目前,国内外石油供需矛盾日益突出,中国面临的石油危机也将越来越严重。据统计,中国仅占世界人均石油资源的18.3%,而中国的石油消费量占世界的7%,仅次于美国。随着中国经济的快速发展,对石油的需求也在迅速增加。“十三五”期间,中国对外国石油的依赖度已超过60%。此外,作为战略资源,石油资源必须大量储存,因此,为了加强国内石油安全和应对突发事件,中国于2003年正式启动建立地下石油储备系统。面对当前国家石油储备的紧迫性,仅依靠类似国内项目的经验和技术实力是不够的。虽然可以借鉴国外的一些成熟经验,但由于对外国技术保护的限制,不能直接使用国外经验技术。因此,在我国大规模建设地下石油储备洞库之际,紧密结合我国南方某地下石油储备库工程,开展“复杂地质条件下大型地下储备洞群施工关键技术研究”具有十分重要的现实意义。文章通过工程类比、理论分析、数值模拟等手段,取得以下主要成果:(1)大跨扁平穹顶施工技术储备洞室穹顶为球面大跨扁平结构,施工过程中开挖断面始终处于动态变化状态,线型控制难度大,为了保证穹顶围岩稳定和外观效果,首次提出并应用了挑顶环形施工方法。施工实践表明,该方法利于控制围岩变形和洞室开挖断面轮廓,施工效率高,降低了施工成本,达到了设计预期效果。(2)罐体竖井施工技术竖井作为施工出渣、洞室通风的主要通道,其快速贯通成型对于加快施工进度、改善施工作业环境具有十分重要意义。为了实现上述目标,首次提出并应用了“倒喇叭口”型与“正喇叭口”型相结合的竖井施工方案。工程实践表明,该方法工序简单、施工效率较高、安全隐患小,便于现场组织,达到了预期效果。(3)罐体扩大开挖技术罐体扩挖部分工程量大,爆破出渣方量约为7000m3,是影响储备洞室施工工期的关键部位。为加快施工进度,首次提出“螺旋形”扩挖施工方法。工程实践表明,该方法可组织开挖、支护平行作业,机械化施工程度高,施工效率高,效益明显,达到了预期目的。(4)断面检测技术储备洞室是球冠状穹顶与圆柱体罐体的组合体,轮廓断面动态变化,给爆破施工断面成型提出了很高的要求。为了对施工断面进行快速、准确的检测,首次提出并应用了基于“全站仪法”的断面检测技术,即利用立体几何知识获取穹顶球面半径和罐体横截面圆半径,通过全站仪测量获得开挖轮廓坐标,进行数据处理得到施工半径,两者对比快速评价施工效果。工程实践表明,该方法可以快速、准确地评价超欠挖,对于控制断面形状、提高断面成型效果具有十分重要意义。(5)洞室二次衬砌施工技术洞室二次衬砌采用整体贴壁式钢筋混凝土结构,穹顶二次衬砌为变截面结构,要求一次浇筑成型。二次衬砌混凝土施工用模板采用3012型标准钢模版和5cm厚等腰梯形木板组合拼装模板,Ⅰ14工字钢径向拱架、φ48钢管(壁厚3.5mm)环向拱架以及碗扣式脚手架搭建的满堂脚手架作为模板体系的支撑系统;采用先罐体后穹顶的施工顺序,自下而上共分为五模进行浇筑施工作业,即罐体3模,环梁1模,穹顶1模。工程实践表明,该方法支撑系统稳定,混凝土强度和外观质量均满足设计要求,经济效益明显,达到了设计预期效果。