黄岛国家石油储备地下水封洞库工程创优策划与实施案例

1黄岛国家石油储备地下水封洞库工程创优策划与实施案例黄岛国家石油储备基地有限责任公司一、工程概况1、工程基本信息（1）黄岛国家石油储备地下水封洞库工程（以下简称黄岛洞库）是国家石油储备二期工程之一，是国内第一个大型地下水封石洞油库工程。工程分为地下和地上两个单项工程。地上工程主要包括：变配电、自控、消防、油气回收、制氮、污水处理设施等单元；地下工程主要包括9个储油主洞室、5条水幕巷道、6个操作竖井及施工巷道、通风巷道等。工程于2010年11月18日开工，2014年3月26日进行中间交接，2015年5月26日一次投运成功，2017年4月27日通过项目竣工验收。项目批复投资概算214,425万元，竣工决算198,682万元。（2）工程管理模式作为中国施工企业管理协会第三批全过程质量控制试点单位，以创国家优质工程金奖为目标，采用建设项目部负责的E+P+C+监理+第三方技术监测（服务）的管理模式，融工程建设、科技创新、推广应用为一体，建立全覆盖的全过程质量控制管理体系。石油化工工程质量监督总站行使工程质量监督，工程监理单位实施全过程监理核查控制，施工单位严格自控，第三方技术监测（服务）实施地质预测预报、安全监测、反馈分析。（3）工程创新体系大型地下水封洞库工程在我国尚属首次，没有成熟的技术和经验可供借鉴，许多关键技术均有待于系统、深入地研发，中国石化成立攻关组，明确以项目驱动创新，以实际应用为目的，以参建单位为创新主体，产学研相结合的创新指导思想，制定自主创新计划，建立自主创新体系，确定项目管理创新、节理裂隙岩体渗流特性及其对洞库水封性影响、大型密集洞室群围岩稳定性综合判识系统开发与应用、地下水封洞库动态设计辅助数字平台系统开发与应用、大型洞库液下泵国产化研发、平行多层布置大型密集洞室群施工期通风技术开发与应用、大型地下水封石洞油库动态设计方法创新、大型地下水封洞库勘察技术方法创新，大型地下水封石洞油库施工技术创新等12个攻关地下洞库三维鸟瞰图辅助生产区鸟瞰地下洞库三维鸟瞰2课题，分别从管理创新、技术创新、方法创新、理论创新入手，开展课题攻关,切实解决建设难题，确保工程质量。（4）建设单位和主要参建单位建设单位：黄岛国家石油储备基地有限责任公司勘察单位：北京东方新星石化工程股份有限公司设计联合体：海工英派尔工程有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司地上工程监理单位：青岛越洋工程咨询有限公司地下工程监理单位：中国水利水电建设工程咨询中南有限公司地上工程施工总承包单位：中石化第十建设有限公司地上工程施工单位：中启胶建集团有限公司地下工程施工总承包单位：中国安能建设总公司质量监督单位：石油化工工程质量监督总站2、工程建设的作用与意义黄岛国家石油储备地下水封洞库工程是国家“十二五”重点工程，也是国家能源建设发展的民生工程和战略工程，它的建成投用为我国建设具有“安全、环保、低碳、节省用地、节省投资”的大型地下水封洞库树立起崭新的里程碑，开创了单次开挖方量超过300万立方米大型水封洞库的先例。在没有成熟技术和经验可供借鉴的条件下，从管理创新、技术创新、方法创新、理论创新入手，开发了居于世界领先水平的具有自主知识产权的“大型地下水封石洞油库建设关键技术集成创新”科技成果，对大型地下水封石洞油库建设特别是国家石油储备二、三期工程建设起到了示范引领作用。同时，增强了国家战略石油储备能力，对维护国家能源安全、推动国家经济建设具有广泛而深远的重大意义。二、工程特点、难点1、大型地下水封石洞油库工程在我国尚属首次，没有成熟的技术和经验可供借鉴，许多关键技术均有待于系统、深入地研发，国外视为核心技术的水封可靠性等难题需攻克。2、黄岛洞库工程体量大、洞室布置密集、不衬砌(或基本不衬砌)，挖空率高达40%，同时库址区域有15.46%Ⅳ、Ⅴ级岩体，还分布有透水性较强的断裂破碎带、节理、岩脉等不良地质段，施工过程中每个渗（涌）水点的裂隙水不能以“线流”状态渗入主洞室且每个渗水区域不大于2L/m2·天的水文流动性平衡控制难度极大。