一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法

本发明涉及一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法。

背景技术：

地下水封洞库具有安全、环保、环境友好、造价低等优点，是我国目前大力推广的石油储备方式。地下水封洞库进入储油状态前，需要对施工巷道进行蓄水至一定高度以保证洞库的气密性。

地下水封洞库常修建于坚硬的岩体中，岩体中裂隙发育十分复杂，施工巷道与主洞室之间可能会存在渗流通道。如果有渗流通道存在，一方面会增加洞室的涌水量，导致运营成本的增加；另一方面会影响洞库长期的运营安全。而仅仅通过施工期的地质素描图和物探手段无法全面探测施工巷道和主洞室间的渗流通道。同时地下水封洞库工程规模较大，这就导致现有的勘察技术中存在一个问题：即使综合多种勘察手段也很难对岩体的裂隙分布实施精细化描述，耗时耗财也无法达到理想的效果。

施工巷道的蓄水过程可看成一次大型的工程原位试验，可以很好反映施工巷道和主洞室间的水力联系，然后现有的蓄水方法不能及时发现注浆区域，治理起来增加了成本，而且更会延长工期，如公开号为cn110348736a的发明专利“一种地下水封洞库施工巷道集中渗漏段识别方法”采用向施工巷道内蓄水至目标蓄水高度，然后将实测渗水量与三维数值模型的模拟渗水量进行对比来判断有无渗漏段。这种方法通常需要建立三维的数值模型模拟施工巷道的渗水点，而数值模拟手段中有很强的不确定性，这就会导致结论的不准确性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术地下水封洞库施工巷道的蓄水过程不能及时发现注浆区域，治理起来增加了成本，而且更会延长工期的缺陷，提供一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，包括以下步骤：

s1、确定单次实验段蓄水的垂直高度h1和未蓄水状态下的等效渗流常数s0未蓄水状态下理想工况运营条件等效渗流常数为s0，

令s0＝q(0)/(hw-h0)

其中，q(0)为施工巷道蓄水之前主洞室的用水量，hw为水幕系统截面的中心标高，h0为主洞室截面的中心标高；

根据最终状态施工巷道的蓄水水位hop，结合混凝土封塞的标高以及拟试验次数n确定单次试验蓄水的垂直高度h1，h1＝hop/n；最终状态施工巷道的蓄水水位hop根据洞库的运营压力和水封安全系数等相关参数来确定。

优选的，次数的设置建议以垂直高度2m左右，比如2±0.2m为一个蓄水单元；但具体情况可以根据施工期掌握的已有的施工巷道裂隙分布规律，进行调整，在节理密集带处可以适当的调小蓄水的垂直高度。

s2、根据准备阶段确定的各个参数进行试验

记录每一个试验段开始和结束的涌水量的值：q((a-1)h1)和(q(ah1))(a＝1,2,3…)；

任意a试验段的等效渗流常数为sa，sa＝【q(ah1)-q((a-1)h1)】/h1，比较sa和s0的大小；

若sa>s0，进而计算δs/s0，之后对试验段需要进行注浆的区域进行注浆处理；

若如果sa与s0基本相等，则可以直接检测下一个试验段。优选的，当δs/s0＜0.01时判定sa与s0基本相等。其中δs＝sa-s0；

进一步的，s2中注浆处理的方法为首先将施工巷道需要检测实验段的水抽出，然后利用物理勘探的手段，对试验段进行精细化调查，结合施工期的地质素描图，确定注浆区域，对确定的区域进行注浆处理后，进行下一阶段的试验。

进一步的，物理勘探的手段为高密度电法，地质雷达和瞬变电磁中的一种或多种。

本发明的地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法对工巷道蓄水阶段进行科学的精细化管理，可操作性强，不需要进行数值模拟建立三维数值模型，仅需要每个阶段的水量即可，方便直接，免受其他因素的影响，保证结果的准确性。可以在不增加额外工序的情况下，再蓄水过程中识别施工巷道和主洞室间渗流通道，采取边检测边治理的方式，来尽可能缩短工期，节省财力。识别工巷道和主洞室间渗流通道的方法不仅可靠，而且便利，快捷，可利用最容易获得的数据达到目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例的流程图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，包括以下步骤：

s1、确定单次实验段蓄水的垂直高度h1和未蓄水状态下的等效渗流常数s0未蓄水状态下理想工况运营条件等效渗流常数为s0，

令s0＝q(0)/(hw-h0)

