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[成果] 1700520398 北京
TQ53 应用技术 煤制品制造 公布年份:2018
成果简介:中国富煤缺油,煤制油品/烯烃大型现代煤化工技术是发挥中国煤炭资源优势,实现煤炭清洁高效利用的重要途径,是中国经济发展的重大需求,对中国经济发展和国防安全具有重大战略意义。在国家“973”、“863”等计划支持下,经过30多年开拓性研究和协同创新,攻克了煤制油品/烯烃首次工业化的系列世界性难题,在全球率先掌握了百万吨级煤直接液化和60万吨级煤制烯烃成套技术,实现了五大创新:1.首创了煤制油品/烯烃大型现代煤化工工程化技术,开辟了以煤制取清洁油品和化学品的新路径。2.突破了超大超厚装备设计及制造技术,实现了现代煤化工核心装备的中国制造。3.首创了现代煤化工系统集成与运行技术,建成了世界首套煤制/油品烯烃示范工程,实现了安全稳定长周期运行。4.突破了煤化工高难度废水处理技术难题,解决了水资源制约问题。5.首创了煤化工CO2捕集封存(CCS)与监测成套技术,建成世界首个10万吨级煤化工CCS工程,提高了中国在国际气候战略博弈中的话语权。该项目获授权发明专利114件,制订国家、行业及企业标准34项,发表论文76篇,出版专著6部,成果在鄂尔多斯、包头等地的18套装置中应用,奠定了中国现代煤化工产业发展基础,推动了西部区域经济协调发展,占领了世界现代煤化工的制高点,确立了中国在现代煤化工领域的世界领导地位。
[成果] 1700520125 湖北
P 应用技术 基础地质勘查 公布年份:2017
成果简介:项目所属科学技术领域:自然灾害监测预报。岩土体结构动态演变是滑坡灾变过程的关键特征,基于动态评价的重大工程灾变滑坡监测预警与治理是亟待解决的关键难题。在大型水利水电、交通和矿山等重大工程建设及运行中,如何避免引发和遭受灾难性重大滑坡的危害,保障重大工程安全和区域人民生命财产与社会稳定,是实现国民经济目标的重大而迫切的战略需求。针对重大工程灾变滑坡动态评价、监测预警与治理关键技术,开展理论方法与技术创新研究,取得了一批具有国际影响和广泛应用价值的创新成果:(1)提出了基于岩土体结构演变的滑坡灾变过程判识方法:提出了重大工程滑坡顺层渐进、切层渐退、溃屈失稳、弯折滑移、软弱滑脱和深层蠕变灾变模式;构建了与灾变过程相对应的滑坡结构演变体系,揭示了重大工程滑坡结构演变机理;提出了岩土体结构演变与多场关联分析相结合的滑坡灾变过程判识方法,实现了滑坡灾变过程工程地质特征的定量判识。(2)研发了滑带土新型大尺度现场原位测试技术,提出了滑坡动态评价方法:研发了滑带土新型大尺度现场原位剪切仪和三轴流变仪,首次实现了滑带土大尺度直剪和三轴流变原位试验;建立了基于水致及震致结构劣化的岩土体力学参数非线性动态衰减模型,揭示了滑坡灾变过程中岩土体强度动态衰变规律;建立了滑坡演化动力学方程和多参量时效稳定性判据,提出了基于结构演变和参数衰减规律的滑坡动态评价方法。(3)研发了滑坡全断面、多参数、大位移监测技术与实时动态预警平台:研发了新型地表位移监测仪、多场参数监测仪和抗滑桩倾斜实时监测仪;研发了滑坡-防治结构体系协同作用大型物理模型试验装置及试验技术,提出了滑坡-抗滑结构体系协同演化多场监测体系构建方法与综合监测技术,建立了滑坡-防治结构体系灾变过程的划分标准。研发了具备监测网可视化、多场数据接入、多维数据融合功能的滑坡多场信息动态监测预警平台,实现了滑坡全断面、多参数、大位移、全天候实时监测预警。(4)提出了重大工程灾变滑坡关键治理方法与技术:基于滑坡灾变过程关键控制因素、时间和状态等控制律,提出了重大工程灾变滑坡治理方法。提出了滑坡-防治结构体系协同作用的动态分析与设计方法,研发了锚索群与抗滑桩群非均匀立体优化设计关键技术,实现了滑坡-抗滑结构体系动态全局化设计。研究成果获湖北省科技进步一等奖,主编地质灾害防治行业规范8部,授权国家发明专利28项、软件著作权6项,出版专著4部,发表SCI收录论文60篇、EI收录论文160篇,组织国际、国内重要学术会议7次,作国际大会特邀报告15次,促进了地质灾害行业技术进步与学科发展。研究成果广泛应用于湖北、四川、重庆、贵州、西藏和宁夏等滑坡地质灾害多发地区,开展了大型水利水电、交通、矿山工程和四川地震灾区地质灾害预测预警与治理设计,取得了显著的社会效益与经济效益,发挥了重要示范作用。
[成果] 1700520312 湖北
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2017
成果简介:中国生活垃圾年产量约1.92亿吨,且每年以10%的速度增长,年产量处于世界首位。中国约80%的生活垃圾采用填埋方法处理。由于沼气和渗沥液产生运移致灾机理认知不清、监测方法和主动调控技术缺乏,全国现役1100余座填埋场中,大多存在底部防渗系统渗漏和顶部封场系统开裂问题,导致土壤、地下水和空气污染等重大环境灾害。根据相关部门调查,中国80%以上填埋场周围土壤和地下水污染严重超标,空气中硫化氢最高超标24倍。针对上述问题,该项目通过十余年系统研究,发展了填埋场沼气和渗沥液产生运移的致灾分析理论,创新了沼气和渗沥液释放过程监测与防渗系统失效探测方法,开发了沼气和渗沥液致灾的主动控制技术,解决了沼气和渗沥液运移致灾机理不清、实时监测方法缺乏和被动治理效果不显著三个方面技术瓶颈问题,实现了填埋场灾变从被动治理到主动调控的突破。主要创新成果如下:1.发展了填埋场沼气和渗沥液产生运移的致灾分析理论。自主研制了多场多相耦合大型模拟试验系统,实现了沼气和渗沥液产生运移过程的真实模拟,形成的测试分析方法已纳入国家标准CJJ/T204-2013;提出了沼气和渗沥液产生运移的多相多组分预警模型,提高了沼气产气预测的准确率,克服了以往模型未能真实表征多相介质相互作用下渗沥液产生运移过程及水量预测结果偏低的不足;建立了复杂环境下防渗系统失效分析理论,解决了防渗系统失效泄漏等环境灾害定量分析评价难的“瓶颈”问题。