3、水幕系统水平水幕孔（DN100）长度接近100米，如何控制水幕孔水平钻孔精度（水平度），防止水幕孔接近洞室拱顶围岩塑性松动圈甚至穿入洞室，确保证水封效果和可靠性是工程需要攻克的难关。3三、工程建设目标总体目标：争创国家优质工程金质奖1、质量方针和目标（1）质量方针质量第一、持续改进，以建设国家石油储备大型石洞油库示范工程为己任（2）质量目标管理目标：严格采用GB/T19001—2008质量管理标准建设文件化的质量管理体系，并做到持续、有效运行。（3）控制目标：设计成品合格率100％；设备、物资采购合格率100％；工序报检一次合格率98％以上；焊接工程（以X射线检测统计）一次合格率96％以上；单位工程合格率100％；安装单位工程优良率90％以上；地下工程所含分部工程质量全部合格，其中有70％以上达到优良等级，且主要分部工程质量全部达到优良等级。2、HSE目标（1）HSE管理目标追求最大限度的不发生事故、不损害人身健康、不破坏环境、争创一流HSE业绩。（2）HSE控制目标①重大人身伤亡事故为零；②重大交通事故为零；③重大火灾爆炸事故为零；④环境污染事故为零。3、进度控制目标2010年11月18日开工，2014年3月26日完成中间交接（机械完工），2015年5月26日投运。4、投资控制目标采取有效措施，投资不超概算。5、科技创新目标以项目为创新平台，推动我国地下石油储备行业标准化建设和工程建设技术积累，形成地下水封洞库建设国家行业规范标准，形成一批具有自主知识产权、居国际领先水平的大型地下水封石洞油库建设关键技术，对在建或后续大型地下水封石洞油库建设起到技术支持和引领作用。四、工程建设管理1、创优组织机构健全，对项目全过程创优控制进行了策划4坚定“追求卓越、铸就经典”理念，以创国家优质工程金奖为目标，进行了创优策划。建立了完善的项目创优组织机构，有效组织项目全过程创优工作。编制《创优计划》，各参建单位编制了创优实施计划，目标明确，创优活动按计划组织实施。2、建立了完善的质量管理体系，工程质量优良（1）制定发布《项目质量管理手册》等管理文件，各参建单位结合各自施工建设实际和创优目标，完善质量保证体系，优化质量控制要素，强化“三基”工作，优化施工组织设计、专项施工方案中的质量控制措施。（2）将争创国家优质工程金奖的目标列入合同的质量条款中，并实施目标考核。（3）制定了质量奖励考核办法，督促各参建单位建立了安全质量奖惩考核绩效机制，坚持日跟踪检查、周总结、月讲评、季度考核奖励；（4）实行首件工程样板引路，后续类似工序，按照首件样板创优标准实施工序分级控制，强化初检、复检、终检各负其责，重视“三检一评”制度落实。（5）建立地下工程定期地质联合巡查和地质会商制度，集设计、监理、施工勘察、施工、第三方技术监测技术优势，准确分析判断已揭露岩体或掌子面前方岩体的工程地质和水文地质情况，快速高效为动态设计，动态施工及时提供准确的工程地质、水文地质信息。（6）强化原材料检验、检试验全过程质量控制。坚持进入到施工现场的原材料、半成品或构配件，做到“三证”齐全方可入库。建设单位安排专人全程跟踪原材料、半成品或构配件的进场检创优管理资料爆破方案评审会样板标准交叉口开挖效果图锚杆无损检5查、抽检试验及越洋监理见证取样、中南监理平行抽样检测过程控制情况，同时每个月底对抽样检测资料进行专项检查。（7）开展“人人出手合格，实现一次成优”的全员质量管理活动。全员动手，综合治理，狠反“低、老、坏”等质量通病，以标准一个不能降低、程序一个不能减少，要求保道道工序合格，保证了现场实体质量。（8）地下洞室开挖精良，爆破残孔率高达86%；工程实体观感好，设备布置合理，安装工艺规范精良，单位工程合格率100%，焊接RT检测一次合格率98.85%，工程主要技术指标均优于设计要求，质量评价结论为优良工程。工程档案完整、准确、系统，工程合规性文件．．．．．齐全。