关于地下岩盐溶腔利用的特性研究

岩盐的蠕变、卤水的热膨胀以及卤水的渗漏是影响地下岩盐溶腔长期演变过程的三个主要因素．综述了国外在这三个方面的研究现状，以及国外学者所得到的一些结论．由于我国对岩盐溶解机理、岩盐溶腔的利用以及岩盐溶腔长期演变特性的研究相对薄弱，提出了在地下岩盐溶腔利用的过程中的一些建议．     

岩盐溶腔围岩应力分布规律的有限元分析

在有限元数值计算的基础上，分析了岸盐溶腔围岩地应力等值线图以及主应力随深度和水平方向的变化规律，探讨了溶腔顶板跨度、溶腔水压力以及岩盐层埋深等因素对岩盐溶腔围岩地应力分布的影响。研究认为，主应力一般将随深度的增大而增大；离岩盐溶腔的越近，岩盐溶腔对其周围地应力分布的影响程度也随之增大。随着顶板跨度的增加，在岩盐溶腔边界的地应力集中愈明显，且波及的范围愈大；随着溶腔内水压力的逐渐增大，岩盐溶腔围岩内的地应力集中逐渐削弱；随着岩盐层埋深的增大，岩盐溶腔围岩内地应力集中现象愈加明显，且其围岩内的地应力绝对值也将明显增大。     

盐穴储气库回溶造腔技术研究

为提高地下盐穴储气库的经济性,在确保运行安全前提下,开发企业要求盐穴储气库地下净体积尽可能大,而在造腔过程中由于地质情况、工程故障以及认识不到位等原因导致腔体部分盐层未得到充分溶蚀,体积没有达到最优,为充分利用日渐匮乏的适合建库盐层,有必要进行回溶造腔,提高单腔有效体积。利用注气排卤管柱,在注气排卤后,回注淡水,驱顶天然气使卤水界面至设计深度,对界面下盐层进行回溶扩腔。为此,建立了回溶造腔数学模型,并针对金坛储气库L井进行回溶造腔模拟研究。结果表明,L井回溶造腔一个轮次可有效提高腔体有效体积13.04%,效果显著。研究结果对提高盐层利用率和已有腔体有效体积等具有重要意义。     

群井致裂控制水溶盐矿开采分析及数值模拟

建立了群井致裂控制水溶开采的耦合数学模型,并对上述模型进行了数值模拟。结果表明,由于岩盐溶解的影响,岩盐水力压裂裂缝为距注水井口距离和压裂时间的函数,随裂缝的扩展及裂缝宽度的变化,裂缝中压力在逐步降低并向缝尖转移;由于注、出水井处溶液浓度及岩盐溶解速度的不同,随开采时间的延续,溶腔形状由裂缝形的扁平盘状、过渡为倒盆状、最后逐渐变为一锥形状,该形状有利于保持岩盐溶腔的稳定。理论分析和数值模拟结果表明,群井致裂控制水溶盐矿开采是一项可行的开采技术方法。     

龙麟宫隧道穿越大型溶腔处理技术

龙麟宫隧道是宜万铁路26座Ⅱ级风险隧道之一,全隧洞身位于灰岩地层,隧道洞身标高穿越垂直渗流带。隧道施工中揭示多处大型溶腔,介绍了隧道揭示的岩溶及发育特征,对两个特大型岩溶处理方案进行论述：DK232+467大型溶腔是中国铁路建设史上遇到的最大体积空腔,溶腔防护及施工难度极大,采用路基填筑+明洞结构通过;DK231+796溶腔大跨岩溶顶板处理难度大、施工风险高,创新地采用了立柱支顶防护进行顶板加固。两个特大型溶腔的成功处理,可为类似工程的处理开拓思路,积累经验。     

野三关隧道溶腔溃口处理技术

以野三关隧道富水溶腔溃口坍塌段处理为例,介绍在排水降压条件下采用注浆加固方式进行坍方处理施工过程,钻孔注浆机械设备配套以及有边界条件下注浆过程控制措施,以期对类似工程问题的处理提供一定的借鉴作用。     

高压富水充填溶腔释能降压技术

高压富水充填溶腔具有水量大、水压高、规模范围大、充填介质复杂的特征,工程施工风险极高,采用传统的注浆法进行处理,受地层的不均一性、材料选择、技术水平的影响,难免会出现注浆盲区,施工中一旦注浆盲区被高压水击穿,将会发生大规模突水突泥,造成灾害。针对宜万铁路所遇到的高压富水充填溶腔,通过科技攻关,提出采取释能降压新技术进行处治。经现场实践,安全、经济、可靠,并取得了成功。释能降压技术是针对高压富水充填溶腔采取有计划、有目的的精确爆破揭示,从而释放溶腔所存储的能量,降低施工及运营过程中水土压力对隧道形成影响,之后,通过配套处治措施完成溶腔治理。     

宜万铁路别岩槽隧道DK406＋418溶腔处理施工技术

通过对别岩槽隧道DK406＋418处溶腔处理,总结出溶腔处理当中需要注意的一些问题,为今后类似工程施工积累了宝贵经验。