2.创新了沼气和渗沥液释放过程监测与防渗系统失效探测方法。研发了沼气和渗沥液一体化在线监测系统,提高沼气和渗沥液污染物数据监测效率10倍以上,节约监测成本约45%;研发了填埋场渗沥液渗漏探测的温纳-偶极联合探测系统,渗沥液渗漏有效探测面积较传统电法扩大约1.5倍,漏点识别准确度从低于50%提高到100%,并获批省级施工工法。形成的监测和探测方法分别纳入国家行业技术标准CJJ175-2012和CJJ/T214-2016中。3.开发了填埋场沼气和渗沥液致灾的主动控制技术。开发了沼气-渗沥液运移过程的协同优化调控技术,甲烷收集效率提高了35%-40%,填埋场稳定化时间缩短40%以上;开发了顶部封场生态污泥腾发覆盖技术,降低渗透系数2-3个数量级,已纳入《生活垃圾卫生填埋技术导则》(RISN-TG014-2012);开发了底部防渗系统粘土胶凝固结防渗技术,与广泛采用的水泥固结防渗技术相比,提高抗渗性1-2个数量级,降低酸碱溶蚀率35%-45%,提高使用寿命15-20年。研究成果主持获得省级科技进步一等奖3项,中国产学研合作创新成果一等奖1项;主编和参编国家及行业标准12项(其中主编8项);获批省级工法2项;授权国家专利46项(发明31项,实用新型15项);SCI、EI论文150余篇;软件11项;专著4部。研究成果成功应用于武汉金口等80多个垃圾填埋场,为中国垃圾填埋场安全运行与资源化发挥了关键技术支撑和引领作用,经济效益达10.7亿元,环境效益和社会效益显著。
[成果] 1700520245 上海
U23 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:2008年以来,项目组围绕复杂环境(周边环境和地质环境)超大断面暗挖地铁车站施工过程中普遍存在的“施工步序多、临时支撑材料消耗大、变形控制难、安全风险高”等问题及富水土岩复合地层超大断面明挖地铁车站普遍存在的难以兼顾处理结构受力、结构防水、经济效益、施工工效等问题,针对“破碎岩层、软弱土层、富水土岩复合地层”三种地层,从地下工程地层-支护相互作用关系特点出发,遵循“保护地层、利用地层、适应地层”的原则,以重庆地铁、沈阳地铁、深圳地铁为载体,通过工程类比、理论研究、模型试验、数值分析、监测反馈等手段,开展系统研究(项目编号CSCES-2008-Z-20),形成了复杂环境超大断面地铁车站施工关键技术,主要创新成果如下:(1)针对破碎岩层超大断面暗挖地铁车站,研发了“十字岩体法”施工关键技术。首次提出了充分发挥地层自身支撑能力的“内岩支护”理念,发明了“十字岩体法”施工技术;建立了“十字岩体法”地层-支护相互作用力学模型,提出了相应的施工过程数值与物理模拟仿真分析方法,揭示了“十字岩体法”施工过程力学效应,并给出了“十字岩体法”开挖支护的优化设计方法;研发了适用于“十字岩体法”的内岩支护、解除技术和利用内岩的模板台车装备。形成了破碎岩层超大断面暗挖地铁车站“十字岩体法”施工技术。(2)针对软弱土层超大断面暗挖地铁车站,创新形成了“管幕预筑法”施工关键技术。首次提出了“结构先做”的地铁车站暗挖施工理念,发明了“管幕预筑法”施工技术;建立了“管幕预筑法”地层-支护相互作用力学模型,开展了模型试验,揭示了“管幕预筑法”施工作用机理,提出了“管幕预筑法”结构设计计算方法;研发了适用于“管幕预筑法”的大直径钢管长距离顶进技术、管幕空间切割焊接成型技术及狭小空间钢筋混凝土结构施工技术。形成了软弱土层超大断面暗挖地铁车站“管幕预筑法”施工关键技术。(3)针对富水土岩复合地层超大断面明挖地铁车站,创新形成了“组合围护结构”施工关键技术。提出了强调地层适应性的富水土岩复合地层“围护结构多样化”理念,研发了桩式地连墙、上墙下锚、上墙下桩、装配式地连墙等“组合围护结构”技术;建立了基于地层-支护相互作用的“组合围护结构”力学计算方法,揭示了组合围护结构作用机理。形成了富水土岩复合地层超大断面地铁车站“组合围护结构”技术。项目授权发明专利23项、实用新型专利50项;发表学术论文31篇,主编行业标准1项,形成国家一级工法2项,授权软件著作权2项,获得国际隧道协会(ITA)“年度杰出工程奖”1项、省部级科技进步一等奖3项、省部级质量奖3项,项目提高工效15%以上,临时支撑材料节约30%以上,综合成本降低约20%;项目成果推广应用于重庆地铁、沈阳地铁、深圳地铁等10余项超大断面车站工程,产生经济效益5.481亿元。丰富了中国超大断面车站工程技术手段,提升了中国城市地铁车站施工水平。
[成果] 1700630213 湖北
TE1 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:该项目属能源、水和矿产资源领域。中国大部分油气藏存在着埋深地质构造复杂、储层非均匀性强等现象,储层注采、完井及储层改造等作业频繁,深部储层岩体处于“三高一扰动”(高地应力、高温度、高渗透压力和施工作业扰动)的恶劣环境,若不能准确预测储层在复杂环境及地质条件影响下的稳定性,将会给钻完井施工、油气开采、水/气驱注入及储层改造带来很大挑战。该项目针对油气储层在复杂环境和地质条件下的稳定性评价及钻完井对策技术等重大难题,从2009年起,长江大学联合国内知名企业,在国家重大专项、国家自然科学基金以及中石油、中石化等企业资助下展开技术攻关,形成了复杂环境与地质条件下油气储层稳定性控制关键技术。其主要创新成果:1、建立了以关键井地应力为约束条件的多目标侧压力反演模型,提出了区域应力场到局部应力场的跨尺度反分析方法,研制了考虑多物理场耦合效应的储层应力场反演系统软件。