
地下水封洞库灌浆止水施工工法(2)
地下水封洞库灌浆止水施工工法地下水封洞库灌浆止水施工工法一、前言地下水封洞库灌浆止水施工工法是一种用于解决地下水渗漏问题的工程方法。
它通过灌注特殊灌浆材料来形成一道连续、致密的防水层，有效阻止地下水的渗透和泄漏。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点1. 高效可靠：该工法操作简便，灌浆材料可迅速固化，具有快速、可靠的止水效果。
2. 持久耐用：灌浆层具有优异的抗渗性能和耐腐蚀性能，能够长期有效地抵御地下水的侵蚀。
3. 适应性广：无论是对于新建工程还是对于现有结构的修复，该工法均适用。
4. 灵活性强：能够适应各种洞库尺寸和形状的施工需求。
5. 对环境友好：灌浆材料无毒无害，不会对环境造成污染。
三、适应范围该工法适用于各类地下工程中的止水施工，如地下车库、地下通道、地下仓库等。
同时，也适用于地下管道、污水处理厂、水利工程等领域。
四、工艺原理该工法的原理是通过灌注高强度水泥基灌浆材料，形成一道连续、致密的防水层。
施工工法与实际工程之间的联系主要体现在以下几个方面：1. 确定施工界限和洞库的几何尺寸。
2. 选择合适的灌浆材料，确保具有良好的流动性、耐压性和耐腐蚀性。
3. 采取适当的预处理措施，如清洗洞库表面、修复裂缝和填充空洞等。
4. 根据施工界限，设置灌注孔洞和放置钢筋网格。
5. 使用专业灌浆机械进行连续灌浆，保证灌浆材料的均匀注入并填满洞库空间。
6. 根据需要进行多道灌浆，确保灌浆层的整体性和密实性。
五、施工工艺施工工艺可以分为以下几个阶段：1. 准备阶段：确定施工界限、清理洞库表面、修复裂缝和填充空洞等。
2. 孔洞设置：按照设计要求，在洞库表面设置灌注孔洞和放置钢筋网格。
3. 灌浆施工：使用专业灌浆机械，从底部开始，依次对每个孔洞进行灌浆，确保灌浆材料均匀注入。
4. 多道施工：根据需要进行多道灌浆，以增加防水层的厚度和密实度。
中铁隧道集团掌握我国地下水封洞库核心技术
目前，我国已成为世界第二大能源消费国。根据国务院批准的《国家石油储备中长期规划》，2020年以前，我国将陆续建设国家石油储备第二期、第三期项目，形成相当于100天石油净进口量的储备总规模，进一步增强应对石油中断风险的能力。然而，地面建设不仅占用大量宝贵的土地，而且维护成本大，安全性不高。
我国隧道专家洪开荣认为，水幕系统设计、试验及优化，大断面洞库开挖、地下水位控制是地下水封洞库项目建设的重点和难点，我国已掌握了上述施工技术，因此修建地下水封洞库工程正在成为趋势。
பைடு நூலகம்
目前，我国天然气占一次能源消费的比例不到5%，而世界平均的比例达24%。2011中国国际石油石化暨海洋工程技术大会透露，国家能源局正与相关部门合作筹备建立天然气储备体系，但储备液化天然气的储罐对资金和技术的要求都很高，建设成本太大。
中铁隧道集团总经理张继奎满怀喜悦地说：“LPG地下水封洞库很好地解决了这一难题，为我国大规模使用天然气创造了条件。目前我集团已掌握了地下水封洞库建设的核心技术，打破了国外的技术垄断，并且为我国自主设计施工国家石油战略储备地下能源基地做好了充分的技术准备。”
LPG是液化石油气的简称，LPG地下水封洞库是将从天然气田采出的天然气选择异地重新注入地下空间保存的一种人工气田或气藏。地下储库以其存储量大、安全性高、应急能力强、使用寿命长等优点，成为目前国际上石油、天然气等能源的主要储备方式。
在黄岛LPG工程施工中，中铁隧道集团项目部采用科学的施工方法，先进的组织管理，立足机械化配套施工，主洞采用凿岩台车开挖，装药采用平台车施工，喷砼采用混凝土喷射手，成功解决了地下洞室群多作业面平行作业、施工通风、地下水控制等难题，逐渐形成了大断面爆破施工工艺细则、水幕施工技术要求、围岩喷锚支护技术措施、地层渗漏水控制注浆防渗漏标准等一系列地下储库工程的施工标准和技术规范，将地下储库施工技术带入新的高度。
黄岛国家石油储备地下水封洞库工程水幕系统施工关键
1概述1.1研究背景我国经济的持续增长，能源消耗量的的节节攀升，导致对外石油的依存度居高不下。
在当前复杂的国际政治、经济、军事形势下，国家战略石油储备已成为各国能源安全的最重要一环。
为确保我国能源安全，维护国民经济健康发展，急需建立充足的国家石油战略储备库。
