-获奖成果详情中国工程爆破协会科学技术奖 -

获奖名称: 爆破振动效应对高边坡的稳定影响研究

获奖等级: 二等奖

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:

获奖年度: 2008

获奖人员: 王秀杰、刘美山、吴新霞、赵根、朱学贤、吴从清、谌林云、王文辉、张恒伟、钱喜平、张正宇

成果简介:项目背景情况在高山峡谷地区修建水电站面临诸多难题，岩石高边坡的开挖爆破与稳定就是其中最重要的一个。我国西南地区规划的大型水利水电工程，其岩石边坡开挖规模大、高度高、坡度陡、开挖持续时间长，爆破有害效应对边坡稳定的影响十分突出。开挖爆破对岩石高边坡的稳定影响研究是一个具有广阔的工程应用背景的研究课题，具有巨大的社会效益和经济效益。本课题根据高边坡爆破开挖对边坡影响研究现状及研究难点，分别从爆破振动效应对高边坡稳定性影响、爆破振动安全监测、爆破振动对保留边坡损伤范围三个方面并结合小湾水电站、锦屏一级水电站高边坡爆破开挖实践进行了研究，分析了爆破振动效应对高边坡的稳定影响，提出了高陡边坡开挖爆破控制技术。主要技术创新（1）采用了基于时程法的边坡稳定分析方法。采用主应力场单元抗剪强度储备比值法评价了爆破振动下边坡的稳定性，计算出了特定时刻作用在滑动体上的爆破振动惯性力，以某一时间步长进行整个爆破过程的计算，得到相应的爆破动力作用下的边坡动力稳定安全系数时程曲线。（2）采用有限元法计算出了高边坡对爆破振动动力响应，从统计学角度确定了最大动拉应力和对应节点最大峰值振动速度关系，基于最大拉应力原则，利用ANSYS/LS-DYNA计算出了爆破引起的岩体松弛范围，针对岩质边坡破坏机理的不同制定了不同的爆破安全控制标准。（3）通过爆破振动对边坡影响的研究，对爆破参数和爆破方案进行修正，达到高陡边坡快速、高效开挖、爆破影响得到有效控制的目的。（4）在分析爆破对近区、中远区作用规律的基础上，从爆源参数和方案入手，对爆破方案和爆破参数进行优化。根据其传爆途径和传爆特征，提出了爆破震害控制的综合控制技术。推广应用情况该研究和工程实践紧密结合，改进和发展了高陡边坡的爆破开挖方法和技术，分析了高边坡开挖爆破对边坡稳定性的影响规律并提出了抑制方法，提出了高边坡开挖爆破中振动灾害控制技术和措施，对类似的高边坡开挖有直接的参考作用。2002至2004年在小湾水电站高边坡爆破开挖中，节约支护等费用约10000万元，2005至2007年溪洛渡电站坝肩边坡及坝肩槽基础开挖爆破中，节约支护等费用约10000万元，累计约2亿元。本课题的研究爆破振动效应对高边坡的稳定影响研究对爆破方案设计、爆破参数选取提供了理论支持。本课题提出的爆破振动控制方法对加快边坡开挖，保护边坡安全有重要的作用。