中华人民共和国国家标准
Code for construction and acceptance of underground oil storage in rock caverns
主编部门:中国石油化工集团公司
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2015年2月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第422号
住房城乡建设部关于发布国家标准《地下水封石洞油库施工及验收规范》的公告
现批准《地下水封石洞油库施工及验收规范》为国家标准,编号为GB50996-2014,自2015年2月1日起实施。其中,第8.1.6(1)、9.2.4(3)、14.1.9、16.1.3、16.6.12、17.2.4(2)、19.0.7条(款)为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年5月16日
本规范是根据住房城乡建设部《关于印发<2008年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2008]105号)的要求,由中铁隧道集团有限公司会同有关单位共同编制完成的。
本规范在编制过程中,编制组经过广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国内外先进经验,并在广泛征求意见的基础上,完成了规范报批稿,最后报住房城乡建设部审查定稿。
本规范共分20章和2个附录,主要技术内容包括:总则,术语,基本规定,施工准备,施工测量,地质预报,明槽、明洞和洞口段,开挖,装卸渣与运输。支护,水幕系统,竖井施工,注浆,通风防尘与供风、供水、供电,排水,竖井设备及管道安装,铺砌和封塞,监控量测,安全、环境和健康,交工验收等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国石油化工集团公司负责日常管理,由中铁隧道集团有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中铁隧道集团有限公司(地址:河南省洛阳市陵园东路3号,邮政编码:471009)。
本规范的主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中铁隧道集团有限公司
参编单位:中石化洛阳工程有限公司
中石化上海工程有限公司
海工英派尔工程有限公司
中国机械工业机械工程有限公司
中国石油工程建设公司华东设计分公司
北京东方新星石化工程股份有限公司
中国水电工程顾问集团中南勘测设计研究院
黄岛国家石油储备基地有限责任公司
中国安能建设总公司
主要起草人:洪开荣 高存成 嵇转平 郭得福 郑洪忠 管泽英 陈海锋 张伟平 周阳 张莉 何凤友 杨森 胡德新 张群成 何国富 张朝金 梁建毅 徐佳 赵晓 缪国庆 韩新涛
主要审查人:周丰峻 周家祥 朱永全 葛春玉 庄国培 黄左坚 汪宁扬 罗先启 任意 杨晓红 马振明 张连中 赵福运 刘德文
制订说明
《地下水封石洞油库施工及验收规范》GB50996-2014,经住房城乡建设部2014年5月16日以第422号公告批准发布。
本规范制订过程中,编制组进行了大量的调查研究,收集了一些实际工程资料,总结了我国青岛、宁波、珠海等地地下水封石洞油库筹备和建设经验,同时参考了国外先进技术法规、技术标准。
为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《地下水封石洞油库施工及验收规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明。对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明,还着重对规范的强制性条文的强制性理由做了解释。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。
1.0.1 为规范地下水封石洞油库工程的施工和验收,确保工程质量,做到安全适用、技术先进、经济合理,保护环境,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于储存原油及成品油等地下水封石洞油库工程的施工和验收。
1.0.3 地下水封石洞油库工程施工及验收,除应符合本规范要求外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
