地下水封石洞油库水文地质条件复杂程度分类、等效连续介质渗透张量、常用涌水量预测数学方法
煤矿探放水工专业知识考试题库
煤矿探放水工专业知识考试题库一、单选题1.地下水按埋藏条件分类，可分为包气带水(上层滞水)、潜水和(A)。
A.承压水B.孔隙水C.裂隙水D.岩溶水2.矿井主排水系统工作水泵的能力，应当能在20h内排出矿井(B)的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。
A.20hB.24hC.36hD.48h3.矿井主排水系统备用水泵的能力应当不小于工作水泵能力的(C)。
A.25%B.50%C.70%D.80%4.钻机标定的(C)是钻机能力的主要参数。
A.立柱转速B.最大给进力C.钻进深度D.电动机功率5.(A)主要分布于疏松未胶结或半胶结的新生代地层中。
A.孔隙含水层B.裂隙含水层C.岩溶含水层D.承压含水层6.在煤层开采过程中，顶板破坏一般分为三带，其中不导水带为(C)。
A.垮落带B.导水裂缝带C.弯曲带D.裂隙带7.煤矿进行带水压开采时，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于(C)，正常块段不大于0.1MPa/m。
A.0.04MPa/mB.0.05MPa/mC.0.06MPa/mD.0.07MPa/m8.矿井充水水源和充水通道的综合作用，称为矿井的(A)。
A.充水条件B.富水性C.含水性D.充水系数9.下列(B)是矿井人为充水通道。
A.岩溶洞穴B.封闭不良钻孔C.地震裂隙D.陷落柱10.天然充水水源不包括(D)。
A.地表水B.地下水C.大气降水D.老窑水11.老窖水为多年积水，水循环条件差，水中含有大量硫化氢气体，并多为(A)。
A.酸性水B.中性水C.碱性水D.弱碱性水12.煤矿主要水泵房应当至少有2个安全出口，其中1个出口用斜巷通到井筒，并高出泵房底板(B)以上。
A.5mB.7mC.10m13.赋存于可溶性岩层的溶蚀裂隙和洞穴中的地下水称为(C)。
A.裂隙水B.孔隙水C.岩溶水D.老空水14.对水压高、富水性强的底板岩溶水，其上策是采用(A)技术防治。
A.注浆加固隔水层或改造含水层B.加大排水能力C.加强支护减少采动影响D.疏干开采15.井筒淋水超过(B)时，应当进行壁后注浆处理。
大型地下水封石洞油库施工裂隙水回用设计探讨
大型地下水封石洞油库施工裂隙水回用设计探讨李强【摘要】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.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】3页(P128-130)【关键词】地下水封石洞油库;裂隙水;回用【作者】李强【作者单位】中海油石化工程有限公司山东 266101【正文语种】中文【中图分类】T前言近几十年来，随着世界经济的发展，能源问题的日益突出，建立必要的石油储备体系不仅是保障国家社会经济安全、应对突发事件的必要手段，更是平抑油价、稳定供求关系的有效手段。
中国作为一个石油消费大国，目前净进口量超过了我国石油消费量的30%，预计2020年达到50%以上，建立国家石油战略储备是非常必要的。
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已经被列为首选。
建造大规模的地下水封油库将面临各项技术难题，需要逐项攻克。
其中妥善处理项目产生的裂隙水便是其中之一，这包括施工期及运行期的裂隙水。
1.裂隙水的产生图1 油水压力差示意图图2 储油原理示意图1-裂隙状岩体；2-地下水位；3-地下水降落漏斗；4-库存所贮介质液体；5-水垫层；6-介质注入管；7-抽取介质的潜液泵；8-抽取地下水的潜液泵。
地下水封石洞油库产生的裂隙水是区别于地上库的特点之一，也是对比地面库不多的劣势之一。
地下水封石洞文字报告
地下水封石洞文字报告地下水封岩洞油库的密封原理地下水封岩洞油库就是在地下水位以下的人工凿岩洞内，利用"水封〃的作用储存油品，由于岩壁中充满地下水的静压力大于储油静压力，油品始终被封存在有岩壁和裂隙水组成的一个封闭的空间里，使油品不会渗漏出去。
由于油和水的比重不同油和水不会相混，同时利用水比油重的原理，将油置于水的包围之中，只能水往洞内渗，而油不可能往洞外渗漏，油始终在水之上，从而达到长期储存油品的目的。
地下储油库的水封形式（1）自然水封；（2）人工水封；（3）上述两种方法的结合。
水封系统受到岩层的水理特性或有无相邻洞室及地下水含水量等的影响。
地下水封储油洞库直径规模一般比地下发电站小，而比通常的公路交通隧道断面要大，地下洞室不衬砌或仅做少量结构处理。
所以，地下水封储油库对库址区的水文地质和工程地质条件要求较高。
地下水封岩洞油库有如下优点（1）安全性好。
建地下油库可使地震减低1。
左右，因为巷道错综兔杂，可减弱震级。
（2）节省投资。
当库容达到一定规模时,地下洞库比地上洞库投资节省。
（3）适合战备要求。
当前,核大国之间的核战争发生可能性很小，但地区间小规模的常规战时有发生，人肉炸弹式的恐怖袭击更为频繁,地下洞库一般都处在地下水位线下20~30m,一般的枪、炮、炸弹对其不会有破坏，而这恰恰是地上油库的弱点。
（4）占地面积少。
地下洞库一般建在山体的岩石下面,地面设施很少,我国是一个山多、耕地少、绿地少的国家,建设大规模的地上储罐必将占用大量的土地资源。
地下洞库的建设可解决这一矛盾。
（5）呼吸损耗可回收。
地下洞库的大呼吸损耗位置集中,如果周转次数较大时，可以考虑建设回收设施解决大呼吸损耗问题,回收设施投资约需增加500万元左右。
地面油库耗油量大,呼吸难以回收。
（6）节省外汇。
地上钢制油罐大部分钢板需进口,需大量外汇,以建设300x10^4m7储备库为例,每座地下洞库可节约600万美元。
（7）维修费用低。