2、研制了评定复杂流体环境和多轴应力条件的岩石破损特征及其渗透性演化的测试装置和方法,提出了一种考虑储层实际环境的热-弹塑性损伤本构模型,丰富了致密储层和疏松砂岩的岩石破裂损伤耦合理论和数值仿真方法,揭示了储层岩石损伤演化与注水施工作业的关系。3、提出了考虑储层压力衰竭对地应力影响的井眼稳定性预测方法,发展了考虑温度-渗流-应力-损伤耦合效应的储层出砂预测模型,揭示了储层温度、完井方式、生产工艺参数对近井壁储层围岩的影响规律。4、提出了考虑储层物性的筛管冲蚀及寿命的评价方法,丰富了多因素条件下防砂方式选择原则,研制了适用于边底水丰富油藏开发的控水筛管和出砂井的洗井工具。经第三方评价,该项目在深部复杂油气储层应力场反演手段及方法、储层岩石裂隙扩展机制、油气储层防砂完井及洗井完井的工艺和技术等方面达到了国际先进水平。在该领域的知名期刊上发表论文SCI和EI期刊论文32篇,被引次数120余次,发明专利7项,软件著作权4项,部分成果纳入行业标准,起到引领和示范,促进行业科技进步。
[成果] 1800120255 浙江
TV5 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该项目以国家自然科学基金雅砻江联合研究基金等为支撑,针对西南高山峡谷地区大型深埋隧洞工程普遍存在的高地应力、高外水压力等制约工程建设的关键因素,以锦屏二级水电站深埋隧洞为依托,围绕工程重大地质灾害问题开展了深入系统研究,历经20余年,取得一系列重要成果,攻克了深埋水工隧洞重大地质灾害风险识别关键技术难题。主要技术内容和创新点:(1)系统开展了深埋水工隧洞工程地质条件研究,创新提出了深埋岩石无损取样技术和硬岩强度时间效应测试方法,通过试验研究揭示了深埋岩体力学参数变化规律;发展完善了高地应力及高外水压力条件下钻爆法的围岩分类体系(JPF)和基于TBM掘进参数的围岩分类体系(JPTBM)。成功应用于锦屏二级水电站引水隧洞的围岩分类,为深埋水工隧洞设计提供了科学依据。(2)创新开展了高压低温三轴溶蚀实验,结合岩溶发育特征、岩溶水动态、水化学和水同位素等研究,揭示了锦屏工程区岩溶地下水分布、运移规律,发展了高山峡谷岩溶地下水地质灾害识别技术,提出了深埋隧洞围涌水量综合预测方法。(3)集成创新了深埋长隧洞的地质分析、TSP和地质雷达的超前预报优选组合方法;创新提出地层相对介电常数测定法、地质结构面产状探测法、地质雷达首波相位法以及TSP法预报判别准则和地质雷达法预报突涌水构造的判别方法。建立了深埋隧洞涌突水宏观预测、长短距离超前地质预报相结合的地下水识别技术体系,避免了特大涌突水造成的地质灾害。(4)研制了耐压标准达150兆帕的高压水压致裂地应力测试装备,成功测试了锦屏二级水电站引水隧洞最大主应力值(113.87兆帕);首次提出了高地应力引起的岩爆、松驰破坏的判别标准;采用强度理论和地质分析、现场监测反馈等综合方法,建立了深埋隧洞高地应力岩爆灾害危险性识别和预测预报的技术体系,有效减少了岩爆造成的地质灾害。
[成果] 1700520304 四川
TV5 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该项目属水利水电工程领域。锦屏二级水电站装机4800MW,是中国“西电东送”骨干工程,对推进国家西部大开发、优化区域电源结构具有重大战略意义。由4条引水隧洞组成的世界埋深最大、规模最大的水工隧洞群,长距离穿越地质条件异常复杂的雅砻江锦屏大河湾。工程建设面临2500m级超深埋隧洞强烈岩爆与严重破坏、千米水头级超高压大流量岩溶地下水重大危害,以及二者耦合作用下隧洞能否成洞等世界级技术挑战,运行期还必须解决特大规模引水式电站复杂水力瞬变流安全稳定难题。在国家自然科学基金雅砻江联合研究基金等项目的支持下,项目组开展了深部岩石力学、岩溶水文地质学、结构力学、瞬变水力学等多学科交叉与集成研究,取得了系统的创新成果。1.创建了超深埋特大隧洞强烈岩爆风险预测与防控集成技术体系。提出了超高地应力场测试分析和岩爆风险分区新方法,构建了岩爆风险多指标评价系统,首创了“超前诱导释放能量,时空分序强化围岩”的岩爆防控集成技术体系。攻克了100MPa级超高地应力强烈岩爆区隧洞安全施工难题。2.提出了超高压大流量岩溶突涌水灾害预测预警与防治成套技术。建立了高山峡谷岩溶水孕育演化、突涌运移规律的非线性分析预测方法,提出了突涌水灾害风险多尺度递进识别与预警方法,研发了超高压大流量地下突涌水治理成套技术。解决了千米水头级超高压大流量地下突涌水高效治理难题。3.建立了超深埋特大隧洞成洞设计方法。构建了超深埋条件下反映真实围岩性状的围岩分类体系,提出了以“抑制围岩时效破裂”为核心的超深埋隧洞成洞和围岩稳定控制方法,建立了以围岩为主体的复合承载结构设计方法。破解了超高地应力和超高外水压力耦合作用下特大隧洞建设的世界级难题。4.创新了长大引水发电系统机电一体化水力设计方法和调控方法。提出了大流量长隧洞高压引水发电系统机电一体化水力瞬变流计算方法,建立了以全新差动式调压室为核心的水力调节设计方法,研发了引水发电系统机电一体化精准反馈智能调控技术。实现了大流量长引水式电站的安全稳定灵活运行。研究成果攻克了强烈岩爆防治、高压大流量突涌水治理、超深埋隧洞成洞、复杂水力瞬变流调控等技术难题,形成了超深埋特大引水隧洞发电工程关键技术体系,已在锦屏二级水电站成功实践,并广泛推广应用于水利水电、矿山、交通等多个工程领域,近三年新增销售额超80亿元,同时为中国锦屏暗物质地下实验室成功建成提供了关键技术支持,取得了显著的经济、社会和环境效益。研究成果获省部级科技进步特等奖2项、一等奖4项、二等奖2项;授权发明专利37项,软件著作权6项;出版专著7部,SCI、EI收录论文118篇,纳入6部国家(行业)规范、2部行业手册,极大推进了该领域的科技进步,并作为技术攻关成功范例写入《电力发展“十三五”规划》,对此后中国深埋地下工程建设起到引领和示范作用。
[成果] 1800120146 河北