1.0.1 地下水封洞库储油在国外发展较早,1998年我国首次在广东汕头修建的液化石油气地下水封储气库获得成功,但该工程主要由国外公司设计。随着全球能源需求和战略发展的需要,国家发展和改革委员会已经确定了原油地下储存的规划,目前已开始在青岛、宁波、珠海等地筹备或修建地下储油库。地下储油库具有储存容量大、占用耕地少、维护费用低、安全可靠、有利于环境保护等特点。相同容量的地下油库其修建费用远远低于地面设施的费用,其运营费用只有地面油库费用的1/6,因此修建地下油库具有较好的经济效益和社会效益,地下洞储拥有广阔的市场和发展前景。住房城乡建设部已经批准发布了《地下水封石洞油库设计规范》GB50455-2008,但还缺乏与之配套的施工及验收规范,编制《地下水封石洞油库施工与验收规范》,将会促进建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、质量监督单位对地下水封石洞油库的施工及验收管理,提高该项工程的质量水平。
1.0.2 本规范不适用于人工洞内离(贴)壁钢罐、自然洞石油库、盐穴洞库等工程。
1.0.3 由于洞库施工涉及的专业较多,接触面广,本规范只针对水封石洞油库特点作出规定,对于其他专业性较强,且已有国家或行业标准作出规定的问题,本规范不再做规定。本规范明确规定的,按照本规范执行;没有做规定的,可执行国家现有相关标准的规定。
2.0.1 地下水封石洞油库(简称洞库) underground oil storage in rock caverns
在稳定地下水化以下的岩体中挖掘的洞室,由洞室组成的储油涧罐、施工巷道、竖井、水幕孔、水幕巷道及地上输送、控制等设施组成用来储存原油、成品油的油库。
2.0.2 超前地质预报 advance forecasting of geology
在洞室施工期间,以地质法为基础综合各种物理勘探、钻探手段,对洞室开挖工作面前方影响施工安全、进度及结构稳定的不良地质体(带)的位置、规模及其性质进行及时准确的科学预测。
2.0.3 监控量测 monitoring measurement
通过使用各种量测仪器和工具,对施工期间围岩的变化情况、支护结构的工作状态、地下水文情况、相关的爆破振动以及空气质量等进行监测,及时掌握各种信息的工作。
2.0.4 洞罐 caverns tank
由一个或几个相互连通的洞室组成,功能相当于地面的一座油罐。
2.0.5 洞室 cavern
在岩体内挖掘的用于储存原油及其产品的单个地下空间。
2.0.6 施工巷道 access tunnel
满足施工期间人员通行、设备通行、通风、给排水、供电的专用通道。
2.0.7 竖井 shaft
由地面或操作巷道至洞室的竖向通道。
2.0.8 竖井操作区 shaft operation area
满足竖井口周围油泵、水泵、仪表、电气等的维护、操作和管理的区域。
2.0.9 水幕系统 water curtain
用于保持水封条件的人工补水系统。通常由水幕巷道、水幕孔、监测设备等组成。
2.0.10 水幕孔 water curtain hole
用于水幕注水的钻孔。
2.0.11 水幕巷道 water curtain tunnel
用于水幕孔施工、注水、储水的巷道。
2.0.12 封塞 concrete plug
设置在施工巷道和竖井内,用于封堵洞库的钢筋混凝土结构。
2.0.13 键槽 key way
为保证施工横缝、纵缝的缝面在灌浆后能形成整体或不灌浆也能有效地传递剪力而在缝面上设置的三角形或梯形的槽。
2.0.14 泵坑 pump pit
在竖井对应的下部,用于安装设备的坑槽。
2.0.15 水垫层 water bed
设在洞室的底部保持一定高度的水层,用于沉淀原油及其产品内的杂质并接收围岩渗出水。
2.0.16 观测孔 logging hole
用于施工期与运行期间监测地下水位及水质的孔。
2.0.17 仪表井 instrumentation well
用于运行期间围岩稳定与水压试验监测元件、仪器电缆线导出的通道。
2.0.18 全断面开挖法 full face excavation method
按设计断面一次开挖成形的施工方法。
2.0.19 台阶开挖法 bench cut method
将设计断面按照高度分成若干小断面,按先上断面后下断面的顺序开挖。
2.0.20 环形开挖预留核心土法 ring cut method
按设计断面先开挖上断面的周边环形导坑,及时进行支护,再开挖核心土及下断面的施工方法。
2.0.21 中导洞法 center drift excavation method
按设计断面和宽度,先在顶层的中部开挖一超前导洞,然后再将导洞扩挖至设计断面并进行支护的施工方法。
2.0.22 光面爆破 smooth blasting
沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,由开挖面中部向外侧依次顺序起爆,最后起爆周边眼,以形成平整的轮廓面的爆破作业。