水文地质勘查技术：矿坑涌水量概述
水文地质勘查技术
——矿坑涌水量概述
矿坑（井）涌水量预测概述
一、矿坑涌水量及预测内容和要求 二、矿坑涌水量预测的特点 三、矿坑涌水量预测的方法、步骤
水文地质条件包括哪些内容？
一、矿坑涌水量Βιβλιοθήκη 预测内容和要求矿坑涌水量：矿山开拓与开采过程中，单位时间内涌入矿坑的水量。 1、矿坑涌水量预测内容与要求 （1）矿坑正常涌水量：通常是指平水年（或平水期）开采系统达到某一标高时，正 常状态下保护相对稳定时的总涌水量。 （2）矿坑最大涌水量：是指丰水年雨季开采系统的最大涌水量。 （3）开拓井巷涌水量：指包括井筒和巷道在开拓过程中的涌水量。 （4）疏干工程的排水量：指在规定的疏干时间内，将水位降到某一规定标高时所需 的疏干排水强度（疏干流量）。
对于地质勘探阶段，主要是进行评价性的计算，以预测矿坑正常状态下的最大涌水 量为主，到于开拓井巷的涌水量预测，一般由矿山基建部门承担。
正确预测矿坑涌水量，要求必须遵循的原则是：查清水文地质条件，计算参数要有 代表性，正确选择计算方法和数学模型。
例：老窑，拟疏干至-120m水平，恢复开采，计算 预测井积水约有150万m3,正常矿坑涌水量150n3/h， 计划6个月时间疏干，计算疏干排水量？
4、矿坑涌水量预测多是大降深。 5、在矿床地质调查研究中，一般对水文地质工作投入的技术条件较差，投 资少、工程控制程度低，在客观上也给涌水量预测带来较大困难。
三、矿坑涌水量预测的方法、步骤
可利用地下水资源评价方法进行矿坑涌水量预测计算。计算步骤： 1、建立符合客观实际的水文地质模型。 2、选择合适的计算方法，建立正确的数学模型。 目前常用的计算方法有：类比外推法（水文地质比拟法、Q—S曲线法）、相关 分析法、解析法、数值法等。 3、计算、评价预测。
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。
地下水封石洞油库的泄漏风险及相应对策
站） ； ②发现水位 下降趋势 后 ， 结 合气候 情况 ， 尽 快决 定 是 否 采 取 人 工 干 涉 措 施 （ 如 引 入 其 它 水
源、 从注水孔注水等 ） ； ③预测水位到达下 限的时 间， 及 时 做 出介 质 调运 安排 。 （ ２ ） 设 水 幕 系 统 的水 封 洞 库 ， 因水 幕 系 统 覆
地 下 水 封 石 洞 油 库 的 泄 漏 风 险及 相 应 对 策
张 汝 鸿 冯 红 民
［ １中国石化燃料油销售有 限公 司 北京 摘 １ ０ ０ ０ ２ ９ ； ２中国石化股份公 司工程部 北京 １ ０ ０ ７ ２ ８ ］
要： 在简要 介绍地 下水 封 石洞油 库和 水幕 系统 的
地下水封石洞油库 （ 以下简称 洞库 ） 是在稳
定的地下水位 以下的岩体 中开挖 出来 的， 用于储 存 原油 、 汽油、 柴油 等介 质 的地下 空 间系统 。 密封
是通 过 地下 水 往 洞 内渗 透实 现 的 ， 而储 存 介 质 的 压 力 与洞 的埋 深 有 关 ， 即 由洞 库 周 围地 下 水 和洞 内 储 存 介 质 之 间 的 压 力 差 来 保 证 介 质 不
重要 手段 一 。然 而 在 实 际 工 程 中 ， 由于 各 种 因
Hale Waihona Puke 概念及特点 的基础 上 ， 结合 某地 下水 封 石 洞油库 的实 际 情况 ， 基 于水位 监测数据 ， 通过对 不 同条 件下 出现 的如 水 封失效 、 独立裂隙 ， 进 油管布置 不合理 和水位 监测数 据异 常 等主 要风 险的分析 ， 提 出了防止介质 泄漏 的相应对 策 ，
盖 范 围有 限或 有效 性 差 ， 部 分 洞 室 和 区域 的水 封
某地下水封石油洞库渗流场模拟研究及水封效果评价
某地下水封石油洞库渗流场模拟研究及水封效果评价梁斌;陈刚;胡成【摘要】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0m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0m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.【期刊名称】《世界核地质科学》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】7页(P180-186)【关键词】地下水封油库;地下水数值模拟;水封效果;FEFLOW【作者】梁斌;陈刚;胡成【作者单位】核工业北京地质研究院,北京 100029;中国地质大学(武汉),武汉430074;中国地质大学(武汉),武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】X822.4;X523越来越多的国家采用地下洞库储备原油，储油洞库在许多发达国家都已经建成并投入运营。
我国原油储备的计划也在开展，计划在沿海地区建立大型地下石油储备洞库。
地下洞库储备与地上油罐储备相比，具有占地少、投资少、损耗少、污染小、运营管理费用低、安全性能较高、装卸速度较快等优点，更有利于储备［1-5］。
国内、外学者在地下水封石油洞库，特别在液化石油气（LPG）储库的渗流场数值模拟方面做过一些研究［6-13］。
地下储油洞库的建设对洞库区域水文地质条件要求较高，本次研究利用地下水数值模拟技术可以有效刻画水文地质模型，反应储油洞库区施工期和运营期地下水渗流场变化情况，提前预判和了解储油库水封效果，为洞库的施工和管理提供必要的技术支持。
1 库区水文地质条件研究区的含水介质主要以燕山一期片麻状花岗岩为主。
地下水的主要存在类型为松散岩类孔隙水和浅层基岩网状、深层脉状裂隙水。
地下水封石洞油库洞罐仪表的选型设计
