地下储油洞库高应力围岩的微震监测.pdfVIP

025-214 地下储油洞库高应力围岩的微震监测 1 1 1 1 1 2 Jee-Soo Hong , Hee-Suk Lee , Dae-Hyuck Lee , Ho-Yeong Kim , Young-Tae Chio , Yeon-Joon Park 1 （SK 工程建筑有限公司，首尔，韩国，110-300； 2 水原大学土木工程系，Kyungki-Do ，韩国，445-743 ） 摘要：本文介绍了地下储油洞库在高应力围岩里进行开挖过程中采用微震监测系统。采用了 12 个单轴传感器，确定 微震发生的位置及震级。结果说明微震主要由爆破作业产生，而爆破开挖后围岩的应力会进行重新分布。由于开挖 引起的微震的频率在爆破之后头 3 小时内通常比较稳定，且会减小，所以应该特别去关注三小时之后开挖破坏区所 发生的微震情况及与爆破无关的微震的发生。通过积累微震数据，建立评估法则，评估地下储油洞库的稳定性和完 整性。 1 引言 在大型的地下岩洞中，高度的水平应力会引起岩洞洞顶和边墙的应力集中与岩层位移，从而使 岩洞不稳定。尤其是在原位应力大于岩层压缩强度某个百分值时，围岩中可能发生局部脆性破坏， 即发生爆裂或剥落。目前正在施工的U- 1 地下储油洞库即存在此类高应力围岩。为了解决超应力问 题，对施工设计进行了修改，并施作了额外支护。然而，由于现有的监测方法的局限性，需要一种 新的方法监测高应力围岩的整体特性，从而确保洞库结构稳定及开挖过程中人员的安全。 许多研究者进行了室内实验观测，发现岩层在高应力下发生破裂或损伤过程中会产生声发射 （AE ）并产生微震现象。用于现场岩体中，这种微震可以用作围岩不稳定的指标，从而评估开挖过 程中围岩强度及质量下降的程度。研究人员对用于现场勘探的声发射技术及岩层破坏程度的量化技 术进行了大量研究，如加拿大原子能地下研究实验室 （URL ）的 Mine-by 试验和隧道密封试验中所 进行的研究 （Cai 等，1998）。 本研究在位于高应力围岩中的 Yeosu 地下储油洞库中采用微震监测系统进行。可以有效确定围 岩发生破裂的区域，并对围岩稳定性进行预测。相应的监测成果作为施工过程中洞室稳定性评估的 有效依据。 2 高地应力问题 在 U- 1 地下储油洞库的早期施工阶段，原位应力量测结果显示洞库 C1 和 C2 存在极高的水平应 力区。洞库横断面径宽 18m，高 30m，长为海平面下方-60m～-30m 的范围，分 4 个 7.5m 的台阶进 行开挖。洞库的平均深度为地面以下 260m。图 1 中，高应力围岩区采用虚线标出，并显示了 C1 和 C2 的台阶和坑道的围岩等级 Q 值。除了 C11 的坑道和台阶及 C22 的坑道之外，高应力围岩主要由 质地良好的凝灰岩组成。 等级 Q 值 高应力区 喷混凝土裂缝 液压破裂 套芯法 图 1 U-1地下储油洞库的高应力区 147