2.0.23 预裂爆破 presplitting blasting
在洞室开挖中,沿开挖轮廓线布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆孔起爆前分段一次起爆,形成一定宽度的贯穿裂缝,以减弱主爆孔爆破对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破作业。
2.0.24 锚喷支护 shotcrete and rock bolt support
由喷射混凝土、锚杆、金属网、钢架等组合成的支护结构。
2.0.25 超前支护 advanced support
采用锚杆、小导管、管棚等对开挖面前方的围岩进行预支护的结构。
2.0.26 注浆 grouting
通过钻孔向有含水裂隙、空洞或不稳定的地层注入水泥浆或其他浆液,以堵水或加固地层的施工技术。
2.0.27 接触面注浆 contact grouting
对于混凝土凝固收缩造成的混凝土和基岩之间的缝隙进行注浆,以增强接触面结合能力及封堵裂隙的注浆方式。
2.0.28 衬砌 lining
为防止围岩变形或坍塌,沿洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。
3.0.1 洞库工程施工应按批准的设计文件施工,施工前应熟悉设计文件,领会设计意图,做好现场调查和图纸核对,并应做好技术准备和组织落实工作。
3.0.2 洞库工程施工应综合地质条件、技术手段、经济指标等因素,合理选择施工方法。
3.0.3 洞库工程在开工前应编制施工组织设计。
3.0.4 对控制施工质量和安全的关键分项、分部工程应编制专项施工方案,并应经审批后执行。
3.0.5 洞库工程施工中应建立以地质预测、预报为先导,以监控量测为依据的信息化管理体系。
3.0.6 工程所用的构件、设备和主要原材料等产品进入施工现场时,应进行验收并妥善保管。进场验收时,应检查每批产品的质量合格证书、性能检验报告、使用说明书、进口产品的商检报告及其他证明文件,并应按国家现行有关标准规定进行复验,验收合格后方可使用。
3.0.7 从事施工过程检测的试验室应具有相应的能力和条件。在质量检验、验收中使用的计量器具和检测设备,经计量率定、校准合格后方可使用。
3.0.8 施工测量应实行复核制,根据测量精度要求,采取相应的测量方法。
3.0.9 洞库施工时应在工作面做好地质素描和超前地质预报,并应做好施工排水工作。
3.0.10 防排水施工应以防、堵为主,限量排放。
3.0.11 每道工序完成后,均应按验收标准进行检测,验收合格后方可进行下一步工序施工。
3.0.12 施工过程中,应按施工进程收集整理原始数据、资料,做好施工记录,进行施工总结;交工验收时应提交验收文件,交付使用满一年应办理竣工验收。
3.0.13 施工过程中,应检测施工现场的空气质量,监测爆破振动,控制粉尘、废气、废弃物以及噪声、振动等对环境造成的污染或危害。
3.0.14 洞库施工应进行风险评估,建立风险管理体系,制订应急预案。
3.0.1 本条规定主要为了强调科学组织施工,避免盲目施工。在充分的调查研究、核对设计后编制实施性施工组织设计是对施工的详细安排、规划,是施工前最重要的工作。
3.0.2 地下水封石洞工程一般按新奥法原理组织施工,应根据工程所处地层的地质条件、围岩变化情况及时调整工程技术措施和施工方法。可根据地质条件、断面开挖宽度、设备情况和施工进度要求选择全断面法、分部开挖法、中导洞法、环形开挖预留核心土法等不同的方法。
3.0.4 本条对专项施工方案的编制及审批程序作出了规定。影响到质量和安全的工序应进行专项施工方案设计,对于其审批程序各地、各行业均有不同的规定,本规范强调是审批后方可实施,强调了其内容要求和规定程序。
3.0.5 水封洞库施工除与常规地下工程一样要进行围岩变形、支护情况等监测外,还要对地下水进行严格的监测并指导施工。如在施工过程中发现地下水位下降到警戒水位附近,应及时作出处理并恢复水位后方能继续施工。这就要求施工过程中要采取以探水为最主要目的的地质预报手段,根据预报的信息调整施工,确保地下水位及施工安全。
3.0.6 水封洞库地下部分设计基准期为50年,在运营阶段,由于洞库为封闭空间而很难进行维修,这就要求管构件及设备具有相应的耐久性。原材料是工程结构质量控制的重要内容,因此应严格执行进场验收制度和复验制度,验收合格后方可使用。
3.0.7 工地试验室对各种进场材料和施工的构件进行检测,确保各种工程材料、工程质量符合国家现行的相关规范和要求。试验室应通过质量监督部门的认可并取得相应试验资质,由专业的试验检测人员负责检验、检测,试验过程应接受监理、质量监督部门的检查。计量器具、检测设备计量检定和校准应符合现行行业相关规定,当委托外单位进行时,也应查验相关资质。
