城市地下深層儲能洞庫開挖支護一、引言隨著全球能源轉(zhuǎn)型的加速推進，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比不斷提升。然而，風能、太陽能等可再生能源具有間歇性和波動性的特點，這對能源的穩(wěn)定供應(yīng)和電網(wǎng)的安全運行提出了嚴峻挑戰(zhàn)。為了有效解決這一問題，儲能技術(shù)應(yīng)運而生。地下深層儲能洞庫作為一種新型的大規(guī)模儲能方式，具有容量大、安全性高、環(huán)境影響小等優(yōu)點，逐漸受到人們的關(guān)注。本文將圍繞城市地下深層儲能洞庫的開挖支護展開詳細探討。二、城市地下深層儲能洞庫的概念與特點（一）概念城市地下深層儲能洞庫是指在城市地下一定深度的巖層或土層中，通過人工開挖形成的用于儲存能源（如天然氣、壓縮空氣、熱能等）的地下空間結(jié)構(gòu)。它利用地下地質(zhì)體的穩(wěn)定性和密封性，實現(xiàn)能源的長期、大規(guī)模儲存。（二）特點大容量儲存：地下深層空間廣闊，可以容納大量的能源，滿足城市大規(guī)模能源儲存的需求。高安全性：地下環(huán)境相對穩(wěn)定，受外界因素（如氣候、自然災(zāi)害等）的影響較小，能夠保證能源儲存的安全性。低環(huán)境影響：地下儲能洞庫的建設(shè)和運營對地面環(huán)境的影響較小，不會占用大量的土地資源，也不會對周邊生態(tài)環(huán)境造成明顯破壞。長壽命周期：地下地質(zhì)體具有較好的耐久性，地下儲能洞庫的使用壽命較長，能夠為城市能源供應(yīng)提供長期穩(wěn)定的保障。三、城市地下深層儲能洞庫開挖技術(shù)（一）鉆爆法鉆爆法是地下工程開挖中最常用的方法之一，它通過鉆孔、裝藥、爆破等工序?qū)r石破碎，然后進行出渣和支護。鉆爆法具有適應(yīng)性強、設(shè)備簡單、成本低等優(yōu)點，適用于各種地質(zhì)條件下的地下工程開挖。在城市地下深層儲能洞庫開挖中，鉆爆法需要注意控制爆破振動和噪音，避免對周邊建筑物和居民造成影響。（二）TBM法（隧道掘進機法）TBM法是一種利用隧道掘進機進行地下工程開挖的方法，它具有開挖速度快、施工質(zhì)量高、對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點。TBM法適用于長距離、大斷面的地下工程開挖，在城市地下深層儲能洞庫開挖中，TBM法可以提高施工效率，縮短施工周期。然而，TBM法的設(shè)備投資較大，對地質(zhì)條件的要求較高，適用于地質(zhì)條件相對穩(wěn)定的地層。（三）盾構(gòu)法盾構(gòu)法是一種利用盾構(gòu)機進行地下工程開挖的方法，它具有施工速度快、對周邊環(huán)境影響小、施工安全等優(yōu)點。盾構(gòu)法適用于軟土地層中的地下工程開挖，在城市地下深層儲能洞庫開挖中，盾構(gòu)法可以有效地控制地面沉降，避免對周邊建筑物造成影響。然而，盾構(gòu)法的設(shè)備投資較大，對地質(zhì)條件的要求較高，適用于地質(zhì)條件相對復(fù)雜的軟土地層。四、城市地下深層儲能洞庫支護技術(shù)（一）初期支護初期支護是地下工程開挖后立即進行的支護措施，它的主要作用是控制圍巖的變形和坍塌，保證施工安全。初期支護的形式主要包括噴射混凝土、錨桿、鋼支撐等。噴射混凝土：噴射混凝土是將混凝土通過噴射機噴射到圍巖表面，形成一層混凝土支護層。噴射混凝土具有施工速度快、與圍巖粘結(jié)性好等優(yōu)點，能夠有效地封閉圍巖表面，防止圍巖風化和剝落。錨桿：錨桿是將鋼筋或鋼索插入圍巖中，通過錨固劑將其固定在圍巖內(nèi)部，形成一種主動支護結(jié)構(gòu)。錨桿具有支護效果好、施工簡單等優(yōu)點，能夠有效地提高圍巖的穩(wěn)定性。鋼支撐：鋼支撐是將型鋼或鋼管等材料安裝在隧道或洞庫的頂部和兩側(cè)，形成一種被動支護結(jié)構(gòu)。鋼支撐具有承載能力強、安裝方便等優(yōu)點，能夠有效地抵抗圍巖的壓力。