烟台水封能源洞库水幕钻孔布设方案优化-地质科技情报-中国地质大学.PDFVIP

第３５卷　 第６期 地 质科 技 情报 Ｖｏｌ.３５　 Ｎｏ.６ ２０１６年　 １１月　 　 　 　 Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　 　 　 　 Ｎｏｖ.　 ２０１６ 烟台水封能源洞库水幕钻孔布设方案优化 黎照洪ꎬ胡　 成ꎬ 陈　 刚ꎬ刘静华 (中国地质大学(武汉)环境学院ꎬ武汉４３００７４) 摘　 要:地下水封能源洞库是目前我国石油战略储备基地的重要工程建筑ꎮ 水幕巷道的水幕钻孔布置是保障和检 验洞库本身水封气密性的关键工程措施ꎬ其对应的水幕效率试验则是水封能源洞库中核心水文地质试验ꎮ 目前ꎬ水幕 钻孔的布置及水幕效率试验主要参考国外公司的工程经验ꎬ操作流程为初始阶段等间距布置的多阶段线性工作过程ꎬ 耗费时间较长ꎮ 为进行优化ꎬ依托烟台某商业储备库工程项目ꎬ从子库区裂隙统计入手ꎬ利用数值模拟软件Ｆｒａｃｍａｎ 建立了研究区离散裂隙网络ꎬ并通过立方定律求其渗透系数张量ꎻ分析了渗透系数张量特征ꎬ对水幕效率试验中的低 水幕效率岩体进行了预判ꎬ并与实际试验结果进行了对比ꎬ根据一致性较好的模拟结果提出了基于离散裂隙网络模型 的初始阶段不等间距的水幕钻孔布设及水幕效率试验思路ꎮ 关键词:地下水封能源洞库ꎻ离散裂隙网络ꎻ渗透系数ꎻ水幕效率试验ꎻ优化研究 中图分类号:ＴＥ２２ 　 　 　 　 文献标志码:Ａ　 　 　 　 文章编号:１０００￣７８４９(２０１６)０６￣０２１２￣０６ 　 　 结晶岩体地下水封能源洞库是结合场区岩 态的函数ꎬ当忽略重力、摩擦力和毛细力的细微 体属性ꎬ利用地下水压力在地下空间中储藏原 影响时ꎬ令水幕岩体内裂隙水系统水力梯度大 油及各类油气质原料或半成品的地质技术方 于１ꎬ就能够保证地下储库的密封性ꎮ Ｇｏｏｄａｌｌ [４] 法ꎬ同时是我国战略石油储备和商业石油储备 等 通过建立物理模型ꎬ从气体侵入基本原理 [１] 基地的主要工程形式 ꎮ 为保持地下水封能 入手验证了Åｂｅｒｇ 的函数假定ꎬ并建立了基于 源洞库所在基岩裂隙水系统的水压力稳定ꎬ目 气体侵入基本原理的有限单元密封性分析数值 [５] 前一般在储藏洞室上方开挖专门用于供水的马 模型ꎮ Ｌｉ等 结合离散元模型ꎬ分析了地下水 蹄形洞室ꎬ称作水幕巷道ꎮ 此外ꎬ为加强水幕巷 封能源洞库水幕巷道的存在对气密性的影响ꎬ 道与周边基岩裂隙的水力联系ꎬ在水幕巷道中 并论证了水幕巷道供水系统对地下水封能源洞 [６] 又布设输水钻孔ꎬ包括水平钻孔、垂向钻孔和倾 库的必要性ꎮ Ｌｉ等 通过物理模型ꎬ探究了水 斜钻孔ꎬ形成储藏洞室上方的人工补水网络系 幕钻孔的间距、洞室布置形式以及储存压力等 统ꎬ称为水幕系统ꎮ 对水封效果的影响ꎮ 在水幕钻孔的具体布设方 [７] 水幕钻孔的布设方案兼具工程属性与地质 面ꎬＹａｎｇ等 利用仿真模拟退火算法(ＳＡ)建 属性ꎬ其布设形式、数量、顺序等既影响地下水 立的模型对水幕系统中水幕孔数量、间距以及 [８] 封能源洞库的直接储藏效果ꎬ又影响工程造价ꎬ 注水压力等