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

解晓博， 田久德

东北石油管道有限公司， 辽宁省沈阳市， 110031

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。经过对二标准安全监督有关条文对照剖析，概括总结如下：

（1）在监测施工处理上。除SL279—2002水工隧洞施工内容规范中将土洞的监管测试技术作为一个独立个体，专门加以阐述之外，其他两种规范标准在监管测试技术方面的相关条件要求大致趋同。一方面，两个规范目标中都具体要求了需设置原型安全检测设施的适用准则。另外，两个规范中均把隧洞安全检测按洞外检测和洞内检测二个部分，对检测内容进行了具体规范。

（2）在监测仪器安装方面。在按照项目规模、地质环境、工程建设特点对隧洞安全监测优化分析的基础上，两个标准中都对监测仪器的安装方式给出了具体规定。观测仪器设备的布设应根据水力学要求、工程地质和水文特点、工程的目的而决定。安装的部位应易于检测和现场安装。监测仪器设备和光缆的安装应做好适当的防护，防止发生损伤，降低探测质量。

（3）在数据效率显示方面。这两种工程标准的项目说明中都有明确的规定。依据原型监察系统资料反馈项目施工阶段的具体工作进展，对于项目施工的运行监管、实时质量考察、施工效率的检测、工程设计方案的考察、工作经验的总结与思考、以及进一步提高整体工程运作水平，都具有格外重要的内涵与思考。

2地下水封洞库安全监测研究方法及技术路线

根据地下水封洞库的自身构造特点以及特殊运行与工作环境，以实际工程建设实践为基础，通过对地下水封洞库构造特点的深入研究，以及根据国内外现有的地下水洞室检测工程设计与技术经验，通过调研和制定地下水封洞库检测项目和检测设计方案，通过分析与对比选择各种监测仪器装置的特性，研究监测仪器装置埋设建筑施工技术标准，通过进行系统分析与评价现有检测信息分析研究办法，形成了体系的反应地下水封洞库构造特征的检测空间分析模型，通过制定监控预报模式以及确定监控指标拟定方案。

（1）系统分析和深入研究地下水洞室结构特征，以及监控项目和监控设施等的重要检测工艺技术;深入研究地下水封洞库构造特征，及其与各结构间的相互作用联系，根据先进地下水洞室关键检测工艺技术，形成了全面完备的检测工程设计方案。系统分析了传统地下水封压力检测的布设方法，并经过对现有水压力检测手段的分析对比，建立了完善的现代地下水封压力检测系统，真正反应了地下水封洞库地下水封压情况。

（2）根据分析地下水封洞库建设期和储油期的工作环境和要求，根据检测仪器设备的工作环境，综合调研并分析了国内和境外检测仪器设备的研制状况和水平，包括差阻式和振弦式检测仪器设备的耐久、稳定性等重要技术基本参数，并经过对其特性和重要技术基本参数加以比选，得出稳定性好、可靠度高、准确度高的检测仪器设备，从而形成了一整套较为完备的地下水封洞库检测仪器设备选择办法。

（3）按照选型结论，对所选择测试仪表的工程结构和特性加以系统剖析，并按照测试设计工作目的和产品设计基本原则，深入和探索了测试仪器装置和线缆与地下水资源或原油中的物理学特性和生化反映，探索研究制定合适的测试装备和线缆保护措施，在合理的保护措施基础上形成了地下水封洞库，测试仪表装备采用的工艺和生产工艺技术要求。

结语

以地下水洞室结构安全监测技术的发展历史为主线，以目前国内隧洞建造技术及设计规范中对安全检测相关要求的比较分析结果为主要研究基础，给出了地下水封洞库结构安全检测的基本研究方式和主要技术途径，为推进地下水封洞库施工期与运营阶段的安全监控技术规范化进度提出可资借鉴的技术参考。

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