X16 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:气候变化是本世纪人类面临重大的生存与发展问题之一。工业革命以来的人类活动,尤其是发达国家在工业化过程中大量温室气体的排放,引起全球气候近50年来以变暖为主要特征的显著变化,对全球自然生态系统产生了明显影响,给人类社会的生存和发展带来了严重挑战。二氧化碳地质储存技术作为碳减排的有效措施之一,正受到国内外政府、企业和研究机构所关注。建立了深部咸水层二氧化碳地质储存沉积盆地地质分析方法。提出了储存工程短期尺度储存效率提高与中长期储存量转化优化控制方案。建立了深部咸水层二氧化碳地质储存圈闭识别与评价方法,成功研制出深部原位流体气体置换式取样装备。
[成果] 1600600547 湖北
U41 应用技术 道路运输辅助活动 公布年份:2016
成果简介:湖北省十堰至白河(鄂陕界)高速公路是福州至银川高速公路十天联络线的重要组成部分,路线方案区地处中国中部秦巴山区腹地,属于山岭重丘地形,山高坡陡,沟壑纵横;区内地质构造条件复杂,断层陡壁比比皆是,受海拔高度,坡向等地形地貌因素影响,区内山地小气候具有多样性,夏季灾害天气较多,常有干旱、暴雨-强降雨出现,其中暴雨-强降雨,宜引发山体滑坡、崩塌等地质灾害,经勘察发现线路走廊带有多处古滑体和崩塌现象,是控制该公路工程建设成败的关键技术难题。在上述地质环境较为脆弱的地区修建高速公路,在很大程度上将改变沿线的地质和环境条件。一方面造成自然条件下能够自稳的滑坡丧失稳定性,另一方面使得深层岩土体暴露于环境营力影响之下,对高速公路的长期运营构成潜在的威胁。因此,开展高速公路滑坡演化特性与失稳机理研究,进行滑坡体、滑坡区域隧道、桥梁的稳定性评价,并提供工程治理措施的优化方案是公路边坡工程建设的急需,对公路的方案设计、施工及运营安全具有重要的影响。
[成果] 1700360166 云南
U45 应用技术 工程技术与规划管理 公布年份:2016
成果简介:中国西南山区地形、地貌、地质条件复杂,土地资源珍贵,生态保护严格,公路与铁路在同一线位走廊近距离交叉布设的情况越来越多,产生了较多的近距离交叉近接工程。由于与既有隧道距离近,钻爆法施工又会对围岩特别是软质危岩和既有隧道会产生不利的影响,所以交叉近接隧道工程的施工难度要明显高于常规隧道工程,且易发生施工安全问题。为解决这一工程难题,该项目依托云南大丽高速公路、毕节至威宁高速公路软岩近距离交叉隧道工程,紧紧围绕小垂距公路隧道爆破振动传播机理和控制技术、软岩公路隧道施工与支护等关键科学技术问题进行攻关,突破了小垂距软岩公路隧道交叉段爆破振动传播机理、爆破控制技术与方法以及软岩公路隧道交叉段施工与支护设计方法等方面的核心技术,形成了具有自主知识产权的公路与铁路小垂距交叉软岩隧道设计施工关键技术,并实现了依托工程的安全、高效建成。该项目取得以下主要创新性成果。揭示了公路隧道软岩大变形规律,准确预报了软岩公路隧道围岩变形和破坏,提出了软岩公路隧道优化施工工法和支护设计,科学合理地确定了软岩公路隧道支护方案和支护参数,改善了隧道的受力状态,使隧道变形有效控制在允许范围之内。揭示了软岩公路隧道爆破振动传播与影响规律,攻克了小垂距软岩公路隧道爆破振动控制技术与方法,确保了既有隧道在爆破影响下峰值振动速度不超过7cm/s,且新建隧道交叉段施工日平均进度不低于1.5米,替代了以前只能采用人工和机械挖掘的缓慢施工方法。提出了小垂距交叉软岩隧道交叉段施工监测与预警技术,确定了合理的监测标准与控制指标,保证了小垂距交叉软岩隧道的安全施工。开发了一种公路隧道静态爆破施工技术,破岩效率高,且不产生爆破震动,有效解决了洞口段等不允许进行常规爆破的施工难题。开发了一种抗冲击大变形预应力锚杆,变形范围大,工作力学性能好,在冲击荷载作用下可以保持不松脱。该项目在大丽高速公路天井山隧道研发并成功应用,并在云南省昭会、待功高速公路、贵州省毕节至威宁等多条高速公路推广应用,累计应用里程达20公里,产生直接经济效益达1.31亿元。获发明专利2项,实用新型专利1项,获软件著作权3项,发表EI论文10篇,核心期刊论文3篇,培养交通科技人才近百名。经本行业专家鉴定,项目研究成果总体达到国际领先水平,经济社会效益显著,推动了山区高速公路隧道建设的科技进步,为软岩小垂距交叉公路隧道提供了可靠的理论与技术支撑。
[成果] 1700260169 安徽
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:煤矿地质异常带中的岩层破碎软弱,自稳能力极差,加之断层水的作用使得巷道破坏和失修屡屡出现,存在重大安全隐患,巷道返修率很高,耗资巨大,地质异常带富水软弱巷道围岩稳定控制成为煤矿安全生产的一大难题。近年来,由于淮南矿区开采深度不断增大,地应力、渗透压力、温度梯度的增高使得地质异常带中巷道支护更为困难,亟需研发适用于深部地质异常带极破碎软弱富水巷道围岩的稳定控制技术。 顾桥矿F108异常地质构造带,组合断层最大落差140m,宽670m,顾北矿F104异常地质构造带,组合断层最大落差79.5m。该地质异常带中的岩体不仅破碎、软弱、富水,而且在巷道掘进过程中,打钻“喷孔”及“似泥石流”现象频现,巷道无法掘进和支护。特别是顾桥矿南翼-780m胶带机大巷和轨道大巷穿过的F108地质异常带,被国内采矿界称为巷道支护的“世界难题”。 该项目在淮南矿业集团科技攻关项目“顾桂井田异常地质构造带巷道安全掘进与加固技术研究”、“深部地质异常带极破碎软弱富水围岩巷道施工与支护技术研究-新型支护结构与信息化施工技术研究”的支持下,在系统研究异常地质构造带巷道围岩赋存条件、断层分布情况、裂隙水的分布情况的基础上,分析了地质异常断裂带内大断面巷道围岩矿压显现规律;揭示了围岩变形破裂发生机理与地面注浆法加固煤矿断层带机理,建立了流固耦合模型;研发了可提高锚固力的锚索、新型注浆锚索及巷道高压超前注浆设备等新产品、新设备;在攻克地面注浆、井下高压分步复合立体注浆、新型锚注一体化系列关键技术的基础上,形成了超前高压预注浆加固、高强预应力锚杆锚索为基础的锚架注主动强化、滞后分步注浆、底板锚注相结合的地质异常带极破碎软弱富水巷道围岩控制成套技术。 