地下水封石洞油库洞罐仪表的选型设计刘秀琴;李莉【摘要】To realize national energy safety and satisfy the need of large-volume fossil oil storage,the emphasis of national crude oil storage construction has been switched to underground rock caverns in view of safety and economy for crude oil storing.The oil storage principle of underground rock caverns has been introduced briefly with the characters of large-scale,high automatic level,huge investment,high safety requirement and complicated engineering.According to investigation on constructed and constructing underground rock caverns,and by evaluating and comparing the advantage and disadvantage of instruments selection for caverns tank,combining with detailed conditions,the selection and installation schemes of caverns tank instruments have been determined.The installation requirement and design characteristic are summarized for reference.%为实现国家能源安全,满足石油大容量储存的要求,从原油储备的安全性、经济性等方面考虑,国家原油储备的建设重点已转移到水封洞库.水封油库具有规模大、自动化水平高、投资高、安全性要求高、工程复杂等特点,简介了水封洞库的储油原理.通过对已建和在建水封洞库的调研,对洞罐仪表选型的优缺点进行了分析比较,结合项目的具体情况,确定了洞罐仪表的选型、安装方案,总结了安装要求和设计特点,供各位同行参考.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2013(049)003【总页数】4页(P6-9)【关键词】水封洞库;洞罐;竖井;仪表;选型;设计【作者】刘秀琴;李莉【作者单位】海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061;海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】TQ056地下水封石洞油库(以下简称水封洞库)具有安全性高、对地面环境影响小、占用耕地少、节省大量钢材、油品损耗小、运营管理费用低等优点[1]，在瑞典、韩国、日本等国家广泛应用于储存原油及其产品，已有成熟的设计、建设和运营经验。
地下水类型与岩土体渗透等级划分、坡地地形阻力系数、水文地质参数试验方法
附录A 地下水类型与岩土体渗透等级划分A.0.1地下水类型宜按表A.0.1划分。
表A.0.1 地下水类型A.0.2岩土体渗透等级宜按表A.0.2-1和A.0.2-2划分。
表A.0.2-1 岩体渗透性等级附录B 坡地地形的阻力系数B.0.1未设置截水帷幕时，坡地地形不同分段的阻力系数可按式（B.0.1-1）～（B.0.1-4）计算（图B.0.1所示）。
渗流进口与出口分段：441.0)(5.15.10+=TSξ（B.0.1-1）内部垂直分段：)]}1(4[ln{2TSctg y -=ππξ（B.0.1-2）内部水平分段：TS S L x )(7.021+-=ξ，若x ξ＜0，x ξ取0（B.0.1-3）内部倾斜分段：1212221121ln))((35.0T T T T T S T S T T L S -++-=ξ（B.0.1-4）c) 内部水平段d) 内部倾斜段图B.0.1 不同渗流分段B.0.2 当含有多层土时，土层的计算总厚度T 应按式（B.0.2）计算。
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==∑=''1T k k T T T j j nj j （B.0.2） 式中：T ——土层的计算总厚度；T j ——第j 层土的计算厚度； T’——结构物底板所在土层的厚度； k j ——第j 层土的渗透系数；k’——结构物底板所在土层的渗透系数； j ——土体层数，j=1,2,…,n 。
B.0.3当截水帷幕未进入相对弱透水层时，各分段的阻力系数按B.0.1条计算确定；当截水帷幕进入相对弱透水层，宜进行渗流分析；也可按B.0.4条计算截水帷幕段的等效渗透系数ξ0，以ξ0替换进、出口段的阻力系数，其余内部水平段、内部垂直段及内部倾斜段的阻力系数按B.0.1条计算。
B.0.4 当截水帷幕进入相对弱透水层时（图B.0.4-1所示），其渗流进、出口段的阻力系数ξ0可按式（B.0.4-1）～（B.0.4-2）计算。
'20K K=ξ（B.0.4-1） 其中K 、K’为完全椭圆积分，'/K K 值可按表B.0.4查得，也可从图B.0.4-2中查得，λ按式（B.0.4-2）计算：)2sin(TS πλ=（B.0.4-2）式中：S ——止水帷幕进入不透水层的深度(m)；T ——不透水土层的厚度(m)。
《SHT3211-2020地下水封石洞油库水幕系统设计规范》条文说明
