长江科学院-获奖成果详情长江水利委员会科学技术奖

获奖名称: 复杂条件隧洞不良地质体弹性波超前探测关键技术与装备

获奖等级: 一等奖

获奖类别: 长江水利委员会科学技术奖

授奖单位: 长江水利委员会

完成单位: 长江水利委员会长江科学院

获奖年度: 2022

获奖人员: 周黎明、肖国强、周华敏、付代光、王法刚、张杨、张敏、陈志学、夏波、李玉婕、付小念、周密

成果简介:主要内容：本项目面向地下工程安全建设与风险预警的国家重大战略需求，针对隧洞不良地质体超前探测技术装备、地下工程结构缺陷预报等问题，深入开展复杂深埋隧洞不良地质弹性波超前探测关键技术及其新装备、超前地质预报标准化和信息化等一系列研究工作。开展隧洞空间岩体地震波场传播机理与正演技术研究，揭示隧洞施工过程典型不良地质体的地震波场传播规律与响应时空演变特征；针对复杂地质条件隧洞地震数据处理问题，研发隧洞地震数据处理软件系统，提出隧洞弹性反射波最小二乘反演成像技术和贝叶斯非线性随机反演技术，提高隧洞弹性波超前探测精度；研发隧洞弹性波超前探测系统装备（TEP），有效解决复杂地质条件下，深埋长隧洞、大断面地下洞室等地下工程超前地质预报难题；编制了水电行业第一部超前地质预报规范—《水电水利地下工程地质超前预报技术规程》，开发一套集合岩土勘探资料成图和实时互动展示两项功能的地下工程地质综合勘察管理系统，实现超前地质预报精确化、标准化、信息化。项目特点：（1）研发隧洞弹性波超前地质预报系统TEP。本预报系统包含TEP主机、三分量接收传感器、孔中推拉杆、同步触发转换装置等，有效提高了采集数据的信噪比和灵敏度，实现了长距离不良地质体的探测和实时监控采集数据质量。（2）基于Windows平台，构建树形导航结构框架，独立自主研发TEP系统配套地震数据处理软件系统，实现采集地震数据的高效高精度处理成图解译。（3）针对复杂地质条件不良地质体成像精度不足难题，提出了隧洞地震数据的最小二乘线性反演成像和非线性贝叶斯反演技术。（4）在此基础上，建立了隧洞不良地质弹性波超前探测技术体系，有效提高隧洞施工不良地质的探测精度。（5）本项目出版专著2部，行业规范3部，取得专利软著7项，发表高水平论文20余篇，查新报告2份，水利部先进实用技术推广证书1份，成果达到国内同类研究领先水平。（6）本项目实施以来，创造经济效益达2000余万元，研发的地质超前探测设备性能和技术指标优于同类产品，在国内外市场具有较强的竞争优势。推广应用：依托于国家级、省部级项目、重大工程建设项目等，项目成果在蒙华铁路、梅汕铁路、滇中引水工程等地进行了应用示范，准确有效预测隧洞施工掌子面前方不良地质分布特征。项目研究成果显著提升我国隧洞超前地质预报技术装备水平，对保障隧洞建设安全具有重要的经济价值和社会意义。新研发的预报装备具有良好经济效益，应用前景广阔，有力推动了地质超前探测技术装备现代化。