2017年国家科技进步奖推荐项目项目名称二-四川大学科研院.PDF

2017 年度国家科技进步奖推荐项目 一、项目名称 水电工程600m 级高陡边坡变形稳定控制与开挖加固技术 二、推荐单位意见 我单位认真审阅了项目推荐书，确认全部材料真实有效，符合 国家科技奖励办的填写要求。 项目针对水电工程高陡边坡变形稳定控制与开挖加固技术，开 展了持续近20 年的理论和应用研究，提出了工程岩体动态损伤破坏 理论，创建了考虑渐进破裂过程的高陡边坡开挖监测预测方法，显 著提高了高陡边坡安全风险辨识水平，实现了边坡开挖和加固的高 效协同控制和安全稳定；提出了双聚能预裂爆破方法，是爆破技术 的一大突破和创新，有效提高了开挖形体精度和施工效率，显著降 低了开挖扰动；研发了 100m 级超深长锚索高精度快速钻孔技术，研 制了锚索孔固壁固端新材料和锚索液压自动送索与张拉监控系统， 首创软弱破碎带高压冲洗置换方法，形成了成套边坡加固技术，应 用于小湾、锦屏一级特高拱坝600m 级坝肩边坡，解决了复杂地质条 件下大吨位超长锚索施工、深部裂缝补强加固等世界级难题。项目 获专利 121 项，发表SCI、EI 收录论文 120 篇，获国家与省部级工 法38 项，主编行业标准9 项，获省部级特等奖3 项、一等奖8 项， 是完全自主创新技术，有重大突破，经评审，成果的技术、经济等 指标达到国际领先水平，已成功应用于锦屏、小湾、高摩赞等近百 座国内外大中型水电工程，应用工程获国际里程碑工程奖 4 项、国 家优质工程金奖 3 项、中国建设工程鲁班奖4 项，并推广应用于交 通、矿山等行业，应用前景广阔。项目完成单位近三年新增销售额 75.7 亿元，新增利润2.7 亿元，经济和社会效益显著。 推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。 三、项目简介 我国主要的水电工程集中在高山峡谷地区，地质条件复杂、河谷 深切，巨型水电工程开挖边坡高度达 600m 级，坡度高达 70°～80°。 高陡边坡赋存地质缺陷和大规模不稳定体，变形失稳机理极其复杂， 高拱坝开挖边坡高度达600m 以上，坡度陡峻，爆破开挖与变形控制 难度巨大，高陡边坡施工与运行安全是制约水电工程的突出难题。本 项目通过近二十年的产学研协同攻关，形成了系统的高陡边坡变形稳 定控制与开挖加固技术，攻克了锦屏、小湾等水电工程边坡施工的世 界级技术难题。 主要创新成果如下： 1、提出了岩石断裂韧度和断裂能测试新方法，揭示了岩体多尺 度动态响应机理，建立了微裂纹干涉模型、节理岩体动态损伤本构模 型和微震效应的岩体损伤模型，形成了工程岩体动态损伤破坏理论， 用于指导特高陡边坡工程变形稳定施工控制。 2 、建立了考虑动态卸荷和渐进破裂过程的高陡边坡开挖连续三 维监测预测方法，形成了监测、反馈与预警为一体的高陡边坡时空全 域变形控制安全评价体系，显著提高了高陡边坡安全风险辨识水平， 实现了边坡开挖和加固的高效协同控制和安全稳定。 3、提出了双聚能预裂爆破方法，研发了用于预裂和光面爆破的 椭圆双极聚能药柱及装药设备，有效地提高了预裂爆破的质量及效率； 研究采用了高精度延时雷管及与岩性匹配的炸药，科学分层分区，有 效控制了爆破对边坡的振动影响；研发了系列开挖钻孔工艺和机具， 有效提高了钻孔质量和复杂开挖形体精度。 4 、研发了 100m 级超深长锚索高精度快速钻孔技术，研制了锚 索孔固壁固端新材料和锚索液压自动送索与张拉监控系统，解决了复 杂地质条件下大吨位超长锚索施工难题；提出了软弱破碎带高压冲洗 置换方法。形成了锚固、灌浆、置换的成套边坡加固技术。 成果已成功应用于锦屏、溪洛渡、高摩赞等近百座国内外大中型 水电工程，并推广应用于交通、铁路、矿山等行业。项目完成单位近 三年新增销售额75.7 亿元，新增利润2.7 亿元。取得了显著的经济社 会效益。 本项目在中国大坝工程学会组织的专家评审中被评价为“国际领 先水平”。理论成果在Int J Rock Mech Min Sci 、Rock Mech Rock Eng 等国内外权威期刊发表论文216 篇（SCI 收录47 篇、EI 收录73 篇）， 出版专著3 部；技术成果获发明专利26 项、实用新型专利95 项、软 件著作权7 项，主编行业标准9 项，获国家及省级工法38 项；工程 项目获国际里程碑工程奖4 项、国家优质工程金奖3 项、中国建设工 程鲁班奖4 项。获省部级特等奖3 项、一等奖8 项。培养了复合型技 术人才300 余人、博士20 余人、硕士 100 余人。有力地推动了行业 科技进步。 四、客观评价