关于公示“锦屏深埋交通洞建设关键技术”成果 - 河海大学科技处.doc

附件：“超深埋长大水工隧洞建设关键技术及应用”成果公示 一、项目简介 我国的能源战略布局和节能减排需求推动了西部水电工程建设，水工隧洞的规模、长度、埋深、地质条件复杂性和技术难度不断被超越。国家西电东送骨干工程锦屏二级水电站，利用雅砻江150km长大河弯天然落差截弯取直引水发电，4条引水隧洞单洞长17km，开挖洞径13~14.6m，普遍埋深1500~2000m，最大埋深2525m，实测最大地应力113.87MPa，大理岩最小强度应力比0.8；高山峡谷超高压大流量岩溶地下水集中发育，最高外水压力10.22MPa，最大单点突涌水量7.3m3/s。超深埋隧洞的围岩稳定、强~极强岩爆、高压大流量突涌水等世界级难题直接关系到工程建设成败，“三峡最大、锦屏最难”已被水电业界所公认。 从2000年开始，在国家自然科学基金雅砻江水电开发联合研究基金等项目的支持下，项目组围绕超深埋长大水工隧洞建设关键技术难题，开展协同攻关，取得主要创新成果如下： 1、揭示了高应力诱发岩体破裂损伤的演化机制，建立了超深埋隧洞围岩时效破裂过程分析理论，提出了高差达3000m的高山峡谷岩溶地下水运移过程分析方法，为确保2500m级埋深、最小强度应力比0.8的条件下隧洞成洞及围岩稳定提供了基础理论依据。 2、创新了深埋工程围岩分类体系，系统提出了以控制围岩时效破裂为核心的水工隧洞动态反馈设计方法，构建了超深埋、超高外水压力条件下水工隧洞承载结构体系，形成了《超深埋隧洞支护设计指南》，突破了100MPa级地应力和10MPa级外水压力耦合作用下水工隧洞结构设计技术瓶颈。 3、建立了高地应力岩爆风险集成预警系统，首创了“超前诱导能量释放，时空分序强化围岩”的强岩爆综合防治技术；创建了地下突涌水灾害风险识别体系，研发了10MPa压力级大流量地下突涌水综合治理技术；提出了10km级超长隧洞无轨运输巷道式射流施工通风方法；创造了隧洞群多掌子面协同、空间分序快速施工技术，实现了长大水工隧洞群安全快速施工。构建了超深埋长大水工隧洞群运行安全监控体系，保障了工程长期安全运行。 本成果应用于锦屏二级水电站建设，工程和相关技术指标世界领先：(1) 成功建成了世界上规模最大、埋深最大、外水压力最高、综合技术难度最大的水工隧洞工程；(2) 成功实现了世界首例最高外水压10.22MPa、最大单点流量7.3m3/s隧洞突涌水的综合治理；(3) 创造了强、极强岩爆条件下洞径13~14.6m隧洞单洞单月开挖1300m的世界记录；(4) 创造了超长隧洞无轨运输9602.8m通风距离与独头掘进世界纪录；成果全面应用于最大埋深1677m的江边水电站水工隧洞、埋深2400m的世界埋深最大的中国锦屏地下暗物质实验室等工程建设。获直接经济效益100多亿元，并具有显著的社会效益。 相关成果获得省部级科技进步特等奖2项、一等奖3项；获授权专利36项（发明专利23项），国家级工法1项，省级工法6项；出版专著3部，发表论文230余篇（SCI、EI收录120多篇）；相关技术纳入4部国家和行业规范、2部行业手册。本项目在水工隧洞工程建设技术领域取得的重大突破，对于我国乃至世界地下工程建设具有重要的里程碑意义。二、主要完成人情况 排名 姓名 职称 工作单位 主要技术贡献/曾获国家科技进步奖奖励情况 1 张春生 教高 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 项目负责人，全面负责项目研究工作，主持创新点1-3的研发 2 陈云华 教高 雅砻江流域水电开发有限公司 项目负责人之一2010年度，国家科技进步二等奖第7复杂水电能源系统优化运行关键技术研究及应用，；2012年，国家科技进步二等奖第7高坝动静力超载破损机理与安全评价方法，2004年，国家科技进步二等奖排名第1大型岩体工程稳定性和优化的分析方法及应用2010年，国家科技进步奖二等奖排名第1岩石力学智能反馈分析方法及其工程应用；2013国家科技进步奖二等奖排名第1硬岩高应力灾害孕育过程的机制、预警与动态调控关键技术2011年，国家科技进步奖二等奖，排名第4，隧道含水构造等不良地质超前预报定量识别及其灾害防治关键技术，证书编号：2011-J-221-2-02-R04。 9 任旭华 教授 河海大学雅砻江流域水电开发有限公司主要负责工程建设和运行管理并将该成果全面推广应用到锦屏二级引水隧洞工程。 2 中国集团华东勘测设计研究院有限公司主要~极强岩爆、高压大流量突涌水等技术方面做出重大贡献，并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程等。 3 中国科学院武汉岩土力学研究所并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程。 4 河海大学 参与高山峡谷岩溶地下水运移过程分析方法方面研究，并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程。 5 北京振冲工程股份有限公司 参与研发了10MPa级复杂