[发明专利]浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法

权利要求书

1.浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，所述快速评估方法包括以下步骤：

S1、针对目标浅埋地下储气洞室，根据弹性力学和圆形隧洞围岩抗力理论，计算在储气内压P作用下，围岩提供的径向单位抗力P_rock；

S2、基于目标浅埋地下储气洞室的内外压平衡，建立完全由围岩承载情况下的最大储气压力P_max的计算表达式；

S3、依据目标浅埋地下储气洞室的岩体分级指标与岩体变形参数之间的经验关系，建立不同岩体条件下，浅埋地下储气洞室的最大容许储气压力半经验计算公式；

S4、依据最大容许储气内压半经验计算公式绘制可供直接使用的浅埋地下储气工程建设“地质可行性”分区图谱，进行快速有效的评估。

2.根据权利要求1所述的一种浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据圆形隧洞围岩抗力理论，在内压作用下，圆形隧洞的径向收敛变形为s′，围岩提供的径向单位抗力：

上式中，k为围岩的弹性抗力系数，MPa/m；s′为隧洞围岩的径向变形，m；E_m为岩体变形模量，MPa；μ为岩体泊松比，r为隧洞的衬后半径，m。

3.根据权利要求2所述的一种浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S2中，受滑动层设置、施工缝隙、温度缝隙的影响，围岩与结构之间需要考虑一定的缝隙，总的累计缝隙值记为δ，则隧洞围岩的径向变形为平面应变问题的钢材弹性模量

上述各式中，E_s为钢材的弹性模量，MPa；γ_s为钢材的泊松比；σ_θ为钢衬的环向正应力，MPa。

4.根据权利要求3所述的一种浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S2中，

由于钢衬的环向正应力σ_θ不超过钢材的容许应力[σ]，σ_θ≤[σ]；

基于目标浅埋地下储气洞室的内外压平衡，可计算获得完全依靠围岩承载情况下的最大储气压力：

式中，P_max为储气洞室的最大运行压力，MPa；[σ]为钢材的容许应力，MPa。

5.根据权利要求1所述的一种浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，其特征在于，所述S3中，依据拟建区域的岩体分级指标Q或RMR，建立目标浅埋地下储气洞室的最大容许储气压力半经验计算公式，方便对不同场地工程地质条件下的储气工程适宜性进行直接的评价：

(1)依据岩体变形模量E_m与岩体分级指标Q之间的关系，可计算获得最大储气压力：

(2)依据岩体变形模量E_m与岩体分级指标RMR之间的关系，可计算获得最大储气压力：

6.根据权利要求5所述的一种浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，其特征在于，所述S4中，依据建立的考虑岩体分级指标的最大储气压力P_max半经验计算公式，并针对多种典型的钢衬材质属性，绘制可供直接使用的浅埋地下储气洞室建设“地质可行性”的分区图谱。

7.根据权利要求3所述的一种浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，其特征在于，提出薄钢衬应变的设计限值ε_limit及运行期隧洞收敛变形的控制标准s_limit；薄钢衬仅作为气密性结构，在最大储气压力P_max的作用下，钢管的径向应变与环向应变相同，均为则此时钢衬的径向变形

8.根据权利要求7所述的一种浅埋地下储气洞室工程选址的快速评估方法，其特征在于，在储气压力作用下，要保证薄钢衬结构的气密性或安全稳定，薄钢衬的应力应不超过其容许应力[σ]，则钢衬应变的设计限值运行期隧洞收敛变形的控制标准