3.0.8 地下工程的测量精度和测量方法与其项目的结构特点有关,水封洞库往往设有辅助坑道(交通巷道、水幕巷道、通风竖井)和主体储库、竖井。不同情况应采取不同的施测方法,如导线法、三角网法等。
3.0.9 为了避免因洞库出水造成地下水位下降,施工防排水应坚持“防、堵、截、排”相结合的原则,减少施工、运营阶段洞库内排水量大、费用高的问题。施工过程中应控制地下水的排放,在不良地质段优先采用预注浆,开挖后再采用堵水注浆,将水量控制在允许量以下后排出。
3.0.12 单项和全面的施工技术总结是不断提高施工技术水平的重要手段,尤其是对正在不断扩大的地下水封石洞工程更具有典型意义,从由国外设计到我国自行设计,这中间需要不断积累施工经验,不断解决相应的技术难题,故对施工总结在本条中作专门规定,以引起施工单位的重视,也便于监督检查。施工资料主要包括以下内容:
(1)施工期间的工程地质和水文地质实际情况;
(2)变更设计项目、内容、原因;
(3)各施工工序、隐蔽工程作业过程中的检验、检查、验收记录;
(4)工程材料的使用情况及检测结果;
(5)施工的控制测量、竣工测量的成果;
(6)施工日志;
(7)水文、洞室稳定、地面沉降、爆破振动等的监控量测记录;
(8)坍塌、涌水等影响工程结构的特殊事件发生的状况及处理情况;
(9)监控量测资料;
(10)其他需要记录的资料。
3.0.13 地下洞库施工必须严格执行《爆破安全规程》GB6722、《工作场所职业病危害警示标识》GBZ158、《污水综合排放标准》GB8978、《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523、《环境空气质量标准》GB3095等安全环境保护专项标准的强制性规定。
3.0.14 世界范围内越来越多的政府机构、业主、设计单位、施工单位、银行以及保险公司意识到实行风险管理带来的好处,各国都在加强风险管理研究和运用。风险管理具有以下发展趋势:
(1)风险管理正成为大型项目建设的例行程序;
(2)风险管理与项目管理结合日趋紧密,两者具有同等重要性;
(3)我国政府机关部门、地方以及行业协会也制定了一些指导性的法规、文件,风险管理已具备了可执行的依据。如2005年原建设部对建设工程安全质量保险作出一系列指示;2005年7月香港特区政府发布了《土工风险管理指导方针》;中国土木工程学会、同济大学2007年11月编写了《地铁及地下工程建设风险管理指南》,并获当时建设部批准。
4.1.1 施工前应根据设计文件,制订调查提纲,编写施工调查报告,绘制施工调查总平面图。
4.1.2 施工调查应包括下列内容:
1 施工交通、水源、供电、通信、场地、排水、渣场、征地、拆迁等施工条件;
2 原材料、半成品及机具配件的品种、质量、价格、供应能力等情况;
3 气象、水文、地质情况;
4 可利用的劳动力、设备等情况;
5 当地的生活供应、医疗、卫生、防疫及周边的民风民俗情况。
4.1.1 施工单位要严谨、细致地核对设计文件,避免设计文件出现差、错、漏、缺等问题。对勘察、设计文件应熟悉以下内容:
(1)技术标准、技术条件、设计原则;
(2)平面布置,横断面、纵断面;
(3)勘测资料,如地形、地貌、工程地质、水文地质、钻探图表等;
(4)地下洞室可能穿过不良地质地段的设计方案,洞库施工对环境可能造成影响的预防措施;
(5)洞口位置,洞门式样,洞身结构类型,辅助坑道的类型和位置,洞口结构稳定程度;
(6)核对指导性施工组织设计;
(7)洞内外排水系统和排水方式;
(8)施工期通风方案;
(9)弃渣场的设计、位置及渣容量是否能满足施工需要和环境保护要求。
4.1.2 详细的施工调查是编制实施性施工组织的前提。本条明确了5款调查内容,对于不同的施工项目,各款的调查深度视需要和相关情况而定。
4.2.1 施工技术准备应做好测量控制桩和水准基点的交接与现场核对,宜按同精度进行测量复核。
4.2.2 实施性施工组织设计应包括下列内容:
1 工程概况;
2 工程施工特点、难点及注意事项,合同文件关于工期、安全、质量、文明施工、环境保护等要求;
3 洞外场地、临时设施及洞内管线的布置和风、水、电的供应;
4 施工方案及工艺;
5 机械设备、劳动力、主要材料配置计划;
6 施工进度安排及进度指标;
7 施工管理、工程质量和安全保障措施;
8 施工过程中对环境的直接和潜在影响以及采取的预防和保护措施。
4.2.3 施工前及施工过程中应对施工人员进行专项的安全、质量和技术培训。
4.2.1 交桩工作可在建设单位的主持下,设计、施工单位持交桩资料现场逐点交桩并签认。接桩后,施工单位组织进行复测核对,避免出现差错。施工控制网由施工单位负责从控制桩点引出、加密。