（二）二次襯砌二次襯砌是在初期支護完成后進行的永久性支護措施，它的主要作用是承受圍巖的長期壓力，保證地下工程的長期穩(wěn)定性。二次襯砌的形式主要包括鋼筋混凝土襯砌、預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌等。鋼筋混凝土襯砌：鋼筋混凝土襯砌是將鋼筋和混凝土結(jié)合在一起，形成一種剛性支護結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土襯砌具有承載能力強、耐久性好等優(yōu)點，適用于各種地質(zhì)條件下的地下工程。預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌：預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌是在混凝土襯砌中施加預(yù)應(yīng)力，提高混凝土的抗裂性能和承載能力。預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌具有施工難度大、成本高的缺點，但它能夠有效地提高地下工程的長期穩(wěn)定性。（三）聯(lián)合支護聯(lián)合支護是將多種支護措施結(jié)合在一起，形成一種綜合支護體系。聯(lián)合支護能夠充分發(fā)揮各種支護措施的優(yōu)點，提高支護效果，適用于地質(zhì)條件復(fù)雜、圍巖穩(wěn)定性差的地下工程。在城市地下深層儲能洞庫支護中，聯(lián)合支護通常包括噴射混凝土、錨桿、鋼支撐和二次襯砌等多種支護措施的組合。五、城市地下深層儲能洞庫開挖支護的關(guān)鍵問題（一）地質(zhì)條件的復(fù)雜性城市地下深層地質(zhì)條件復(fù)雜，可能存在斷層、破碎帶、地下水等不良地質(zhì)現(xiàn)象，這些都會對地下儲能洞庫的開挖和支護造成影響。因此，在進行地下儲能洞庫開挖支護前，需要進行詳細的地質(zhì)勘察，了解地質(zhì)條件的分布情況，制定合理的開挖支護方案。（二）施工安全問題城市地下深層儲能洞庫開挖支護施工環(huán)境復(fù)雜，存在著坍塌、突水、突泥等安全隱患。因此，在施工過程中，需要加強安全管理，制定完善的安全應(yīng)急預(yù)案，確保施工人員的生命安全和設(shè)備的安全運行。（三）周邊環(huán)境的影響城市地下深層儲能洞庫通常位于城市建成區(qū)或周邊地區(qū)，施工過程中可能會對周邊建筑物、地下管線、交通等造成影響。因此，在施工前，需要對周邊環(huán)境進行詳細的調(diào)查和評估，制定合理的施工方案，采取有效的防護措施，避免對周邊環(huán)境造成影響。（四）成本控制問題城市地下深層儲能洞庫的建設(shè)成本較高，開挖支護工程是其中的重要組成部分。因此，在進行開挖支護設(shè)計和施工時，需要進行成本控制，選擇合理的開挖支護方案和材料，降低工程成本。六、城市地下深層儲能洞庫開挖支護的發(fā)展趨勢（一）智能化隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，城市地下深層儲能洞庫開挖支護將向智能化方向發(fā)展。智能化開挖支護技術(shù)可以實現(xiàn)對施工過程的實時監(jiān)測和控制，提高施工效率和質(zhì)量，降低施工風險。（二）綠色化綠色化是未來工程建設(shè)的發(fā)展趨勢，城市地下深層儲能洞庫開挖支護也不例外。綠色化開挖支護技術(shù)可以減少施工過程中的能源消耗和環(huán)境污染，實現(xiàn)工程建設(shè)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。（三）一體化一體化是指將地下儲能洞庫的開挖、支護、運營等環(huán)節(jié)進行一體化設(shè)計和管理，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)之間的無縫銜接。一體化開挖支護技術(shù)可以提高工程建設(shè)的效率和質(zhì)量，降低工程成本。七、結(jié)論城市地下深層儲能洞庫作為一種新型的大規(guī)模儲能