其中，q(0)为施工巷道蓄水之前主洞室的用水量，hw为水幕系统截面的中心标高，h0为主洞室截面的中心标高；

根据最终状态施工巷道的蓄水水位hop，结合混凝土封塞的标高以及拟试验次数n确定单次试验蓄水的垂直高度h1，h1＝hop/n；最终状态施工巷道的蓄水水位hop根据洞库的运营压力和水封安全系数等相关参数来确定。

拟试验次数n设置时建议h1为2m左右，但具体情况可以根据施工期掌握的已有的施工巷道裂隙分布规律，进行调整，在节理密集带处可以适当的调小蓄水的垂直高度。

s2、根据准备阶段确定的各个参数进行试验

记录每一个试验段开始和结束的涌水量的值：q((a-1)h1)和(q(ah1))(a＝1,2,3…)；

任意a试验段的等效渗流常数为sa，sa＝【q(ah1)-q((a-1)h1)】/h1，比较sa和s0的大小；

若sa>s0，进而计算δs/s0，进入s3；

若如果sa与s0基本相等，则可以直接检测下一个试验段。当δs/s0＜0.01时判定sa与s0基本相等。其中δs＝sa-s0；

s3、对试验段需要进行注浆的区域进行注浆处理；注浆处理的方法为首先将施工巷道需要检测实验段的水抽出，然后利用高密度电法，地质雷达和瞬变电磁等物理勘探的手段，对试验段进行精细化调查，结合施工期的地质素描图，确定注浆区域，对确定的区域进行注浆处理后，进行下一阶段的试验。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、确定单次实验段蓄水的垂直高度h1和未蓄水状态下的等效渗流常数s0

未蓄水状态下理想工况运营条件等效渗流常数为s0，

令s0＝q(0)/(hw-h0)

其中，q(0)为施工巷道蓄水之前主洞室的用水量，hw为水幕系统截面的中心标高，h0为主洞室截面的中心标高；

根据最终状态施工巷道的蓄水水位hop，结合混凝土封塞的标高以及拟试验次数n确定单次试验蓄水的垂直高度h1，h1＝hop/n；

s2、根据准备阶段确定的各个参数进行试验

记录每一个试验段开始和结束的涌水量的值：q((a-1)h1)和(q(ah1))(a＝1,2,3…)；

任意a试验段的等效渗流常数为sa，sa＝【q(ah1)-q((a-1)h1)】/h1，比较sa和s0的大小；

若sa>s0，进而计算δs/s0，之后对试验段需要进行注浆的区域进行注浆处理；

若如果sa与s0基本相等，则可以直接检测下一个试验段。

2.如权利要求1所述的地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，其特征在于，s2中注浆处理的方法为首先将施工巷道需要检测实验段的水抽出，然后利用物理勘探的手段，对试验段进行精细化调查，结合施工期的地质素描图，确定注浆区域，对确定的区域进行注浆处理后，进行下一阶段的试验。

3.如权利要求2所述的地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，其特征在于，物理勘探的手段为高密度电法，地质雷达和瞬变电磁中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，其特征在于，最终状态施工巷道的蓄水水位hop根据洞库的运营压力和水封安全系数确定。

5.如权利要求1所述的地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，其特征在于，s2中δs/s0＜0.01时判定sa与s0基本相等。

6.如权利要求1所述的地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，其特征在于，h1＝2m±0.2m。

技术总结
本发明公开了一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法，包括S1、确定单次实验段蓄水的垂直高度H1和未蓄水状态下的S0；S2、根据准备阶段确定的各个参数进行试验记录每一个试验段开始和结束的涌水量的值，任意a试验段的等效渗流常数为Sa，比较Sa和S0的大小；若Sa>S0，进而计算ΔS/S0，之后对试验段需要进行注浆的区域进行注浆处理；若如果Sa与S0基本相等，则可以直接检测下一个试验段。本发明的地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法对工巷道蓄水阶段进行科学的精细化管理，可以在不增加额外工序的情况下，再蓄水过程中识别施工巷道和主洞室间渗流通道，采取边检测边治理的方式，来尽可能缩短工期，节省财力。

技术研发人员：石磊;张彬;张建伟;彭振华;李俊彦;边汉亮
受保护的技术使用者：河南大学
技术研发日：2020.12.29
技术公布日：2021.05.07