为便于广大设计、施工等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，《地下水封石 洞油库水幕系统设计规范》编制组按章、节、条顺序编制了本条文说明，对条文规定的目的、依据以 及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供 使用者作为理解和把握规范规定的参考。
水文地质参数主要包括各岩土体综合渗透系数、地下水封洞库围岩渗透系数、各含水层地下水位 及其动态变化幅度，必要时尚应根据工程设计要求提供给水度、持水度、储水系数等。 3.13 地下水封储油洞库目前主要是依据地下水的水压是否大于洞室内的油品压力或操作压力这一基 本准则来评价油库的水封有效性，是对水封效率的一种定性评价。事实上，单一以水头或水压作为水 封性准则，忽视通过水幕系统注入地下水后对洞室围岩的水封效率的评价，容易导致产生过多的洞室 涌水量和不必要的注浆工作量的加大。最新研究结果表明：保证储油洞库围岩地下水向洞库内流动的 水力条件时水头梯度大于 0（围岩水头大于储存介质压力水头），而不是水压梯度大于 0（围岩水压大 于储存介质压力），并在水位波动时，保证洞库上方的水盖层不被击穿。但为保守起见，目前的水封 条件仍认为是围岩水压大于储存介质压力。
2
目次
SH/T ****-20**
3 术语和定义.......................................................................................................................................................4 4 基本规定...........................................................................................................................................................4 5 水幕系统设计...................................................................................................................................................6 6 水幕系统动态设计...........................................................................................................................................8 7 涌水量预测要求...............................................................................................................................................9 8 水幕系统水力学试验要求............................................................................................................................ 11 9 水幕系统监测.................................................................................................................................................12 10 水封有效性评价.......................................................................................................................................... 12
某地下水封石洞油库开挖方法初探
1. 作业场地大，钻孔与出渣不能平
洞库中间层中
水平孔开挖
1. 投入施工人员少，管理风险小，机械化程 行作业，循环时间长，进度. 钻孔质量不易控制，开挖平整度 挖高度较高.人
2. 作业无需供风设备、施工台架
较差。
工无法到达的欠
3. 投入大，施工成本高
挖部位开挖
从表1可以看出，人工手风钻水平孔开挖在地下石
地下工程
由于底层底板注浆堵水和底板混凝土是洞库封洞前 的主要施工项目，其清底、地质排查、钻孔、注浆、浇 筑混凝土、养护、待凝各工序相互交错，质量要求高、 工期紧，一条连接巷道会导致窝工，如底板混凝土浇筑 完成后在待凝等强期间施工通道会切断，影响施工进度。
洞库开挖出渣为重车上坡，《水工建筑物地下工程 开挖施工技术规范》⑷要求无轨运输道路纵坡宜小于
9%,道路局部纵坡不宜大于14%,最大纵坡限长 140m,因此上、下层运输巷道之间的距离不小 于 140m。
X
X
X7 ~ 80.00m
M140m
手风钻开挖
N140m
二 140m
图2运谕连接巷道设置和分层开挖示意图
洞油库开挖施工中优点多，适用于各层开挖，在施工中 优先采用，应用最广泛；潜孔钻垂直孔开挖进度快，但 开挖质量较差，在中间层或有保护层的底层中部拉槽中 辅助采用；液压多臂台车水平孔开挖作业要求场地大， 施工成本髙，质量不易控制，进度慢，仅在中间层或人 工无法到达的作业面，或工期不紧且设备充足的情况下 采用。
2. 排炮循环次数多，劳动强度密集； 3. 施工作业环境要求高，通风、排 烟、抽水、照明等设施拆装频繁，人工 配合作业多
墙、直墙和保护 层、导洞或半幅 开挖的部位
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某地下水封石洞油库开挖方法初探
