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: 特高地应力大型水工隧洞群爆破开挖关键技术

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: 雅砻江流域水电开发有限公司、长江水利委员会长江科学院、武汉大学、中铁二局第二工程有限公司、中铁十三局集团有限公司、中铁十八局集团有限公司

获奖年度: 2014

获奖人员: 冉懋鸽、王继敏、刘美山、曾雄辉、严鹏、尹健民、揭秉辉、杨家松、焦凯、吴新霞、姚雷、杨洋、杨建华、韩文起、陈拥军

成果简介:项目背景情况锦屏二级水电站引水隧洞平均埋深1500～2000m，最大埋深2525m，实测最大地应力值大于90MPa，属于特高地应力地下工程，开挖爆破面临围岩失稳、岩爆问题、隧洞成型质量、突发大变形、突涌水等问题，影响工程进度，甚至威胁施工人员和设备的安全。课题组以锦屏二级水电站为背景工程，开展了特高地应力条件下大型深埋隧洞爆破开挖设计、施工和安全控制研究，包括高地应力条件下隧洞开挖爆破安全控制标准、岩爆灾害防治机理与方法、隧洞爆破开挖程序与参数优化、围岩特性综合监控与反馈及爆破开挖安全评价等工作，提出了特高地应力大型水工隧洞群爆破开挖关键技术，解决了特高地应力条件下深埋隧洞爆破设计、施工和安全控制等方面的技术难题，使锦屏二级引水发电洞群开挖爆破取得了巨大成功。主要技术创新本项目的研究取得了关于特高地应力大型水工隧洞群爆破开挖关键技术的一系列研究与实例成果，主要创新成果如下：（1）分析了爆破冲击荷载和开挖卸荷耦合作用下围岩及锚固系统的振动及损伤特性，结合理论研究、工程类比、多参量实时监测分析，提出了特高地应力大断面深埋超长隧洞开挖爆破安全控制标准。（2）提出了在特高地应力条件下基于爆破法地应力快速释放、涵盖开挖程序及爆破参数优化的岩爆主动防治方法，并结合其他岩爆防治措施，形成了高地应力条件下深埋隧洞岩爆灾害的防治体系。（3）发展了“精确钻孔定位”、“微循环控制爆破”以及“弱振动爆破与机械处理相结合”等精细爆破施工工艺，配合采用了纳米材料喷混凝土、水胀式锚杆、机械涨壳式预应力锚杆等为核心的综合支护技术。推广应用情况本项目形成了一整套特高地应力条件下引水隧洞群开挖爆破设计、施工及安全控制等方面的相关成果，已成功应用于锦屏二级水电站水工隧洞群工程，实现了优质高效安全爆破开挖，产生直接经济效益5862万元。该研究成果为锦屏二级水电站发电工期上的4条引水隧洞提前贯通发电发挥了重要作用，产生的间接发电经济效益1.29亿元。目前正在两河口、杨房沟等水电站水工隧洞群开挖爆破中推广该项技术，应用前景广阔。通过应用本项目成果，推动了高地应力环境下深埋洞室群的建设，保障了深山峡谷地区电站建设的安全与高效，为建设国家能源骨干工程做出了重要贡献。通过应用本项目成果，推动了高地应力环境下深埋洞室群的建设，保障了深山峡谷地区电站建设的安全与高效，为建设国家能源骨干工程做出了重要贡献。研究成果还被多部行业标准、行业手册等所采用，并获批省级工法2项，授权专利1项，发表了大量学术论文，促进了我国工程爆破领域科学技术的进步与发展。