该研究课题取得国家发明专利2项,实用新型专利4项;起草国家能源局行业标准1部;在国内外SCI、EI、中文核心等期刊发表论文8篇。 该项目成功解决了顾桥矿F108异常地质构造带及顾北矿F104异常地质构造带中巷道支护的难题,研究成果在淮南矿区多个矿井的深部地质异常带中的巷道进行了推广应用,形成了煤矿深部地质异常带极破碎软弱富水巷道围岩稳定控制技术体系,效果显著。近3年来,应用该项目技术成果累计为企业节省巷道支护和煤炭生产成本近7.3亿元。此外,“锚注一体化”注浆锚索、高压注浆等技术在水利水电、隧道工程等破碎软弱围岩加固、水害防治等工程中也具有应用价值。
[成果] 1700330184 福建
U45 应用技术 [工程技术与规划管理, 土木工程建筑] 公布年份:2016
成果简介:福建地处华南武夷山区,特别是闽西北、闽东地区的高速公路建设中桥隧比很大,出现一大批长大隧道,地质条件复杂、构造运动强烈,隧道施工过程中出现不良地质灾害的风险较大。如何做好隧道超前地质预报工作,控制施工风险,确保工程安全,是高速公路建设亟待解决的一个重要问题。 由于公路隧道等地下工程深埋地下,工程地质和水文地质条件异常复杂、多变,期望在勘测设计阶段完全查明隧道穿越区域的地质条件、岩体的状态和特性,特别是不良地质体的确切位置、规模等是十分困难的,也是不切实际的。公路隧道施工过程中,经常遇到大变形、坍塌、突泥、涌水等地质灾害,给施工带来重大灾难和经济损失。该项目通过现场地质调查、原位测试与分析等方法,开展如下研究: 提出了隧道的预报风险等级。在隧道施工前宏观地质预测的基础上,定性的估计发生坍塌、突涌、岩爆、大变形等隧道灾害的可能性,以及发生这些事故造成的损失和影响的范围,考虑多种风险的可能组合,将隧道的预报风险等级划分为极高风险、高度风险、中度风险和低度风险。 提出了基于不同预报风险级别的超前地质预报体系。根据地质调查法、地球物理勘探法和地质超前钻探法的适用环境、测试要求及精度,考虑隧道的地质复杂程度及潜在的风险,依托隧道内外的地质调查,隧道全洞段以长距离的地震波反射法探测(TSP或TGP)为主,潜在的异常带采用短距离的电磁波反射法探测(GPR)来复核、验证,高风险段辅以超前水平钻探或加深炮孔,根据预报风险级别实时动态调整探测方法,对预报结果综合分析,相互验证,提高预报准确性。编制了福建省公路隧道超前地质预报技术规程,提出了基于预测风险等级的综合超前地质预报技术体系。 提出了异常地质体的地震动态响应特征。通过对大量TGP探测成果与实际开挖揭示围岩的统计、比对、总结和分析,构建了非可溶岩隧道中TGP成果的反射幅度比、波轴相似度等响应特征参数来辨识潜在的异常地质体的性质;构建了可溶岩隧道中溶洞、溶穴等异常地质体的地质雷达波谱和频谱特征。 同时该项目形成总报告1份,福建省公路隧道超前地质预报技术规程1份,公开发表论文6篇。 该课题采用了系统全面的研究技术路线,相关的研究成果应用于南平京台高速公路、三明建泰高速公路、宁德京台高速公路和宁德宁连高速公路的隧道工程,不仅确保了隧道施工的安全,而且有效地加快了施工进度,明显地提升了工作效率;同时,配合参建各方,成功预测大量不良地质体、实现对坍塌、突涌和大变形等灾害的预警,避免了隧道内重大地质灾害事故的发生,避免了重大财产损失和人员伤亡。同时,相关的研究成果将纳入《福建省公路隧道超前地质预报技术规程》,将在福建省的公路隧道中广泛推广应用,对福建省公路隧道的施工提供强有力的技术支撑,对提升福建省公路隧道建设的设计施工技术水平具有重大意义。
[成果] 1700320499 湖北
[TD3, U45] 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于岩土工程灾害监测预报与防治、隧道和矿山巷道稳定性监测与控制技术领域。中国本世纪初开始研究800~1000米深部巷道稳定控制技术,虽然取得了显著进展,但许多难题仍待解决。随着矿井开拓向超千米深部发展,巷道稳定控制面临的难题更多。由于地质历史上多次构造运动的反复剪切挤压作用,大量断层和裂隙带密集分布的破碎软弱围岩频频大范围出现,其稳定性监测控制面临极大的技术挑战。与此同时,深埋大断面多支洞国防洞库隧道和高速公路隧道群的大规模发展,其稳定性监测控制也提出了新的技术难题。该项目针对深部隧(巷)道破碎软弱围岩地应力和变形状态实时监测、破裂碎胀大变形灾害预测模拟和稳定控制的难题开展理论方法和技术创新研究,主要成果如下:在稳定性监测方面,原创性地提出了深部破碎软弱围岩地应力测试的流变应力恢复法,发明了基于单线圈微型振弦和光纤光栅传感原理的三向和六向压应力传感器及其在测孔中的安装定位系统,建立了严密的解算分析方法,能够有效监测破碎软弱围岩的应力状态及其时空演化过程,得出工程岩体长期强度。发明了深部隧(巷)道围岩表面-内部变形自动一体化实时监测预警技术系统,实现了复杂空间任意线型和断面形状的隧(巷)道围岩表面和内部变形自动一体化实时监测和多参数分析预警。在稳定性预测模拟方面,提出了碎裂岩体破裂碎胀大变形过程非连续分析的DDARF方法,研制了深部软弱裂隙围岩高地应力真三维梯度加载模型试验系统及相似模拟材料,突破了深部破碎软弱围岩非连续大变形灾害数值与物理模拟的瓶颈,形成了从数值分析到物理模拟的系统方法和技术体系。在稳定性控制方面,发明了深部隧(巷)道掘进支护施工过程自动定位放样技术系统,实现了多粉尘高湿度环境下深部隧(巷)道掘进轮廓、炮孔和“锚注”支护点自动定位放样,通过硬件一体化设计和软件集成与围岩变形监测预警系统形成自动一体化技术系统。提出了深部巷道稳定性分步联合控制理论,研发了深部破碎软弱围岩“管幕超前支护+锚注一体化分步支护+格栅拱架衬砌永久支护”分步联合控制技术及“底板注浆锚索+底角注浆管桩+帮角抗剪锚杆”底臌控制技术,形成了深部巷道破碎软弱围岩稳定控制的成套技术。该项目获省级科技进步一等奖2项、技术发明一等奖1项;国际发明专利授权1项、国内发明专利授权23项、软件著作权14项;形成能源行业标准2部、公路隧道施工企业工法1项;出版专著4部;发表论文150余篇,SCI收录58篇,EI收录72篇。成果达到国际领先水平,成功应用于淮南、平顶山等重点矿区深部巷道,福建、湖北高速公路等交通隧道,及国防洞库隧道等工程,整体提升了中国深部隧(巷)道破碎软弱围岩稳定性监测控制的技术水平,提高了工程安全与工效,保障了人员设备安全,累计创造经济效益34.28亿元,经济社会效益显著。