地下水封储油库库址的水文地质工程地质问题探讨
2018年新疆有色金属地下水封储油库库址的水文地质工程地质问题探讨刘遗平（安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院蚌埠233000）摘要本文介绍了地下水封闭洞室中储油的原理。
分析了选址时需注意事项，重点针对选址过程中水文地质与工程地质方面可能会遇到的问题提出相应的改进策略。
关键词地下水封储油库水文地质工程地质环境地质1地下水封洞库储油原理地下水储存库位置最科学的位置是地下水位线以下5m 的深度。
采用人工方法进行地下岩石的挖掘，储油库挖掘容积应达到预定标准。
由于地下水具有水封特性，利用此特性可将洞室中的石油进行储存和密封，在洞室挖掘前，地下水通过接缝和裂缝渗透到岩石的深层，并填充整个岩层的空隙。
在形成储油孔储存器的挖掘之后，围岩的连接裂缝的水将流到挖空的储油室并填充空腔。
当油注入腔室时，油周围会有一定的压力差。
图1显示了地下蓄水油藏的原理。
图1地下水封储油洞库原理示意图1.裂隙状岩体；2.地下水位；3.地下水降落漏斗；4.库存所贮油品；5.水垫层；6.油品注入管；7.抽取油品的潜液泵；8.抽取地下水的潜液泵.在正常情况下，地下储水箱有三种水封：人工水封、自然水封、人工水封与自然水封结合。
水封系统易受到三方面的影响：⑴周边岩层地下水以及地质的影响；⑵周围洞穴对地下蓄水库的影响;⑶洞室周围地下水含水量对地下储油库的影响。
由于上述原因，地下储油库的直径通常小于地下电站的直径，并且大于普通公路隧道区。
因此，在选择地下蓄水库的场地时，将考虑该场地的水文地质和工程地质条件。
2库址选择过程中应注意事项2.1选址地的区域稳定性⑴应详细调查选址地所在区域的地应力场以及构造活动等情况，测量区域内地应力的状态、方位和大小，测量范围应包括各种应力分量与活动特征之间的关系。
应选择地应力变化不大或地应力大小相对较低的区域。
⑵应详细调查被选区域的地震小区特征及地震基本烈度等，应尽量选择地震烈度在IX 度以下的区域，地震烈度值越低越好。
某地下水封原油洞库水封条件初步评价
西 部 探矿 工程
２ １ 第 ５期 ０ ２年
洞 库 区 所 在 地 区 雨 量 充 沛 （ 降 雨 量 为 ２０ ～ 年 ００ ２０ ｍｍ）植 被 十 分 发 育 ， 之 上 部 构 造 裂 隙 连 通 性 ７０ ， 加 好 ， 些 条件 均将 有 利 于 大气 降水 的垂 直 渗 入 补 给 ； 这 上 部 网状 裂 隙水 含水 层 ， 下 水 也 可 以从 区外 侧 向补 给 。 地
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∞ 如 ∞ ∞ ｏ
∞
Hale Waihona Puke 内， 由于场地 地形 起伏较 大， 区 的风 化壳厚 度仅 为 场 ２￣ ６ｍ。由于构 造裂 隙水 多被 风 化作 用 扩 大 和连 通 ， ０ ０ 地下水分布在网状裂隙 中分布相对 比较均匀 。一般 具 有统 一 的地下水 面 ， 本 上 与 地 形 起 伏 相一 致 ， 是 起 基 只 伏较 地形 稍平 缓 ， 水量 也 较 丰 富 ； 形 高 起 地 段 其 均 匀 地 程度则不如前者 ， 而且水量贫乏。在有网状裂隙潜水分 布 的情况 下 ， 它如 水盖 一样 覆 盖于岩 体 的上 部 。 （） 隙水主 要 沿断 裂 、 隙 密集 带 和脉 岩 与 围岩 ２裂 裂 接 触带分 布 。其 上 限与 网状裂 隙水 相 接 ， 直 接 接受 网 并 状裂 隙潜 水 的补 充 。富水 性 一 般 微 弱 。据 其 渗 透 系 数 属稍透水或弱透水岩体。由于含水断裂 、 裂隙密集带和 接 触带 皆呈 宽度不 大的条 带状 不 均匀 分 布 ， 因此岩 体 的 富水性 也极 不 均匀 ， 且 各 含水 带 间互 不 连 通 ， 往 缺 而 往 乏 紧密 的水 力联 系 。地下 水 渗透 的方 向性 比较 显 著 ， 而 且 基本 上处 于停 滞状 态 。 ３ ２ ２ 场 区裂 隙水 类型 ．． 场 区为花 岗岩 分 布 地 区 ， 由于 地形 坡 度 大 ， 之 在 加 地质 历史 时期 遭受 到 较 为严 重 的物 理 风 化 与 化 学 风 化 作用 ， 隙十 分发育 ， 使 其 风 化 较 为严 重 的地 段 厚 度 裂 致 达 ６ ｍ。这 就为充 沛 的降水 补 给提 供 了空 间 。因此 ， ０ 在 区域 水 文 网排泄作 用 较 强 的网状 裂 隙水 分 布地 段 产 生 特别 强 烈 的水交 替作 用 。而 岩体 裂 隙 随深 度 的增 加 而 减 弱 ， 文 网 的排 泄 影 响也 逐 渐 减 小 ， 而水 交 替 的 积 水 因 极 程度 也降 低下 来 。含 水 体 的 裂 隙 性 质也 随之 产 生互 相 连通 的裂 隙 系统 （ 网状 ） 化 为 孤 立 的 水交 替 接 近 停 转
地下水封石油洞库安全监测技术初探
地下水封石油洞库安全监测技术初探摘要：针对地下水封石油洞库变形场、应力场与渗流场复杂耦合结构及运行特点，总结出了此类工程对安全监测技术的相关规定需求，并以地下洞室结构安全监控技术的发展历史为主线，从宏观视角提供了地下水封洞库安全监测的研究方法和主要技术途径，有利于推进地下水封洞库施工期和运行期的安全监控技术规范建设。
关键词：隧洞工程；地下水封洞库；安全监测技术；空间结构引言本文紧密结合地下水封洞库的自身结构特点和运行特点，地下水封原油洞库与普通的地下室建筑物，如公路高铁隧洞、工业地下室厂房、城市轨道交通、矿山巷道等均稍有差别，地下水封库系统是由储油地点、建筑物小巷、水幕巷等所组成的复杂空间结构洞室群系统，整个体系的每个单位均处于余场多相介质共同影响中，同时具有地应力较高、巷道围岩结构地质较复杂多变、设计参数不确定性很大等特点，对安全性危害原因众多。