地下水封洞库以其库容大、占地少、安全环保的特点，成为国内外油气储存的一个重要手段和技术发展方向。
地下水封石洞油库是在稳定的地下水位线以下，在岩体中开挖洞室，利用水幕使洞壁岩体裂隙充满水，使地下水位在较高的位置，达到利用稳定地下水的水封作用储存洞室内石油的目的。
因此，地下水封洞库的密封性问题是工程成败的关键所在[1]。
当年平均降雨量欠丰、地质条件复杂、水位不稳定或洞库埋深不够时，必须采用人工水幕以保证稳定的地下水位，从而降低因自然水位下降而导致的洞库上部地下水盖层缺失，并致使油气泄漏的风险。
大量的工程实践表明，人工水幕系统在保证地下水封油库的储油安全方面起到了重要作用。
影响人工水幕水封效果的因素，除了水幕系统设计和施工、维护外，洞库岩体的渗透性尤为关键。
岩体渗透性太大，洞内涌水量过高，将大大增加洞库施工风险和水幕运行费用。
因此水封系统渗漏控制成为地下石油储备工程设计、施工与安全运营中的关键技术难题[2]。
我国地下水封洞库建设起步晚，于20世纪70年代在黄岛修建了第一座总库容为15万方的原油地下水封洞库，80年代在浙江象山建成了1座容积4万方的地下成品油库，但均未采用人工水幕。
本世纪初在汕头、宁波建成两座地下液化石油气(LPG)洞库，但其库容较小并带有实验性。
美国、韩国以及北欧国家均大量采用地下石洞作为原油战略储备库。
2003年3月，钱七虎、王思敬、王梦恕、陈肇元、施仲衡和童林旭共六位院士专家，联名向全国人大与全国政协“两会”建议“国家战略石油储备库不应建在地上，而应建在地下”。
国家发改委提出了以地下为主的国家石油储备工程二期、三期规划，各期储量均为2800万吨。
地下水封石油洞库水幕系统施工技术
实例A n a ly s is o f P r a c t ic a l E x a m p le s分析地下水封石油洞库水幕系统施工技术管泽英(中铁隧道局集团有限公司工程技术部，广东南沙511400)摘要：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。
关键词：地下水封石油洞库；水幕系统；钻孔；清底DOI：10. 13219/j. gjgyat. 2018. 02. 013中图分类号：TE972. 2 文献标识码：B文章编号= 1672-3953(2018)02-0049-04地下水封石油洞库是在稳定的地下水位以下一 定深度的天然岩体中，人工开挖的以岩体和岩体中 的裂隙水共同构成储油空间的一种地下工程，由储 油洞、施工巷道、竖井(操作井）、泵坑、水幕系统等组 成。
为保证稳定的地下水位，洞库顶部的地下水压 力必须大于储存压力，使水的压力梯度达到气体不 能穿过岩层裂隙外溢。
在地下水封洞库周围水体条 件不能满足长期饱和的情况下，为确保岩体和裂隙 水共同构成一个相当于压力容器的洞罐，需要设置 水幕系统来改善岩体的水力分布条件，使洞库围岩 长期处于水饱和状态，裂隙水可以得到及时补充，也 是环境保护安全的需要[12]。
1 水幕系统的设计水幕一般由水幕巷道、水平水幕、竖直水幕组成。
水幕系统的布置应满足稳定地下水压力及地下 水覆盖范围、补充地下水渗流量的要求;水幕巷道断 面尺寸应满足水幕系统施工机械作业空间和施工组 织需要，并应满足系统测试、施工进度等的要求[1_2]。
水幕巷道截面形状宜采用拱型直墙截面，应满 足小型凿岩、运输设备以及施工人员的通行，以及通 风、排水、电力及其它设施所占用的空间和施工水幕 孔的要求，跨度及高度不宜小于4 m。
大型地下水封洞库主洞室稳定性研究
结点位移连续 的条件 ， 可 以对连续介质进行大变形 分
析， 同时Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ∞ 又可 以对地下水产生 的渗流场进行模
拟计算 ， 可以实现水岩（ 土） 相互作用的耦合分析 。 Ｆ Ｌ ＡＣ ａ 。 软件 采用 拉 格 朗 日方法 运算 ， 按 时步 采 用 动 力松 弛 的方 法来 求解 ， 不 需要 形 成 刚度 矩 阵 ， 不 用 求 解 大 型联 立方 程组 ， 占用 内存 较少 ， 便 于用 微 机求 解 大
析 不 同等级 岩 体 内不 同形 状 和不 同尺 寸洞 室 围岩 的应 力、 变形 情况 与稳 定性 。
２ 计算 方 法与原 理
国 际上 的石 油储 备 库 分 为地 上 油库 和地 下 油 库 ２
种， 而作为大规模 的储备库多以地下油库为主。地下
