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大型地下储油洞库水封机制与建造关键技术研究及其工程应用

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成果简介:

本项目属于石油、天然气科学技术领域。针对所建造的大型地下水封储油洞库,以工程地质、水文地质、岩体力学和水动压力为理论基础,利用摄影测量技术、岩石力学实验、地应力测试以及地质力学等方法,对洞库围岩的岩体稳定性进行分级;结合设计的水幕孔进行压水试验、连通性测试,测定洞库围岩体的渗透系数、地下水运移规律。主要研究内容:

1、大型洞室群施工过程稳定性控制;

2、大型地下储油库水文地质试验技术;

3、地下储油库防滲漏注浆技术。研究成果应用到锦州地下储油库洞室群施工工程后,优化了洞室群的施工方案及单洞室施工方法,及其相关的施工和减震爆破参数,大大提高了地下储油库洞室群的施工速度及爆破质量,减少了对洞室围岩震动破坏;通过采用洞室群破碎岩体壁后注浆技术,有效解决了水封油库围岩渗漏问题;通过研究地下储油库水封机理,布设垂直/水平水封幕墙,解决了复杂地质条件下浅埋大跨水封洞库的设计和施工难题,提高了水封地下储油库洞室施工管理水平,确保了水封地下储油洞室群的安全、经济、高效施工,降低了水封地下储油库洞室群施工的工程造价,保护了地下水封储油库区周边的环境,产生了良好的经济效益和社会效益。

成果创新性:

针对锦州地下水封储油洞库工程布设特点,在洞室群开挖过程,应用应力调控原理,对洞室群开挖顺序提出间隔梯步式开挖方法,消除洞室连续开挖过程其应力之间相互影响;在对单洞室开挖过程中,提出采用下向深孔预裂爆破方法开挖,即在上分层开挖结束后采用大直径下向深孑乚开挖洞室中层岩体;在对最底层开挖过程中,提出一种采用水平孔在两帮进行预裂爆破修帮、光面爆破在底部清底的预裂爆破和光面爆破的组合方案,来实现减小爆破振动对储油库群的影响。针对锦州地下储油洞库处于承水压力大,渗漏水点多、渗漏点分散、渗漏面积大的特点,通过采用数值分析方法,优选注浆孔深度为5m 提出采用低密度、高滲透性DC高分子堵水材料,三序注浆孔设计相结合的注浆技术,实现了高承水压下大面积分散渗漏区高效快速注浆封堵,提高了洞库渗漏区注浆液扩散半径及结石率。