4.2.2 实施性施工组织比指导性和综合施工组织设计更具体、准确,更能切合实际。要做好这一点关键在于做好施工调查和对设计文件的理解核对。实施性施工组织应进行动态管理,施工的条件发生变化时,要及时调整。实施性施工组织设计中施工方案主要包括爆破、开挖、支护、注浆、装渣运输、通风、排水、监测等内容。
4.2.3 为了达到操作安全、保证质量,专业性强的工种应由有施工经验的人员持证上岗,对所有施工人员进行技术交底,明确工作内容、要求及注意事项。
'>《地下水封石洞油库施工及验收规范》GB50996-2014表A 地下水封石洞主要施工方法
B.0.1 水幕孔注入—回落试验应符合下列规定:
1 先关闭孔口栓塞,持续时间为15min,记录孔内静压;
2 对钻孔进行注水,注水压力为静水压力加0.3MPa~0.5MPa,持续时间也为15min,记录注入期孔内的压力和流量;
3 停止注水,等待钻孔内自然回落,记录孔内压力。
B.0.2 水幕系统有效性试验应符合下列要求:
1 有效性试验可能检测到不良的水文地质特征,可根据试验结果决定是否需要钻附加水幕孔来改善水幕系统效率;
2 试验前,应检查水幕孔、监测孔及仪表孔上的压力表是否满足要求;
3 试验宜由三个连续阶段组成,试验方法和要求应符合下列规定:
1)首先进行水幕水的静压分布观测。关闭所有水幕孔的阀门,记录所有水幕孔的压力值。一直持续到压力稳定为止。
2)接着开启偶数水幕孔阀门,记录偶数排水幕孔的压力和流量,记录奇数排水幕孔的压力。持续到各孔的压力稳定为止。
3)最后开启奇数排的阀门,关闭偶数排的阀门。记录各孔的压力和流量。持续到各孔的压力稳定为止。
B.0.3 全面水力试验应符合下列要求:
1 全面水力试验应按设计要求进行。
2 全面水力试验宜在洞室第一层完工后进行,并在洞罐封闭前完成。
3 试验前,水幕巷道内应安装并调试水文地质、安全监测设备,拆卸注水管路和所有临时设施和临时支护,封堵水幕巷道口,并向水幕巷道和钻孔内注水。
4 应通过压力传感器,测量洞库和水幕附近孔隙初步压力分布情况,并应对瞬变流动进行评价。
5 试验供水压力宜与水幕供水压力相同。
6 注水时应关闭水幕封塞的人孔。水幕充满水后应关闭排气管,使水压力达到测试压力。
7 当洞室需要进行附加注浆作业时,全面水力试验应在注浆作业完成后进行。
B.0.4 调试和供水试运行应符合下列要求:
1 全面水试验后,应对水文地质监测设备进行调试,并应持续向水幕系统供水;
2 当施工巷道内的水位达到水幕高度要求后,应拆除交通巷道内的所有给水管线。
B.0.3 本条规定了全面水力试验应遵循的原则,对条文说明如下:
1 全面水力试验应按设计要求进行。有效性试验仅仅测试水幕孔的渗透性,而全面水力试验验证整个水幕系统的水力对洞罐的影响,以便进行补充注浆堵水,控制洞罐内的渗水量。
2 全面水力试验宜在洞室第一层完工后进行,并在洞罐封闭前完成,以摸清洞室顶的渗漏情况,从而采取或调整注浆、喷、锚施工措施。
3 为进行此试验,水幕巷道应做好准备工作,包括水幕巷道清理、安装和调试永久地震和水文地质监测设备、拆卸注水设备和所有临时设施和支护,在水幕巷道口设封堵,并在水幕巷道和钻孔内灌入水。
6 放空管封装在塞子顶部以便注水期间空气排出。水幕充满水后关闭放空管。当达到所要求的测试压力后,关闭给水管线停止阀。
B.0.4 本条规定了调试和供水试运行的相关要求。第1款规定持续向水幕系统供水,是为了保持水幕系统水位,并使施工巷道或竖井的水达到水幕水位要求。
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反而词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
《民用爆破器材工程设计安全规范》GB50089
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205
《工业金属管道工程施工规范》GB50235
《环境空气质量标准》GB3095
《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T3323
《建筑材料放射性核素限量》GB6566
《爆破安全规程》GB6722
《污水综合排放标准》GB8978
《色漆和清漆 漆膜的划格试验》GB/T9286
《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46
《混凝土用水标准》JGJ63
《钢筋机械连接技术规程》JGJ107
《喷射混凝土用速凝剂》JC477
《煤矿建设安全规范》AQ1083
《水电水利工程预应力锚索施工规范》DL/T5083
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