[成果] 1700380034 浙江
TU4 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:高流变海相软土的变形控制是确保轨道交通工程安全、减少事故的关键所在。传统技术理论难以全面地解决宁波海相软土地层轨道交通工程的变形问题,需要对土的流变理论及勘察、设计、施工和运营全过程变形控制技术进一步提升。而建立可靠的流变理论模型、精确探测地层分布、优化设计计算理论、预测和控制长期沉降等是解决海相软土地区轨道交通建设技术瓶颈的关键问题。项目针对以上问题进行研究,取得了以下创新性成果:系统开展了海相软土流变试验,创新性引入等黏塑性应变率线,建立了考虑固结蠕变、各向异性和结构性的流变模型,具有较高的理论创新,为变形和沉降计算奠定基础。提出了海相软土地层微动探测法、地震映像法等综合探测及判释技术,并首次成功进行了暗塘、暗浜探测验证和应用,为设计提供了依据。建立了考虑尺寸效应的基坑被动土压力、抗隆起稳定及考虑承压水位动态变化的沉降和抗渗流稳定性计算理论,优化了设计,并利用承压水抽-灌一体化技术减小对周边环境的影响。利用建立的流变模型,系统地开展了车站基坑变形、盾构隧道上浮计算,并结合工程施工提出了考虑流变影响的变形控制技术。研发了首台温控动三轴仪,揭示了轨道交通运营引起的环境温升对土动力特性的影响,填补了国内外空白,并提出了长期沉降预测方法及控制技术。最后,通过设备改造和技术研发,实现了轨道交通工程弃土的固化处理和再利用,并成功应用于车辆基地软基处理,达到了车辆基地沉降控制标准。项目取得了授权发明专利8项、国家级工法和省级工法各1项、软件著作权2项;出版学术著作、地方标准各1部,发表了SCI、EI论文多篇。项目技术指标:考虑固结蠕变、各向异性和结构性流变模型;动三轴试验温控误差±1℃;弃土再利用产能2000m<'3>/d,综合造价降低约20%,以中国工程院院士何继善为首的鉴定委员会认为该项目达到了国际先进水平。项目成果直接应用于宁波轨道交通1-5号线的设计优化和变形控制,减少了约18.5万m<'2>房屋拆迁、12000m管线改迁、约20万m<'3>地基加固,减小降水及降水影响,节约工程费用约2亿元。实现了弃土利用产业化,年平均净利润880万元,具有显著的社会经济效益。项目成果已应用于杭州地铁1号线城站站、上海地铁11号线三林站、9号线三期6A标、南京地铁3号线TA-16标等工程及福州、厦门等地的轨道交通工程,促进了轨道交通建设技术的发展和应用,效果显著。
[成果] 1600180457 河南
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:项目针对平顶山矿区深部巷道围岩赋存条件复杂、围岩精细结构与地应力场分布规律掌握不清、深部巷道变形严重的现状,研发了煤矿深部软弱裂隙围岩地应力测试技术、井巷围岩结构数字化钻孔全景观测与分析技术、巷道围岩松动圈及发展过程测试技术,提出并实施了深部巷道围岩稳定控制技术,有效解决了深部围岩结构和地应力的探测分析及巷道稳定控制等科学技术难题,取得良好的效果。煤矿深部软弱裂隙围岩地应力测试技术基于流变应力恢复法思路,研制了三向压应力传感器,通过在岩体中的真三轴物理模拟试验,研究了三向压应力传感器和软岩的相互作用规律。研制了应力传感柱和定向推杆系统等配套设备,解决了传感器位置、姿态准确获取等技术问题,可顺利实施钻孔中数十米的推进和传感器旋转角度的测量,精度达0.1度,为计算提供了高精度方位数据。地应力测试技术方法及相应的三向压应力传感器已获国家发明专利与国际专利,取得国家煤矿防爆安全产品防爆合格证,形成了流变应力恢复法现场测试的整套技术。煤矿井巷围岩结构数字化钻孔全景观测分析技术煤矿深部巷道围岩结构面钻孔全景数字化探测分析技术可测试形成数字化岩心,拼接精度优于0.1mm,实现对岩性/结构面数据的高精度解读分析和长期保存。实测时可以顺利实施探头30米的推进,进行多个角度各个部位的钻孔观测,可清晰记录孔壁的岩性变化、裂隙面的形态等结构信息。整套仪器已获得产品防爆合格证,适合煤矿井下使用。煤矿巷道围岩松动圈及发展过程测试技术项目研发了煤矿围岩松动圈跨孔声波法测试系统,可在水平和倾斜的钻孔中顺利实施多个角度各个部位的松动圈探测,完整记录从损伤破坏松动圈到未扰动围岩的空间变化等结构信息,沿钻孔轴向精度达到0.05米。双孔套管保孔效果良好,可保证钻孔围岩不发生塌孔,实现深部巷道围岩松动圈时空演化过程的长期跟踪监测。深部巷道围岩稳定控制技术项目在实测分析现场原岩应力场分布特征和典型地层围岩物理力学参数的基础上,综合分析了影响巷道稳定性的主要因素及其影响规律,确定了高地应力和低岩体强度之间的矛盾是导致巷道失稳的主要因素;揭示了平煤深部软岩巷道的大变形失稳破坏机理;在对支护参数优化分析的基础上,提出了“应力状态恢复改善、围岩增强、破裂损伤区固结修复、应力转移及承载圈扩大”的深部巷道围岩分步联合控制技术,制定了《平顶山矿区深部岩巷支护技术标准》。获得国家授权发明专利4项,实用新型1项。成果先后在平煤一矿、五矿、十一矿等矿井推广应用,累计取得经济效益19321.7万元,正在向全国范围内同类技术条件下矿区推广应用。
