长江科学院-获奖成果详情中国工程爆破协会科学技术奖

获奖名称: 锦屏一级水电站高陡卸荷边坡爆破开挖关键技术研究

获奖等级: 一等奖

获奖类别: 中国工程爆破协会科学技术奖

授奖单位: 中国爆破行业协会

完成单位: 长江水利委员会长江科学院、二滩水电开发有限责任公司

获奖年度: 2012

获奖人员: 吴新霞、段绍辉、尹健民、朱忠华、刘学鹏、吴从清、汪洋、李小顺、胡书红、赵根、刘美山、刘文潮、胡志刚、王秀杰、占学军

成果简介:项目背景情况锦屏一级水电站工程边坡规模大，工程技术条件复杂，自然谷坡高陡，最大坡高达530m，应力水平较高，岩体卸荷强烈，并发育有断层、层间挤压带、深部裂缝，场地地质条件复杂，爆破开挖中的安全稳定性问题十分突出。本课题以锦屏一级水电站坝肩及坝基高陡卸荷边坡大规模爆破开挖为背景工程，综合运用爆破参数试验、声波测试、爆破振动测试以及爆破动力分析、边坡实时监测等多种手段，对边坡爆破开挖过程中的爆破振动荷载特性、爆破动力稳定性、爆破开挖地震效应、爆破开挖岩石损伤范围及爆破质点振动速度安全标准等方面进行了一系列研究。首创了国内大规模水电工程高陡卸荷边坡爆破开挖技术体系，确保了开挖后边坡岩体的力学指标达到并超过设计要求，边坡优化设计得以顺利实现，取得了显著的社会和经济效益。主要技术创新课题以锦屏一级水电站高陡卸荷边坡大规模爆破开挖为背景工程，首创了国内大规模水电工程高陡卸荷边坡爆破开挖技术体系，主要取得了以下创新：（1）采用爆破荷载的等效施加方法研究了复杂地质条件下高陡卸荷边坡爆破开挖引起的近区和中远区爆破振动全历程响应特性，并结合经验公式和流固耦合（岩石和炸药）的数值方法确定了爆源近区的岩体损伤范围。（2）通过岩石高边坡爆破振动响应的动力有限元数值分析，获取了边坡马道上的峰值应力与质点峰值振动速度的统计关系，并在此基础上确定了复杂地质条件下高陡卸荷边坡弱振爆破振动速度的安全阈值。（3）创新性地采用静力和动力监测相结合的方法，综合分析了爆破开挖对边坡的稳定性影响，为大型水电工程高陡边坡开挖松弛范围检测及影响因素判别提供了新思路。（4）通过跟踪监测监控开挖爆破，实时评价开挖爆破质量及安全性。推广应用情况本项研究成果已成功应用于锦屏一级水电站左右岸坝肩和坝基边坡开挖工程实践中，在高边坡快速、优质开挖方面取得了显著的社会效益。在锦屏一级水电站后期大奔流沟、三滩料场边坡等一系列边坡工程的开挖中，也采用了坝肩边坡开挖的成功技术，同样取得了良好的爆破效果，在锦屏一级水电站的直接经济效益1.60亿元。目前在其它类似水电站高边坡开挖中也正在推广该项技术，社会效益和经济效益前景十分广阔。大规模水电工程高陡卸荷边坡爆破开挖技术在锦屏一级水电站的成功应用，保障了锦屏一级水电站主体工程施工的顺利进行，为锦屏一级水电站如期实现发电目标奠定了坚实基础。该技术在锦屏一级水电站的成功应用为类似工程积累了经验，对于开发我国西南水电资源，确保水电工程边坡开挖工作的安全性提供了有效的技术途径。该技术的研究和应用，也促进了我国工程爆破技术的进步。