1隧洞设计规范中安全监测要求及对比分析1.1铁路与公路隧道施工技术规范中监控量测要求及对比分析铁道与公路隧道安全检测的工作重点主要是建设期监测量计方法，而与其相似的技术标准则依次是TB10204—2002高速公路隧洞建筑施工技术规范和JTGF60—2009高速公路隧洞建筑施工技术。
二者的项目保持了很大的一致性。
（1）必测事项与选测事项的选取。
二个标准在测试工程项目的选取上虽各有侧重点，但都将观测效果直接明了、拱顶沉降观测、周围移动(净空变动)观察、环境地表沉降观测四项作为必测工程项目，其余各项均为选测事项。
而被纳入选测事项中的各建设工程也都具备了其应用条件。
1.2水工隧洞设计规范中安全监测要求及对比分析按照国家技术标准特性和实际施工技术特性，中国国内水电企业和地方水利工程行政机构主管，均组织了同建筑行业中有关的技术主体单位和研究机关共同制定了水工隧道技术设计规格标准，分别是DL/T5195—2004水工隧道技术设计规格标准和SL279—2002水工隧道技术设计规格标准。
地下水封石洞油库水文地质条件复杂程度分类、等效连续介质渗透张量、常用涌水量预测数学方法
C.1. 经验公式法
C.1.1 最大涌水量计算经验公式
1）大岛洋志公式
2( 0 = ln 4(
− 0) − 0)/
式中： q0 —储油洞室单位长度最大涌水量，m2/d； k —渗透系数，(m/d); H —静止水位至洞底的距离，m；
r0 —洞身横断面的等价圆半径，m；
d —洞身横断面的等价圆直径，m； m —转换系数，一般取 0.86。
——第 i 组裂隙面的隙宽，(m) ——水的动力粘滞系数，(pa﹒s) C——裂隙粗糙度修正系数，C=1+8.8（e/2）3/2，e 为裂隙不平整度,(cm)
——第 i 组裂隙面的隙间距，(m) ——第 i 组裂隙面的倾向,(度) ——第 i 组裂隙面的倾角,(度)
12
附录C （资料性） 常用涌水量预测数学方法
2）落合敏郎公式
qs
k
H2 R
h02 B/2
(H h0 ) ln(4R / B)
式中： H —静止水位至洞底的距离，m；
h0 —洞内排水沟假设深度，m；
R—洞室一侧的影响宽度，m；
B—衬砌前洞身宽度，m，其他符号同上。
SH/T ****-20**
(C.1.1-1)
(C.1.1-2) (C.1.2-1) (C.1.2-2)
硬质块状岩浆岩和巨厚 存在较软岩、厚层状沉积岩
层沉积岩
地质构造及 岩体完整程度
存在褶皱和小型断裂,构造较 地质构造简单,岩体完整
复杂, 岩体较完整
岩体基本质量级别
岩体渗透性等级 岩溶发育程度
以Ⅰ～Ⅱ级岩体为主，局 部存在少量Ⅲ级岩体 极微～弱透水 微弱发育
含水层
埋藏浅，结构单一，无承 压含水层分布
承压水
大型地下水封石洞油库施工地质判别与综合分析
大型地下水封石洞油库施工地质判别与综合分析摘要：大型地下水封石洞油库是一项复杂的工程，具有洞室多、几何尺寸大、布置密、埋深大、洞室纵横、大小相贯及平竖相接等特点。
前期勘探中一般只开展了钻探、地质测绘、物探等工作，缺少像大型水电项目那样布置些勘探平洞。
目前对大型地下石洞油库还处在摸索研究阶段，包括施工地质和设计工作。
施工地质工作包括专门性地质勘察、地质巡视与观测、地质编录、超前地质预测预报、洞室监控量测等。
由于受前期勘探手段的局限性及工程本身的特点，给地下石洞油库的建设带来了巨大的挑战，因此加强施工期的现场地质情况判别与综合分析工作变得尤为重要。
关键词：大型石洞油库施工地质判别综合分析1、引言地下水封石洞油库具有安全、储存容量大、经济、环保等优点，被很多国家大规模的采用。
我国地下洞库储油技术研究起步较晚，上世纪70年代，我国先后在山东黄岛和浙江象山自行设计并建造了2个地下油库，容积均在15×104m3以下，之后近30年未建设此类项目。
2000年，我国分别在广东汕头和浙江宁波建成2个液化石油气（LPG）地下水封油库，容积分别为50×104m3和20.6×104m3，尽管这两处地下储气洞库由中国的承包商施工，但均由国外公司设计。
目前，国内大型地下水封储油洞库项目在建和待建的共有4个，规模为300～500万立方米。
地下水封石洞油库具有洞室断面尺寸控制灵活，可根据地质条件优劣进行适当的调整，以及洞室多、布置密、埋深大、洞室纵横、大小相贯及平竖相接等特点。
受行业对工程前期勘察工作要求的差异和场地条件的限制，工程前期勘察很少在洞室区开展洞探工作，而水电行业大型地下洞室前期勘察要求沿洞轴线开挖勘探平洞并穿过两端墙，勘探平洞具有直观、较为全面、受外界干扰较小等优点。
我们都知道勘探工作不可能查明所有的工程地质问题，地下洞室多、交叉点多，施工地质工作如何展开和快速衔接，都给洞库建设带来了巨大的挑战，基于这些特性，要求我们必须加强施工期现场地质情况的判别与综合分析。
地下水封储油库
我国的石油资源不足,原油产量不能满足经济发展的需求。
对进口石油依赖度不断增大,2007 年已超过1159 ×10(8) t, 国际石油市场价格波动对我国经济的影响越来越大。
根据国际能源组织机构(IEA) 规定,各成员国的应急石油储备量应相当于上年90 天的消费量,以此为据,2015 年我国应保有5000 ×10(4) t 以上的石油储备量,需建设约七千多万立方米的储备油库。
然而,我国一期在建的4 个石油储备基地的地表及地下储油库至2008 年全部竣工后,储油能力仍然不能满足需求,还需要修建更多的战略石油储备基地。
由于地下储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[1] 越来越多地被广泛应用。
早在20 世纪30 年代末,瑞典就将石油产品储存在地下混凝土的储油罐内,用地下水来密封。
20 世纪60～70 年代,地下油库建设进入发展时期,每年建设几百万立方米地下油库,储存原油、石油产品、LPG 及重质燃料油。