油库 分 为 ２ 种， 一种 是 水封 岩 石 洞库 ， 另 一 种 是盐 岩 洞 库 。水封岩石洞库的储油原理是在稳定的地下水位线 以 下一 定 的深 度 ， 通 过 人 工 在地 下 岩 石 中开挖 出一 定
关 键词 ： 水封 洞库 ； 围岩 ； 尺寸； 形状； 岩 体 等级 ． …
中图分类 号 ： Ｔ Ｅ ８ ２ ２ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ ｉ ５ ） ０ １ — ０ １ ６ ６ － ０ ５
１ 概 述
洞库的一个 主洞室进行分析 ， 模拟实际的开挖工序 ， 分
已成为我１ ｉ ＇ ］ Ｎ不容缓的任 。 ］ 。
本文采 用 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ∞ 数值分析软件对大型水封石油
￥收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ２ — １ ８ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ３ — ０ ５
地下水封洞库施工巷道密封塞设计探讨
地下水封洞库施工巷道密封塞设计探讨
王敬奎
（中海油石化工程有限公司，山东青岛266101） 摘要：建设地下水封洞库是现阶段大型石油储备基地的重要发展方向，其中施工巷道密封塞是地下水封洞库结构体系 中重要的结构组成部分，也是受力最大、设计最复杂的构件。文章结合国内外地下水封石油洞库的工程设计经验，根据 在建某洞库的工程地质条件，运用MIDAS GTSNX软件对施工巷道密封塞的部分设计参数进行建模计算和分析对比，并结 合其他相关工程因素，提出合理的优化设计意见，为今后的施工巷道密封塞设计提供必要的依据。 关键词：密封塞；塞体厚度；嵌槽深度；围岩稳定
中图分类号：TE822
文献标志码：A
文章编号：2096-2789 （2019） 21-0009-04
施工巷道密封塞是地下水封洞库的重要组成部分， 它的主要作用是将主洞室与外界隔离，使原油洞罐形成 一个封闭的地下空间以用作油气储存。同时，它也是水 封洞库地下工程构体系中受力最大、最复杂的构件，原 因在于原油洞罐一般都位于地下水位线以下数十米深， 进入运营期后会有大量地下水通过渗流涌入施工巷道直 至巷道到水位与地下水位平齐，因此外表面承受施工巷 道注水所产生的水压力可达数兆帕之多；而内表面主要 承受油气储存所产生的压力，若是洞罐内储存压力为常 压，所产生的压力相对外侧而言要小很多。由此，内外 表面之间会产生很大的压力差，这个压力差也就是密封 塞所承受的主要外力来源，如图1所示。
图1密封塞受力简图 1 密封塞设计规范规定及理解 1.1规范相关规定
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3.水封洞库储存油气原理及构成
• 3.1水封洞库储存油气原理 • 地下水封洞库建在稳定的地下水位以下一定深度的岩石 里，以确保洞库围岩中裂隙水压力始终大于洞库储存温度下 油品的饱和蒸汽压力，既可防止洞库储存的油品不顺着围岩 裂隙渗透出去，又能保证有少量地下水沿着裂隙流入洞库内， 由于油品比水轻而又不相溶，流入洞库中的水沿着岩壁汇集 到洞库底部，形成防止渗漏的水垫层，油品始终浮在水面上。
汕头 (操作竖井)
2.地下水封洞库在我国的发展
2.1已建及在建水封洞库 *国家石油储备战略实施 国内于2003年启动石油战略储备工程，第一期地面储罐已
修建完成；第二期的4个地下水封洞库工程（黄岛、锦州、 惠州、湛江）和地面储罐工程已全部开工建设；第三期的 项目正在规划中，预计均为地下水封洞库。 2011年10月，锦州国储 300万方原油洞库开始建设，2015 年年底投入运营。 2013年6月，惠州国储500万方原油洞库开始建设，预计 2017年年底投入运营。 2013年8月，湛江国储500万方原油洞库开始建设，正在建 设（征地拆迁原因）。
地下水封洞库地下结构部分示意图
3.水封洞库储存油气原理及构成
• 3.2水封洞库结构组成 • （1）施工巷道——与交通隧道斜井作用类似 • 地面与地下洞室间需建一条或几条通道。以便在洞室施 工前及施工中，将挖掘设备，施工时需要的水、电、压缩空 气、通风设备及人员运下去，并将挖掘的石渣、地下水排运 地面上。另外还要便于安装所需管道及相应设备。 • 断面、坡度是制约施工进度、安全、环保的关键。
