0 引言
由于安全、儲存容量大、經濟、環保等優點，地下水封儲油洞庫廣泛用于國家石油戰略儲備和各種商業儲存。目前，全球已建造了200多處地下水封儲油洞庫，主要分布在斯堪地納維亞半島、韓國[6]、日本、德國、法國和沙特等，取得了顯著的社會和經濟效益[9]。
為了適應石油和天然氣戰略儲備需求，我國近期將投資建設大型地下水封儲油洞庫，設計總儲量達1600萬m3。由于地下水封儲油洞庫由洞室群組成，空間結構及地質條件復雜，施工期和儲油期均承受荷載，尤其不良地質段結構受力情況復雜，因此，必須對地下水封儲油洞庫進行安全監測，確保地下水封儲油洞庫安全、健康、穩定。
我國在70、80年代建成黃島、象山等小型石油儲存洞庫，但由于規模較小并未對安全監測進行系統的研究，同時現行規范中并未對地下水封儲油洞庫安全監測設計及相關核心技術作明確要求，因此，地下水封洞庫安全監測設計無先例可參照，尚屬起步階段。
本文根據地下水封儲油洞庫結構設計特點，結合地下洞室群安全監測設計經驗，根據我國在建某地下石油儲備洞庫的工程實際情況，對安全監測設計布置方案以及監測儀器設備選型進行了設計。
1 水封儲油原理
地下水封洞庫處于穩定的地下水位線以下一定深度，通過人工在地下巖石中開挖出一定容積的洞室,利用穩定地下水的水封作用密封儲存在主洞室內的油品,由于巖壁中充滿地下水的靜壓力大于儲油靜壓力,油品始終被封存在有巖壁和裂隙水組成的一個封閉的空間里,使油品不會滲漏出去。由于油和水的比重不同油和水不會相混，同時利用水比油重的原理,將油置于水的包圍之中,只能水往洞內滲,而油不可能往洞外滲漏,油始終處在水墊之上,從而達到長期儲存油品目的。
2 監測設計
2.1 監測設計目的及原則
（1）監測設計目的
通過對洞室圍巖和支護結構實施監控，及時掌握其性態變化，及時發現異常情況，并對其穩定性和安全度作出評估，隨時采取補救措施，防止事故發生，確保施工安全[1]；以及通過對監測數據進行及時分析，及時掌握洞室圍巖支護結構的穩定狀態、圍巖的變形趨勢和穩定過程，檢驗設計方案，為優化或修改支護參數及施工方法提供依據；同時對庫區周邊地下水以及洞灌區滲壓進行監測，及時掌握庫區水封壓力情況，及時采取適當的水封控制措施，保證足夠的水封壓力水封石油；為常規分析、定量正反分析提供實測數據，為科學研究提供科學數據[2]。
（2）監測設計原則
根據工程規模等級、地質條件、結構設計、施工等實際情況，以國家有關規程規范和地下油庫安全管理條例為依據，以集中布置、兼顧全面、便于實現自動化監測為基本原則[2]；綜合考慮監測儀器及設備的選擇和布置，采取行之有效、經濟可靠的監測方法和手段，保證結構建筑物安全、健康、穩定，做到目的明確，重點突出[1]；按照工程進度以及結構建筑物的不同功能和作用，對監測工作進行統籌安排，明確施工期和儲油期監測的重點項目和具體要求；各部位、各區域的各類監測項目或儀器設備，應能相互配合、相互補充，相互校核，保證監測資料的完整性、準確性和可靠性。
2.2 監測項目及儀器選型原則
（1）監測項目
地下水封儲油洞庫由儲油洞室群、施工巷道以及水幕系統等組成，其空間結構復雜，關系密切。地下水封儲油洞庫安全監測設計既要保證施工期各結構建筑物的安全，又要在保證儲油期有足夠水封壓力水封石油的同時確保各結構建筑物安全、健康、穩定。
由于目前我國地下水封洞庫剛處于起步階段，2008年發布的《地下水封洞庫設計規范》（GB50455-2008）中僅對監測設計了非常簡要的描述，不能滿足詳細監測設計的要求，因此，對于地下水封洞庫的安全監測設計只能結合已有的工程經驗和其他相關規范進行。
由于地下水封洞庫主要由儲油洞室群、施工巷道以及水幕巷道等復雜的洞室組成，其在一定程度上與地下廠房、水工隧洞、公路隧洞和鐵路隧洞具有一定的相似性，因此，其常規監測設計可以參考執行。
地下水封洞庫是需要足夠的水封壓力才能將存儲介質封閉在儲油洞室內，因此，在運行期間必須對水封儲油壓力進行監測，以確保足夠的水封儲油壓力。同時由于地下水封洞庫儲存介質的特殊性，其一旦發生滲漏將對周邊生態環境造成嚴重破壞，因此，必須對周邊地下水進行水質監測，以確保周邊的地下水不受破壞。
結合地下水封洞庫結構以及運行特點，地下水封洞庫工程安全監測項目主要包括圍巖變形監測、支護結構應力應變監測、滲流滲壓監測、水質監測及微震監測。
地下水封洞庫除了進行施工期監測外，還必須進行運行期間的永久監控，實現實時控制和了解地下結構穩定、水質、以及水封壓力等信息，確保地下水封洞庫安全、健康、穩定的運行，因此，為實現及時、實時監控和了解地下結構性狀，必須實現永久監測項目的自動化采集和分析，即必須實現自動化監測。
（2）監測儀器設備選型原則
監測儀器的量程和精度能夠滿足監測對象的要求，技術指標符合國標及儀器系列型譜的有關規定；防水、防潮，能適應地下工程惡劣的環境條件和長期性的要求，且穩定可靠；長期穩定可靠、抗干擾能力強，由于地下工程結構、施工的特點，儀器一經安裝埋設，其后期維護和更新困難，因此，選擇的監測儀器應長期穩定可靠；且必須選擇經工程實踐驗證過的成熟產品，同時對解決特殊問題的監測儀器應進行必要的調研和論證。