工程建设及运行中未发生一般及以上安全质量事故。洞库围岩稳定、水封可靠，洞室涌水量342立方米/天，达国际领先水平；3、建立了完善的HSE管理体系，HSE业绩优良以HSE管理体系为指导，制定实施了项目HSE管理相关规定和办法，实施《黄岛国家石油储备地下水封洞库工程安全质量奖励考核办法》，坚持日检查、周总结、月讲评、季度考核奖励，建设期未发生任何安全、环保事故，HSE业绩优良。4、明确工期目标，工程进度受控通过优化资源、控制关键路径，采取有效控制措施，保证了项目总工期受控，2015年5月26日如期试运投产。5、采取有效措施，项目投资受控通过优化设计，物资采购招投标，严格设计变更，进行WBS分解、实施费用加载，有效控制投资，实现了投资受控的目标。五、工程建设亮点及经验1、管理亮点和创新点污水调节罐主洞室上层喷砼效出油竖井设备安6（1）黄岛洞库的建成投用为我国开创了一次建成世界工程量最大的300万立方米大型地下水封洞库的先例，对大型地下水封石洞油库建设起到了示范引领作用。（2）创新项目管理模式，融工程建设、科技创新、推广应用为一体，建立全覆盖的全过程控制质量管理体系，全面实现项目总体目标。（3）创新科技攻关机制，以项目为创新平台，建立以参建单位为创新主体、产学研相结合的创新体系，形成了具有自主知识产权、居国际领先水平的《大型地下水封石洞油库建设关键技术集成创新》成果。（4）建立地质会商制度，为精心设计、精心施工奠定基础，在未增加投资的情况下，增加库容18.19万m3，工程综合造价624元/m3,为同样地质条件下的同类工程建设树立了标杆。（5）开发了大型地下水封石洞油库项目管理信息系统和洞库动态设计辅助数字平台系统，实现项目数字化、信息化管理，提高了项目建设管理水平。2、设计亮点和创新点（1）结合工程地质特征，率先实施大型地下水封洞库设计坚持借鉴与创新并举，率先开展科研攻关与系统设计工作，根据地质条件优化洞室布局，地上工程总图竖向、工艺布置合理，满足项目建设与生产运营需要。（2）开发水幕系统设计与测试技术技术，保证洞库水封可靠性开发水幕系统设计与测试技术技术，研究不同工作模式下运行期的水封性特征，有效减少了主洞室裂隙水的渗入量，保证了洞库水封的可靠性，提高了洞库储油的安全性。（3）全面实施洞库动态设计，创新地下工程动态设计理念结合项目管理系统（DKPMS）和洞库动态设计辅助数字平台系统（DKDAP）等信息化手段，运用设计理念，保证了安全、质量，控制了投资、进度。（4）优化洞库气体置换流程，实现氮气自动密封保护洞罐投油前采用氮气顺序置换工艺，减少了置换用氮量，节约了置换费用。投油后采用氮气自动密封保护工艺，保证洞罐生产安全。（5）开发进出库节流减震装置，研制大型潜没油泵自主研发进出库节流减震装置，有效解决了洞罐进出油管道系统的震动问题；立项研制大功率、高电压油浸式潜没油泵，实现了潜没油泵制造及工程应用的国产化，填补国内空白。项目信息管理系统7（6）优化油气回收工艺，实现高效节能减排优化原油油气回收处理工艺，节省建设投资781万元，实现了洞库油气的“零”排放，保护了环境，节约了能源。（7）注重绿色设计，实现节地环保优化设计方案，减少建设用地23312m2；施工期间开挖的560万m3土石方，全部有效利用，取得了大型洞库工程无废渣排出的业绩。3、施工亮点与创新点（1）开展水幕系统三个阶段试验，获得了大量基础数据用于指导该工程建设，经建设期及两年多运行期连续测试，保证了水封可靠，洞库涌水量342m3/天，居国内领先水平。（2）研发了钻孔主动纠偏装置和钻机监测调控系统，及超长水平水幕孔钻孔控制技术，提高了水幕孔成孔精度，加快了水幕系统施工进度，填补国内空白。国产潜没油泵结构潜没油泵安装出油竖井油气回收装置辅助生产区鸟瞰图竖井区鸟瞰图竖井区鸟瞰图水幕有效性试验检查记录水幕连通试验8（3）通过系统的现场爆破试验及围岩和锚固系统爆破动力稳定性分析，获得了爆破荷载对洞库围岩、支护系统和水幕系统的影响参数，提出了爆破振动安全控制标准，保障了洞库的