简介： 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、地下储油库防渗漏注浆技术。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孔开挖洞室中层岩体；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、高渗透性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。   成果独占性： 　　锦州地下储油库工程是目前世界上埋深最浅、跨度最大的地下水封储油库，该系列成果提高了水封地下储油库洞库施工管理水平，确保了水封地下储油洞库群的安全、经济、高效施工，降低了水封地下储油库洞库群施工的工程造价，保护了地下水封储油库区周边的环境。它的建成充分展示了我国岩体工程施工技术的发展和实力，推动了地下水封储油库建设技术的进步，缩小了与世界水封地下储油库先进修建技术的差距，其地下水封储油库施工关键技术的应用及经验总结，为国内外类似工程施工提供了宝贵的借鉴资料，同时也培养了一批高水平的设计、科研、施工、管理等人才，为未来诸多大型地下水封储油洞库建设项目提供了支撑及示范。随着国家石油储备战略的实施与不断推进，用来储存液化石油气（LPG）、原油等能源的大型地下水封洞库优越性得到了更进一步体现。   成果盈利性： 　　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；应用基于能效原理的按需通风技术，有效解决了大型地下洞室群断面大、通风阻力大、供风量不知的问题，有效节省了风机能耗和提高了通风效率；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。   成果持续性： 　　随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，石油消费量快速增长，能源短缺已成为制约我国经济发展的“瓶颈因素”。为提高对国际突发事件的应变能力、保障国家经济安全，我国急需建立安全稳定的国家石油储备体系。传统的石油储备方式是采用大型油罐将石油储存于地表，这也是目前我国最常用的石油储备方式。由于地下水封岩洞储油库与地上油库相比，具有安全、储藏容量大、经济，环保等优点。通过在单洞室开挖过程采用下向深孔爆破技术、减振爆破技术、基于能耗原理的按需通风技术、垂直/水平水封孔注水-回落试验，优化水幕孔布设方案。本项目研究形成大型地下水封储油库修建关键集成技术加快了地下水封洞库施工速度及其安全性，缩短了地下水封储油库施工工期，减少了地下水封储油库施工的工程造价、保证了地下水封储油库的施工安全、加快了地下水封储油库的施工进度，可在我国地下水封储油库工程中大面积推广应用。   成果先进性： 1、开展油库水封力学特性研究，在三维岩体节理分布图的基础上，根据渗透主轴及其方向确定裂隙岩体的渗透主值和渗透主方向，计算渗透张量。采用FLAC3D数值软件对储油洞库流固耦合作用，考虑流体模型为各向同性及各向异性，采用等效多孔介质流固耦合数值计算法，计算特大型地下水封油库围岩地下水渗流量，施工期有水幕情况下洞库渗流量>施工期无水幕情况下洞库渗流量>运营期洞库渗流量； 2、对于大断面地下储油库分层施工中，在中层开挖采用垂直深孔预裂爆破修边、底板水平光面爆破清底相结合并调整主爆孔相应参数的爆破方案，从而有效地减少了大岩块和根底的产生，达到了预期的爆破效果，加快了施工进度。 3、针对拱顶渗水出水情况，采用拱顶后注浆的方法：采用低密度，扩散性强的DS高分子化学堵水材料，两序孔交叉注浆，浆液渗透、扩散岩层渗水孔隙，达到封堵出水的目的。   成熟度：09、系统级：产品实际通过任务运行的成功考验   市场分析： 　　通过锦州国家石油储备库工程施工技术研究，我单位掌握了大型地下燃油储备库工程施工的围岩稳定性控制、洞内水封系统、围岩渗流量控制、洞内三序孔注浆等核心施工技术，打破了国内大型燃油或油气储备洞库修建技术长期被国外垄断的局面，培养了一大批大型洞库施工的技术型人才，同时施工过程总结了大型地下洞库施工合理的机械化配套技术，目前仅中铁隧道集团二处有限公司范围就拥有适合大型洞库施工的湿喷机械手22台，三臂凿岩台车6台，无论从施工技术的掌控还是从人才、设备方面在大型燃油储备库修建方面国内均占有绝对性优势。依托该科研成果，近三年期间仅锦州储备库工程获得利润总额达到5千万元，纯利润率达到12%以上。依托锦州燃油储备库工程项目，集团继续承揽了惠州地下石油储备库和湛江地下石油储备库工程，承揽了继锦州燃油储备库后新承建的所有地下储备库工程。   商业模式分析： 　　地下水封洞库在我国尚处于起步阶段，我国于1976年在山东黄岛建成第一座地下水封油库，随后陆续在浙江象山、大张坨、汕头、珠海等等地修建了4座地下水封式储油、储气洞库，但以上洞库多在国外技术支持下进行修建。自改革开放以来,我国经济飞速发展，内需较为旺盛，对油气的需求也快速增长，油气储备已纳入国家战略发展规划，惠州、湛江国家石油储备基地正在大力建设，宁波、连江等地数座地下水封洞库处于筹建阶段，预计2016年国家战略石油储备库、液化天然气和液化石油气储存洞库建设进入高潮期，地下水封洞库建设即将进入大力建设阶段。目前大型地下水封洞库均为国家战略储备库，项目资金多为国家资金建设，资金来源充足。作为商业性储备库还未从开始，大型储备洞库修建工作前景可观。   营销状况： 　　随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，石油消费量快速增长，能源短缺已成为制约我国经济发展的“瓶颈因素”。为提高对国际突发事件的应变能力、保障国家经济安全，我国急需建立安全稳定的国家石油储备体系。我单位通过在锦州石油储备库工程施工开展科研研究，解决了长期以来大型油气、石油储备库施工被国外垄断的局面，得到了业主及社会各界的好评，打开了我单位进入大型水封洞库施工的市场前景，继锦州国家石油储备库工程之后，我单位先后承揽了惠州石油储备库工程和湛江石油储备库工程，以上两个石油储备库为我国继锦州国家石油储备库之后到目前为止最后开工的两个大型密封洞库项目，充分建设方对我单位大型洞库施工质量及信誉的肯定，也体现了体现了我单位大型洞库施工的技术、资源等方面的优越性。