地下水封洞库储存原理图
3.水封洞库储存油气原理及构成
• 3.2水封洞库结构组成 • 地下水封洞库工程主要包括卸船（车）入库设施、地下 结构、装船（装车）外输设施、油气回收与裂隙水（含油污 水）处理设施等部分。 • 地下结构为其中最主要的部分，其土建部分由施工巷道、 水幕系统、洞罐、竖井（操作竖井）和泵坑组成。
舟山国家石油储备地面罐区
江门油库爆炸场景
液化石油气储存球罐
2.地下水封洞库在我国的发展
2.1已建及在建水封洞库 我国第一座地下水封洞库黄岛地下水封石洞原油库，容量为 15万方，于1977年7月完成。至1989年8月共运行了289次，进、 出原油204万吨，随后停用。 我国第二座地下水封洞库1976年建设的浙江象山4万方柴油 地下库，经1990年代修复使用至今。 1980年代,我国先后进行勘察设计了黄岛二期地下水封石洞 原油库、泰安成品油库,后来停建。 直到1990年代中后期,我国才开始恢复建设地下水封洞库,主 要是液化石油气储库。
3.水封洞库储存油气原理及构成
• 3.2水封洞库结构组成 • （2）水幕系统——确保洞库水封效果，决定项目成败 • 为了确保油品安全密封储存在限定的空间内，通常为了 改善地下水力分布以提高储油洞库气密性要设置水幕系统， 由一系列钻孔组成的水平水幕、垂直水幕和水幕巷道组成。 • *当一座地下水封洞库的不同洞室储存不同油品介质时， 为了防止窜油，需要在洞室间设置垂直水幕。当防止外部水 体对洞库造成影响时，也需要在洞库与外部水体之间设置垂 直水幕。 • *常压储存的地下水封洞库，设置水幕主要是出于环保安 全的需要，特别是当地下水封洞库周围的水体条件不能满足 长期饱和的情况下。
全国公路工程技术与质量管理工作交流会
大型地下水封洞库施工关键技术 汇报材料
刘龙卫 中铁隧道集团一处有限公司
2017年3月
汇报提纲
• 1.前言 • 2.地下水封洞库在我国的发展 • 3.水封洞库储存油气原理及构成 • 4.水封洞库施工关键技术 • 5.体会 • 6.取得的科技成果
1.前言
• 石油是一种战略资源，石油和天然气战略储备是为了保障能 源安全稳定供应、确保国家正常运转的重要手段之一。 • 1973年第一次世界石油危机以后，美国、日本、西欧一些国 家都相继建立了石油和天然气战略储备。 据不完全统计，石油储 备时间：美国156天、日本169天、法国116天、韩国75天，而我国 40天。 • 储存方式有：储罐、内贴壁洞库、地下水封洞库等。地下水 封洞库储存油气资源具有安全可靠、经济实用、投资少、占地小、 环保和生态友好、储量大并且利于战备,被称为“具有高度战略安 全的储备库”。 • 目前世界上采用人工或自然岩洞储存油气方式占统治地位， 仅用于储存天然气的地下库就有610多座，460多座是利用废旧油 气田，80座利用地下水藏，65座盐溶洞库。主要分布在俄罗斯、 美国、法国、加拿大、德国、英国、西班牙、比利时、挪威、韩 国、日本等国家。 • 我国石油储备绝大部分由一系列大型钢制储罐组成。
2.地下水封洞库在我国的发展
2.1已建及在建水封洞库 汕头 1998年建成我国第一座地下水封储库，20万方。 宁波 2002年建成我国第二座地下水封储库，50万方。 珠海 2009年建成我国第三座地下水封储库，40万方。 黄岛 2012年建成我国第四座座地下水封储库，50万方。 烟台 2014年建成我国第五座座地下水封储库，100万方， 目前世界上总库库容、单库库容均第一。
2.地下水封洞库在我国的发展
• 2.2水封洞库的发展趋势与前景 • 石油地下水封洞库在建设规模超过100万方时，建设投 资较经济。石油地下水封洞库工程一次投资较大、建设周期 较长，目前只有国家作为战略储备投资修建，今后将开发国 家与企业合作的模式投资修建，存储的油品也从原油向成品 油发展。 • 油气地下水封洞库在建设规模超过20万方时，其建设、 运营维护费用较经济。油气地下水封洞库工程由于一次性投 资不大、运营维护费用低和高安全性，受到国内外油气企业 的青睐。利用地下水封洞库储存压缩空气、2、H2 等是各国 科技工作者下一步研究的目标。 • 目前国家原油储备库和企业销售储库在采用地下水封洞 库上已经有了一定的规模，在炼油石化企业采用地下水封洞 库，具有更大的优势，具有广阔的使用前景。