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1、铁道部部级工法申报材料20032004年度 工法名称：地下裸岩水封式储气库修建工法 申报单位： 中铁隧道集团有限公司 申报时间： 二四年四月 目 录1、铁道部部级工法申报书2、地下裸岩水封式储气库修建工法 3、三级工法批准文件 4、关键技术的鉴定证书 5、工程应用说明 6、经济效益证明 铁道部部级工法申报书 工法名称： 地下裸岩水封式储气库修建工法 申报单位：中铁隧道集团有限公司 申报时间：二四年四月工法名称地下裸岩水封式储气库修建工法主 要完成单位中铁隧道集团有限公司中铁隧道集团科研所中铁隧道股份有限公司通讯地址河南省洛阳市陵园东路3号 中铁隧道集团有限公司总工办邮编471009联系人李朝忠
2、电话0379-2632757路059-32757 主要完成者姓 名职 务职 称所在工作单位杨世武室主任高级工程师中铁隧道集团科研所朱常春工程师中铁隧道集团科研所万姜林副总工程师教授级高工中铁隧道集团刘招伟所长教授级高工中铁隧道集团科研所郑大荣总工教授级高工中铁隧道集团项目部张卫平高级工程师中铁隧道集团股份公司本工法应用的工程名称及时间汕头LPG集散中心工程（1997.10.15 1999.12）本工法关键技术名称与鉴定时间关键技术名称：大型地下水封式液化石油气储藏洞库修建技术鉴定时间：2003年7月31日本工法关键技术获成果奖励的情况获工程总公司科学技术（2003年度）二等奖工法内容简介：“地
3、下裸岩水封式储气库修建工法”是由“大型地下水封式液化石油气储藏洞库修建技术” 科研项目成果的基础上总结而成，是中铁隧道集团在汕头采用水幕技术原理修建的我国第一个地下裸岩洞室储存液化石油气工程而创造的一种新颖的施工方法。它利用地下水和人工水幕防止地下储存气体的渗漏，合理运用控制注浆技术来加固节理裂隙带和软弱夹层，保证隧道正常开挖和洞室的气密性，达到防止液化石油气渗漏的设计运营标准。该工程埋深大、断面变化多（7种断面，最大304m2，最小13.85m2），其竖井、平道、斜道相互交错，转弯多，坡度大（13.6%）。主体岩石为花岗岩，岩体受大断层构造和丰富的后期侵入岩脉的控制而较破碎。施工中，研究了一
4、套人工水幕系统的修建技术及注浆防渗漏的措施。通过科学的建立地下渗流场和三维力学模型进行理论计算、现场测试以及施工验证，完善了地下储气库洞群的施工技术和方法：先用矿山法施工交通洞、水幕洞和竖井。在水幕孔试验成功之后进行超前探孔和注浆作业。待储气洞库断面中下部及周围岩层充分填充固结后，采用三步正台阶法进行储气洞库开挖支护和补充注浆。储气库洞室采用斜眼掏槽技术等控制爆破技术。渗流场控制的水幕和混凝土封塞结构在最后施工。这样，从整体上提高了施工进度，保证了大断面洞库群开挖施工安全。该工法从裸岩大洞室开挖爆破控制、喷锚支护参数选择及施工工艺步骤、控制注浆、渗流场控制水幕施工、洞室施工、混凝土封塞结构施工
5、及施工监测等方面作了详细叙述，内容全面，能保证裸岩地层地下大量储气结构的稳定性和安全性，满足维护费用低、运营安全、低环境污染等要求，可推广应用于地下石油液化气储气洞库、大型地下裸岩洞室、人防洞室等工程的修建。关键技术及保密点（有专利权的，注明专利号）：1、地下渗流场模型计算及运用技术；2、综合注浆技术；3、人工水幕修建技术；4、大型洞室裸岩开挖支护技术；5、砼封塞施工技术；6、施工组织安全措施。技术水平和技术难度（与国内外同类技术水平比较）：本工法使该类工程在地下全面进行施工成为先例，技术水平高、难度大。目前，在国内、外权威刊物和重要学术论文集中均未发现有类似的报道。在汕头LPG工程修建施工过
6、程中，水幕系统较好地控制了地下水渗流场分布，注浆控制了围岩的渗流量，防止了气体的逃逸。工程结构安全，施工质量及施工安全情况优良，技术水平和环保等方面均处于国内领先，达到了国际先进水平，填补了我国在液化石油气能源储存方面的空白。工法应用情况及推广应用前景：汕头LPG集散中心工程采用地下裸岩水封式储气库修建工法施工，工程断面变化多（7种断面，最大304m2，最小13.85m2），竖井、平道、斜道相互交错，转弯多，坡度大（13.6%），岩层硬但较破碎。该工程1997年10月15日开工，1999年12月竣工。施工中，科学的建立地下渗流场和三维力学模型及理论计算的基础上，选定合理的施工方法，设计合理的支