[成果] 1600220878 浙江
TV22 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2015
成果简介:该项目紧紧地围绕着与爆炸挤淤置换法处理大厚度结构性软土有关的堤坝基础稳定性与沉降等科学问题,基于当代最新的岩土力学研究成果以及利用最新的岩土工程测试技术,通过施工现场原位(软土地基)取样、原位(软土地基)观测、室内试验、理论模拟、稳定性分析以及数值模拟等手段,系统地研究基于爆炸挤淤置换法构筑围堤的施工和地基基础稳定性及沉降问题。结合玉环县漩门三期围垦工程(需爆炸挤淤置换法处理的海堤长度超过5000m,最大淤泥及淤泥质土层厚度超过40米)的施工过程,探索海堤“悬浮式”结构(不落底)的理论计算结果和实际情况的相关性,“悬浮式”海堤的合理深度及合理范围,泥石置换深度与爆炸参数的关系等。
[成果] 1600400110 湖北
U45 应用技术 工程技术与规划管理 公布年份:2015
成果简介:该项目属于地质灾害监测预报与防治领域。中国西部地区尤其是青藏高原具有全球最独特、最复杂的气候与地质构造,工程建设与运营过程中面临“冻害、震害、突水、岩爆”等不利灾害环境的严峻挑战。该项目针对复杂气候与地质条件下隧道工程建设中面临的低温相变岩体冻胀机理及防寒保温技术、高烈度地震区隧道工程震害及减震设计、高地应力地区岩爆预测与控制等技术难点,通过深入系统的理论研究、技术攻关和工程应用,揭示了复杂气候与地质条件下隧道工程灾害的形成机理,提出了灾害环境下隧道工程稳定性控制的分析理论、设计标准、建造与处治技术。主要创新成果如下:1.揭示了高原寒区隧道工程低温相变岩体冻胀破坏机理。建立了反映隧道内空气温度、湿度和风速对衬砌和围岩温度场影响的气-固耦合模型;提出了考虑体积变形、热传导、相变潜热和渗流相互影响的低温相变岩体温度-渗流-应力-冻融损伤(THMD)耦合模型;揭示了低温相变岩体在水分迁移、冰水平衡和冻融损伤耦合影响条件下的冻胀破坏机理。2.攻克了高原寒区富水冻胀地层隧道工程施工技术难题。研发了高原寒区低温、淋水地层冬季混凝土施工温控技术;形成了冰川堆积体隧道开挖施工工法;提出了冰川堆积体非均匀渗流的数字图像识别技术和裂隙网络水力学模型,揭示了高原寒区富水地层隧道涌水规律和高压裂隙水突水机制。3.解决了高地震烈度区隧道工程震害评估与减震设计技术难题。发展了隧道震害分析中地震波的合成与输入方法;研发了具有减震消能功能的泡沫混凝土新材料;揭示了活断层区隧道工程的震害规律,实现了高烈度地震区隧道工程横向减震层厚度、减震材料及纵向抗震缝间距等参数对抗震效果的定量评估。4.提出了高地应力区隧道工程岩爆等级、范围的预测和控制方法。建立了考虑岩体极限储能特性的岩爆能量判据;实现了基于能量判据、临界应力及裂纹动态扩展技术的岩爆等级和破坏范围的定量预测;提出了高地应力地区隧道工程岩爆施工控制技术。项目研究成果在西藏扎墨公路嘎隆拉隧道、青海西久公路拉脊山隧道等工程中得到了应用,产生了显著的经济效益和社会效益。正在西藏岗托至江达段矮拉山隧道、西藏318国道米拉山隧道、新疆乌鲁木齐-尉犁公路22km胜利达坂隧道、云南怒江州独龙江公路隧道等高海拔寒区隧道工程中推广应用。研究成果已在该领域权威期刊发表SCI论文34篇,EI收录论文174篇,被SCI论文引用61次(如国际岩石力学学会副主席Prof. Frederic L. Pellet、国际著名损伤力学专家M. ODA等)。出版专著5部,获发明专利授权5项。获湖北省科技进步奖一等奖1项、中国公路学会科技进步奖特等奖1项。相关成果已纳入6个标准、规范、国家级工法和手册等行业指导性文件,在中国复杂气候与地质条件下隧道工程灾害的评价与控制方面取得重大突破。
[成果] 1600070259 安徽
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:研究背景及课题来源卸压开采技术是已被大量实践证明并用法规形式确立的防治煤矿突出危险的行之有效方法,且在国内外被广泛应用。该项目在国家自然科学基金重点项目“采动煤岩地质环境劣化诱发矿山动力灾害机理研究”(40638040)、国家“十一五”科技支撑计划重大项目“矿井深部开采安全保障技术及装备开发”(2007BAK28B00)的支持下,结合淮南矿业集团科技攻关项目“淮南矿区瓦斯突出机理与预报方法关键技术研究”,开展卸压开采裂隙演化与瓦斯富集区微震探测关键技术及应用研究。技术原理开采扰动引起煤岩内部的应力场重新分布,出现应力集中、释放和迁移,诱发微破裂活动,并以弹性波的形式向围岩释放应变能,形成微震事件。微破裂不断萌生、扩展、贯通、群集,形成采动裂隙区,是采空区升浮瓦斯和邻近煤层解吸瓦斯的富集空间。准确捕捉微破裂诱发的微震事件,分析微震事件簇的时空强特征,就可揭示裂隙演化规律和确定瓦斯富集区的范围。因此,该项目通过微震监测系统接收微破裂产生的弹性波,并通过三维定位和解译震源特征,得到微破裂发生的时刻、位置和震级,即地球物理学中的“时空强”三要素,为卸压开采裂隙演化与瓦斯富集区提供一种重要的探测手段。技术内容:研究了卸压开采煤岩体破裂过程中的应力积累、应力释放和应力迁移机制,以及失稳前兆信息特征。建立了一套基于光纤传输技术的、针对卸压开采裂隙演化与瓦斯富集区微震探测的矿山ESG微震监测系统。研究并开发了具有自主知识产权的微震信息三维可视化系统。研究并形成了一种多参量微震识别与滤除噪音的综合分析方法。探测分析了采动覆岩不规则闭合“圆柱形横卧体”竖向裂隙区。研究了掘进煤巷邻近构造异常区不良地质体的活化特征及防控技术。解决的关键技术问题:通过微破裂三维定位和震源特征解译,解决了卸压扰动覆岩微破裂区探测的关键技术。