长江科学院-获奖成果详情国家科学技术进步奖

获奖名称: 预应力岩土锚固综合技术及其应用

获奖等级: 二等奖

获奖类别: 国家科学技术进步奖

授奖单位: 国务院

完成单位: 冶金工业部建筑研究总院、长江水利委员会长江科学院、四平东北岩土工程公司

获奖年度: 2002

获奖人员: 程良奎、范景伦、胡建林、王宪章、李成江、周彦清、韩军、李绍基、许建平、邬爱清

成果简介:项目背景情况本项目是为了适应国家重点工程和复杂条件下工程建设急需，开发创新的集岩土锚固新技术、新机具、新方法、新工艺于一体的岩土加固及结构稳定综合成果，适用于地下工程、边坡工程、地基基础工程及其他岩土加固工程，对加速我国水利、交通、能源和城市基础设施信息化建设具有重大作用。主要技术创新主要科学技术内容及创新成果（1）开发了单孔复合锚固体系——压力分散型锚杆，从根本上改善了锚杆的荷载传力机制，使得粘结应力能均匀地分布于固定长度上，大大提高了锚杆的承载力和耐久性，并可节约造价15 %～ 30 %，是我国岩土锚固技术的重大突破；（2）开发研制了DKM型水平钻机（获国家专利）和一整套深孔钻进偏斜控制方法，使长40～60米的预应力锚索的安装偏斜率≤1%，建立了三峡工程高承载力（3000kN）锚索快速施工和质量控制的技术体系，提出了控制钢绞线均匀受力和减少高承载力锚索预应力值变化的有效方法，为快速优质建成三峡永久船闸高边坡工程提供了技术保证，为提高永久船闸的长期可靠性发挥了重大作用；（3）利用无粘结钢绞线环绕高强高韧性的承载体弯曲成“U”型的特殊工艺和结构，在国内首先实现了锚杆拆除技术，排除了因在地层中设置锚杆对周边地下空间或土地开发的障碍；（4）成功研究对锚杆锚固体周边地层重复高压灌浆新技术,使我国沿海地区软土地层锚杆的承载力提高80%～100%，锚杆的造价降低1/3，大大加速了沿海地区高层建筑和地下空间的建设；（5）发明了无腰梁锚固技术（获国家发明专利），巧妙地采用相临两根锚杆的钢绞线正向反向锚固于同一锚板的原理，将水平支承力传递给支档结构，取得了节约用地和加快工程进度的显著效果；（6）对三峡永久船闸高边坡工程预应力锚索加固效应进行了系统深入的综合测试与数值分析计算，获得了对边坡开挖损伤区加固效果（形成一定范围的压应力区，提高岩体弹性模量和岩体完整性）的新发现，充实和发展了岩石锚固理论。推广应用情况：本项技术成果在锚杆承载力、拆芯技术、长锚杆钻孔偏斜控制、软弱地层和苛刻条件下的锚杆施工技术及工程规模等几方面均填补国内空白，与日本、美国、英国、西班牙等技术先进国家相比,达到国际先进水平。其中，长锚杆钻孔偏斜控制和软土锚固技术具有国际领先水平。本项研究成果获三项国家专利，其中无腰梁锚固技术获国家发明专利。该项目在三峡永久船闸高边坡预应力锚固工程、中国银行总行深基坑工程和首都机场(扩建)地下车库扩建工程等重点工程中发挥了技术保证作用，并在全国24个省市自治区得到推广应用。其中由课题组直接推广的工程项目230余项，锚杆总延米1200km，取得经济效益4亿元。由于本成果技术辐射间接推广的工程项目约2000余项，取得经济效益50亿元，成为我国新技术推广应用最成功的范例之一。此外，本成果与传统的技术相比，能节约用地，可合理利用国土资源，对防治滑坡、塌方等重大岩土工程事故有独特的效能，对保证人民生命安全有重要作用，具有显著的社会效益。