我国20 世纪70 年代在山东青岛和浙江象山自行设计和建造了小型的地下水封岩洞油库,分别储存了原油和柴油,其附近还建有地表储油罐(库) 。
后来青岛地表储油罐发生火灾,造成重大损失,而附近的地下油库却安然无恙,进一步证实了地下油库的安全性。
近年来,国外公司先后在汕头和宁波建造了2 个地下LPG 水封洞库,积累了一些经验。
本文根据大型战略石油储备基地的选择原则,以及地下水封油库的工程特点和发展要求,探讨其选址和设计过程中应注意的水文地质工程地质问题。
[b]1 地下水封洞库储油原理[/b]地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m为宜) ,通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。
洞室开挖前,地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。
如图1 所示,当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动,并充满洞室。
井下涌水分类
井下涌水分类井下涌水分类在煤矿、隧道、地下工程等井下施工过程中，涌水是一种常见的地质灾害。
根据涌水来源、涌水形式以及涌水量的不同，可以将井下涌水分为以下几类：1. 地下水涌水地下水涌水是由于施工过程中破坏了地下水层或者遇到了高含水量的地层而引起的。
这种涌水一般为均质性地层所产生的潜水或者浅埋水。
地下水涌水通常较为稳定，涌水量相对较小。
2. 非均质岩体涌水非均质岩体涌水是指在施工过程中遇到了富有随机性的地质构造(如断层、节理、溶洞等)而导致的水流。
由于这些地质构造的不规则性，非均质岩体涌水具有不确定性和不稳定性，其涌水量较大。
断层涌水断层涌水是指施工过程中遇到的破碎带或滑动面所引起的水流。
断层涌水的水头较高，其与包围岩的接触面积较大，导致断层涌水量较大。
节理涌水是由于在施工过程中遇到了岩体节理面或者岩体裂隙导致的水流。
节理涌水的涌水量与节理的发育程度、间隙宽度以及节理面的地位有关。
3. 含水层涌水含水层涌水是指由于施工过程中遇到了河流、隧道、湖泊或者水库等自由水流域，导致地下含水层的水文平衡改变，引起水流向施工区域进一步涌水的现象。
含水层涌水一般水文平衡性较强，涌水量较大。
4. 崩落体涌水崩落体涌水是指施工过程中遇到的崩落或塌方体所引发的水流。
崩落体的粉砂土含水量较高，因此一旦发生塌方，就会引起大量水流的涌出。
以上是井下涌水的一些常见分类，每一类涌水都具有不同的特点和施工处理方法，在实际工程中需要根据具体情况进行正确的分类和处理，以保证施工的顺利进行。
5. 深层地下水涌水深层地下水涌水是指施工过程中遇到深埋的地下水层或者深层地下水孔隙水的涌出。
这种涌水通常伴随着高水头和大涌水量，对施工安全造成较大威胁。
处理深层地下水涌水需要采取相应的排水措施和加固措施，以维持施工区域的稳定和安全。
井口涌水是指深井钻探或开挖过程中井口附近的地下水涌出。
井口涌水一般涉及到开挖井壁稳定措施和排水措施的处理，以保证井口区域的安全施工。
《SHT3211-2020地下水封石洞油库水幕系统设计规范》条文说明
3
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地下水封洞库水幕系统设计规范
3 术语和定义 3.10 建设于地下岩体中的水封石洞，场地水文地质条件及其准确的设计参数是地下水封石洞工程建 设和运维的重要依据。本规范中专项水文地质勘察旨在满足地下水封石洞工程建设要求，具有明确的 工程针对性，不同于供水水文地质勘察、工程地质勘察和岩土工程勘察。
地下水封洞库一般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容 积的洞室，利用稳定地下水的水封作用储存洞室内的石油。由于其安全性好，长周期储存油品不易变 质等优点，这种储油方式逐渐占据统治地位，在国外均有很成功的经验。
然而，油气储存在地下岩洞中的必要条件是必须满足洞室的气密性要求，目的是防止油气从裂隙 岩体中发生泄（渗）漏，它是地下水封洞库实现安全生产和达到环保的最基本的要求。为达到气密性 的要求，采用常规的控制渗透系数方法，如围岩灌浆、设置衬砌等，显然成本较高。而水动力学密封 法，即采用水幕密封法来达到对围岩有限的密封，其成本明显较低。所谓水幕即是在洞室顶部或洞侧 布置一些按某种方式排列的钻孔，并使钻孔能尽可能地贯穿整个洞室围岩的裂隙，再通过维持钻孔内 与天然静压相接近的水压，以保证洞室围岩处于含水状态，从而达到水力覆盖和补充的功能，实现对 储油洞室的水力密封，即利用自然补给水和人工水幕共同确保洞室的水封性。由于裂隙岩体的渗漏通 道——裂隙的产状和分布规律具有极大的不确定性，同时自然状态下的裂隙网络并非相互贯通，还有
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中华人民共和国石油化工行业标准
地下水封洞库水幕系统设计规范
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条文说明
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Kz
h z
W
式中： s —贮水率，1/m；
h —水头，m；
K x ， K y ， K z —分别为 x，y，z 方向上的渗透系数，m/d；
t —时间，d；
W —源汇项，m3/d。
b） 初始条件
h(x, y, z, t) h0 (x, y, z) (x, y, z) , t 0
式中： h0 (x, y, z) —已知水头分布；
地貌形态多且难鉴别,第 四系沉积物分布错综复杂