通过解译背景应力场的初次定位以及自主发明的传感器固定安装装置的二次定位解决了微破裂区探测精度的关键技术。解决了微破裂区探测数据的有效微震信号识别及滤波去噪技术。解决了微破裂区探测数据的有效实时传输和实时分析技术。应用效果及成果意义:该项目研究成果在淮南矿区进行了工业性应用,取得了良好的效果。基本形成了覆岩瓦斯富集区微震探测技术、掘进巷道临近构造异常区不良瓦斯地质体微震预警及防控技术,直接或间接地预警了突出危险性,产生了显著的社会经济效益。该项目的相关研究成果已授权国家发明专利1项、实用新型专利4项、软件著作权1项。项目完成人紧密围绕“卸压开采裂隙演化与瓦斯富集区微震探测关键技术及应用”的研究内容,先后在国内外相关期刊上发表论文30多篇。研究成果不仅可以直接应用于瓦斯富集区以及潜伏不良地质结构体的探测,具有较高的推广价值,而且在金属矿山、水利水电、交通工程中的深部采场、硐室、巷道(隧道)开采诱发的岩石动力灾害预警中也具有广泛的应用前景。
[成果] 1600070143 安徽
P 应用技术 地质勘查技术服务 公布年份:2015
成果简介:深部矿体勘探钻探技术方法是安徽省科技攻关项目(2008年由安徽省国土资源厅、安徽省地质矿产勘查局共同资助设立的科研项目,2009年列入),2012年12月项目结题,由安徽省科学技术厅组织鉴定验收,并已在深部地质找矿和国家科学钻探中广泛的推广应用。主要技术内容:该项目主要包括3000m孔深小直径岩心钻探技术及机具、集成化钻孔三维设计与轨迹监控技术、孔壁地层图像反演及定向取心技术等内容。主要解决中国地下3000m深度钻探技术难题,为深部地质找矿提供技术支撑。完成的主要技术经济指标及成果:该项目突破了中国地质岩心钻探技术3000米深度找矿指标要求。项目经综合鉴定验收,总体成果达到了国内领先和国际先进水平。获国家专利7项(其中发明专利2项),国家计算机软件著作权1项,在国内核心刊物上发表论文15篇,出版专著2本,获得省厅、局级科学奖项及找矿成果3项。应用推广效益情况:项目成果在安徽省及全国35个大型及特大型矿区深部地质找矿中进行了推广应用。据统计,所应用的矿区累计新增铁矿储量15.35亿吨,铜矿储量114.3万吨,钼矿储量245万吨,金矿储量845吨,及其他非金属矿235亿吨,为深部找矿突破提供了钻探技术支撑,产生了巨大的潜在效益。该技术成果在国家科学钻探7个孔中应用,解决了钻孔全孔取心及复杂地层采取不扰动样难题,创造3008.29m孔深纪录。在深部找矿应用中,创4006.17m孔深纪录。推广应用中累计完成钻探工作量200余万米,施工钻孔约1200余个,累计创造产值约26亿元,直接经济效益约5亿元,产生了显著的经济效益和社会效益,为中国深部钻探技术发展起到了重要的引领及推动作用。
[成果] 1600080005 河北
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:岩质边坡失稳破坏严重危及着国家财产和人民生命安全,岩质边坡的稳定性评价与安全性控制技术一直是边坡工程研究的重要课题之一,也是岩石力学与工程领域研究的热点和难点。近年来,随着中国社会经济的稳健发展,影响国家经济发展的重大水利水电、采矿和交通土建等工程逐渐往地质、地形条件更为复杂的西部区域扩张,不可避免地面临高陡岩质边坡工程问题,因此,岩质边坡的安全与否成为制约水利水电、采矿、交通等工程建设成败的关键控制因素之一。由于岩石强度较高,爆破开挖是岩质边坡主要的开挖方式。爆炸冲击波瞬间作用于周围岩体,在强大的冲击应力作用下,使岩体发生剪切破坏、拉伸破坏、拉剪破坏和压剪破坏等多种破坏形式,在宏观上表现为边坡岩体的损伤破坏,强度降低极为明显,此外,岩体损伤破坏极易在岩质边坡内部出现无数形态和大小各异的裂缝,严重破坏了岩体的完整性,这些爆破形成的裂缝易成为边坡渗水的通道,进一步增加了岩质边坡失稳破坏的风险。由此可见,深入研究岩体的爆破损伤机理,并以此为基础开展损伤岩体边坡的稳定性评价方法研究,同时,有针对性地研发岩质边坡防水、治水技术,是保障岩质边坡工程安全的重要手段,亦具有较高的理论意义和重要的工程应用价值。该项目从实际工程出发,开发了一整套保障受爆破损伤影响的高陡岩质边坡稳定性评价与安全控制技术,从“参数取值、安全监测、稳定分析、后期防护”四个方面进行了创新。开发了一套岩体参数的原位测试技术,能够快速准确地在原位测试边坡岩体的渗透率、变形参数、强度参数和地应力数据,为边坡的稳定性分析提供必要的资料。同时,开发了一套边坡变形与渗流的监测技术,可用于边坡的地表、深部位移监测和地下水位、渗透压力监测,实时监控岩质边坡的安全状况。另外,从岩质边坡受爆破影响的损伤破坏机理、安全系数的求解和滑动面的刻画三个方面发展了边坡稳定性评价体系:即基于岩体爆破损伤机理,对强度折减法进行了改进,可反映爆破影响下岩体的拉剪破坏以及岩体黏结力和摩擦角不同的衰减程度,还可反映边坡存在安全隐患的次级滑动面;基于矢量和法和人工智能方法开发一种精确刻画边坡滑动面的方法,以准确找出滑动面位置,为边坡的加固治理提供指导;开发了一套岩质边坡的“防、排、堵”水技术,研发了一种半透水排水管网装置,同时,发明了混凝土快速浇筑方法和系统以及高陡岩质边坡绿化方法,以上三种成果结合,可全面实现边坡对水的“防、排、堵”,提高了边坡在运营期的稳定性。该项目的技术在海南矿业北一采场边坡边、海南石碌铁矿枫树下采场南帮边坡等数个项目得到全面应用,同时,在碾子沟煤矿工业广场高边坡治理等数个项目中得到推广应用,产生了显著的经济效益和社会效益,其中产生直接经济效益904万元,产生间接经济效益550万元。该项目成果对提升中国边坡工程的稳定性分析和安全控制技术水平具有重大意义,促进了中国相关领域的科技进步。
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