7、护结构参数和防渗漏注浆方案，并在运用中进一步验证。在交通洞、水幕洞和竖井等外围工程施工后进行水幕孔试验，成功之后进行超前探孔和注浆作业。待储气洞库断面中下部及周围岩层充分填充固结后，采用三步正台阶法进行储气洞库开挖支护和补充注浆。储气库洞室采用斜眼掏槽技术等爆破技术。渗流场控制的水幕和混凝土封塞结构在严格的工艺步骤下进行。通过这些关键工序控制，使工程全面达到了设计要求的防渗漏注浆技术参数及控制指标，确保了工程顺利、安全建成和正常运营，实现了质量、安全生产无事故，实现了工程质量优良的创优目标。随着我国国民经济水平的不断提高，特别是沿海经济的迅速发展，对LPG的需求量大大增加。目前，青岛、宁波、上
8、海、大连等沿海城市正在修建或准备修建LPG地下储存洞库，使该项技术拥有较广阔的市场和应用前景。经济效益和社会效益：（一）社会效益1、该工法避免了因地面施工产生的振动、噪音、粉尘等公害。2、不占用耕地，避免了地面大量储存石油液化气对环境的影响和不安全因素。3、满足了国家建设以及备战的能源需求和积累调控。4、为以后地下储藏能源工程施工提供了可靠的决策依据，具有广泛的社会效益。 （二）经济效益 1、通过三维有限元计算，优化施工参数后，土建施工方面节约工程费用400万元。 2、通过模型计算和力学分析，调整水幕系统布置方案，制定合理的注浆密封标准后节约工程投资1800万元。3、合理的施工组织和安排，改善
9、了复杂结构条件下的环境作业条件，提高了工作效率。4、优良的施工质量，减少了相应的运营成本和维护费用。申报单位意见同意申报部级工法。（签章）2004年4月6日 主管部门审核意见（签章） 年 月 日铁道部工法审定委员会审定意见（签章） 年 月 日铁 道 部 审定意见（签章）年 月 日 内部使用 注意保密地下裸岩水封式储气库修建工法中铁隧道集团有限公司二四年三月 三级工法批准文件 关键技术的鉴定证书 工法应用说明工法应用说明工 程 名 称汕头LPG集散中心工程应 用 单 位中铁隧道集团有限公司中铁隧道股份有限公司起 止 日 期1997年10月1999年12月应用情况汕头LPG集散中心工程是我国第一个
10、采用水幕技术修建地下裸岩洞室储存液化石油气的工程，工程包括两座竖井、水幕洞、1248m交通洞、2个丙烷主储气洞、2个丁烷主储气洞等部分。工程紧靠海边，埋深大、断面变化多（7种断面，最大304m2，最小13.85m2），各洞室相互交错，转弯多，坡度大（13.6%）。工程周围岩层为硬质花岗岩，但岩体受大断层构造和丰富的后期侵入岩脉的控制而较破碎，裂隙多，贯通性好。该项工程由国外公司投资设计。中铁隧道集团有限公司承担了工程任务后，开展了科研立项，结合工程实际进行攻关。根据现场地质情况进行模拟计算分析，由此准确选择好隧道埋深和水压参数，再进行洞库力学分析，得到合理的洞距、支护结构参数和施工方法。施工中
11、，在科研的基础上得出了一套人工水幕系统的修建技术及注浆防渗漏的方案和措施。经现场测试以及施工验证，形成了先用矿山法施工交通洞、水幕洞和竖井，在水幕孔试验成功之后进行超前探孔和注浆作业，待储气洞库断面中下部及周围岩层充分填充固结后，采用三步正台阶法进行储气洞库的开挖支护和补充注浆，最后施工渗流场控制的水幕和混凝土封塞结构，储气库洞室采用斜眼掏槽技术的一整套施工方法，从整体上提高了施工进度，保证了大断面洞库群开挖施工安全。该工法成功的经验在于：与科研紧密结合，执行科学的施工管理，有严密的施工方案、步骤和措施，支护参数正确，注浆、爆破、支护、渗流场控制的水幕和混凝土封塞结构的施工工艺先进严谨。该工程
12、于1997年10月15日开工，1999年12月竣工。通过各关键工序的认真控制，使工程全面达到了设计要求的防渗漏控制指标和质量标准，确保了工程顺利、安全建成和正常运营，实现了质量、安全生产无事故和工程质量优良的创优目标。应用单位（公章）2003年08月18日经济效益证明经济效益证明汕头LPG集散中心工程采用地下裸岩水封式储气库修建工法施工，使在科研基础上完成的工程设计和各种方案得以顺利实现，使工程设计、科研和工程技术在施工中进一步优化、完善，并取得了新的成果。同时，形成了如下经济效益：1、通过三维有限元计算，优化施工参数后，土建施工方面节约工程费用400万元。2、通过模型计算和力学分析，调整水幕系统布置方案，制定合理的注浆密封标准后节约工程投资1800万元。3、以上两项直接经济费用节约共计2200万元。 中铁隧道股份有限公司 中铁隧道集团有限公司 2003年08月18日