存在软岩和极软岩、中厚 层和薄层沉积岩
褶皱和断裂强烈发育,地 质构造复杂, 存在破碎～ 极破碎岩体
大量存在Ⅲ级以下岩体
强～极强透水 存在强烈～极强发育单元 多层结构，分布不稳定， 有承压含水层分布，对工 程造成的不利影响较大 有较高承压水头 地下水形成条件复杂，补 给、径流、排泄条件复杂 复杂 水位、流量变动强烈，极 不稳定
2）落合敏郎公式
qs
k
H2 R
h02 B/2
(H h0 ) ln(4R / B)
式中： H —静止水位至洞底的距离，m；
h0 —洞内排水沟假设深度，m；
R—洞室一侧的影响宽度，m；
B—衬砌前洞身宽度，m，其他符号同上。
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(C.1.1-1)
(C.1.1-2) (C.1.2-1) (C.1.2-2)
—模型模拟区。
c） 边界条件
1) 第一类边界
h(x, y, z, t) 1 h(x, y, z, t) (x, y, z) 1, t 0 式中： 1 —第一类边界；
h(x, y, z,t) —第一类边界上的已知水头函数。
2) 第二类边界
kn
h n
2 q(x, y, z,t)
式中： 2 —第二类边界；
=
式中： Qa——已知洞库的涌水量，m3/d； Va——已知洞库的容量，m3； Ha——已知洞库的埋深，m；
(C.3-1)
14
Vb——设计洞库的容量，m3； Ha——已知洞库的埋深，m；
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15
C.1. 经验公式法
C.1.1 最大涌水量计算经验公式
1）大岛洋志公式
2( 0 = ln 4(
− 0) − 0)/
式中： q0 —储油洞室单位长度最大涌水量，m2/d； k —渗透系数，(m/d); H —静止水位至洞底的距离，m；
r0 —洞身横断面的等价圆半径，m；
d —洞身横断面的等价圆直径，m； m —转换系数，一般取 0.86。
无承压水头
地下水补给、径流、 清楚、明确
排泄条件
水质类型
较单一
以Ⅲ级岩体为主
中等透水 中等发育 埋藏深浅不一，多层结构，有 承压含水层分布，但对工程造 成的不利影响较小 承压水头较低 地下水形成条件较复杂，补 给、径流、排泄条件不易查清 较复杂
地下水动态变化
水位、流量稳定
水位、流量变动明显，不稳定
复杂
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C.2 数值方法
数值方法是目前实际生产中应用最广泛的涌水量计算方法。当水文地质资料丰富，或有大型抽放 水试验资料时，可以使用数值法预测涌水量。
对于非均质、各向异性、空间三维结构、非稳定地下水流系统：
a） 控制方程
s
h t
x
Kx
h x
y
Ky
h y
z
11
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附录B （资料性） 等效连续介质渗透张量
采用渗透张量法计算裂隙岩体的等效连续介质渗透系数时，渗透张量 K 可按下式计算。
式中：
K
m βρgbi3 i1 12μCsi
K
xxi
K xyi K yyi
K K
xzi yzi
K zzi
（B.1）
——裂隙岩体连通率，为裂隙内连通面积与总面积之比 ——水的密度，(kg/m3) g——重力加速度，(m/s2) m——裂隙组数 K xxi 1 cos2 βi sin2 γi K xyi K yxi sin2 γi sin βi cos βi K xzi K zxi cos γi sin γi cos βi K yyi 1 sin2 γi sin2 βi K yzi K zyi cos γi sin γi sin βi K zzi 1 cos γi2 sin γi2
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附录A （资料性）
水文地质条件复杂程度分类
水文地质条件复杂程度分类见表 A。
水文地质特征 地形地貌 地层岩性
表 A 库区水文地质条件复杂程度分类
类别
简单
中等
多为低山丘陵,第四系沉 地貌形态多样, 第四系沉积
积物分布均匀,河谷平原 物分布不均匀,有多级阶地且
宽广
显示不清
主要为中风化～未风化
——第 i 组裂隙面的隙宽，(m) ——水的动力粘滞系数，(pa﹒s) C——裂隙粗糙度修正系数，C=1+8.8（e/2）3/2，e 为裂隙不平整度,(cm)
——第 i 组裂隙面的隙间距，(m) ——第 i 组裂隙面的倾向,(度) ——第 i 组裂隙面的倾常用涌水量预测数学方法
硬质块状岩浆岩和巨厚 存在较软岩、厚层状沉积岩
层沉积岩
地质构造及 岩体完整程度
存在褶皱和小型断裂,构造较 地质构造简单,岩体完整
复杂, 岩体较完整
岩体基本质量级别
岩体渗透性等级 岩溶发育程度
以Ⅰ～Ⅱ级岩体为主，局 部存在少量Ⅲ级岩体 极微～弱透水 微弱发育
含水层
埋藏浅，结构单一，无承 压含水层分布
承压水
(x, y, z) 2,t 0
k n —三维空间上的渗透系数张量在边界法向上的分量； n —边界 2 的外法线方向； q(x, y, z,t) —第二类边界上已知流量函数。
(C.2-1)
(C.2-2) (C.2-3) (C.2-4)
C.3. 水文地质比拟法
根据已知洞库的容量、埋深和涌水量，推算相似水文地质条件下洞库的涌水量 Qb：
2）佐藤邦明公式
0= ln
2 tan
−0 2 −⺁ 0
4
cot 4
0
式中：hc—含水体总厚度，m，其他符号同上式。
C.1.2 常用正常涌水量计算经验公式
1）佐藤邦明公式
qs q0 0.548 k r0
式中： qs —单位长度正常涌水量，m2/d； —系数，一般取 12.8；
k —渗透系数，m/d； r0 —洞身横断面的等价圆半径，m。