巨型水工地下洞室群开挖爆破关键技术与应用
获奖名称: 巨型水工地下洞室群开挖爆破关键技术与应用
获奖等级: 一等奖
获奖类别: 中国爆破行业协会科学技术奖
授奖单位: 中国爆破行业协会
完成单位: 中国三峡建设管理有限公司、 、武汉大学、中国水利水电第七工程局有限公司、 中国水利水电第十四工程局有限公司
获奖年度: 2018
获奖人员: 樊启祥、刘美山、卢文波、洪文浩、汪志林、樊义林、何烤、吴新霞、孙志禹、李毅、王红彬、李鹏、韩进奇、周涛、张硕
成果简介:项目背景情况 本项目来源于“西部大开发”和“西电东送”国家战略中的巨型水利水电建设工程，这些工程多位于西部高山峡谷地区，受地形地质条件限制，需要开挖规模巨大的地下厂房洞室群，洞群规模大、数量多，地下隧洞群纵横交错，地质条件复杂，施工期围岩稳定问题突出。采用爆破法开挖时，围岩应力状态发生改变，爆破损伤区形成，可能诱发各种地质灾害，影响工程进度，甚至威胁施工人员和设备的安全。本项目研究以实现巨型地下洞室群优质、高效、安全、环保开挖施工为目标，依托白鹤滩、乌东德和溪洛渡等国家重点工程建设，组织产学研用多家单位联合攻关，对巨型水工地下洞室群开挖爆破相关的设计、施工及安全控制等问题进行全面系统研究，形成了“巨型水工地下洞室群开挖爆破关键技术”，并获得成功应用。 主要技术创新 本项目从工程实际问题出发，围绕巨型水工地下洞室群开挖爆破关键技术问题，采用理论分析、数值计算、现场试验、工程类比和工程应用等多种研究方法，解决了巨型水工地下洞室群优质、高效、快速开挖难题，确保了工程施工安全和长期运行安全。主要创新点包括： （1）分析了巨型水工地下洞室群开挖爆破对岩石损伤的特征，获得了爆破荷载和开挖卸荷对洞室围岩的扰动及响应机理，揭示了爆破振动对大跨度洞室围岩稳定、岩壁梁安全及附近其他结构的影响规律。 （2）研究提出了巨型水工地下洞室群爆破安全控制标准及围岩质量评价体系，并由此确定了针对不同结构、不同部位的爆破安全控制范围。 （3）研发了大跨度洞室群复杂结构精准爆破成型控制技术，不同地应力条件下洞室群开挖爆破振动控制技术，并建立了开挖爆破动态反馈优化系统。 推广应用情况 本项目揭示了巨型水工地下洞室群开挖爆破扰动机理及响应特征，提出了巨型水工地下洞室群开挖爆破安全控制标准和评价体系，建立了巨型水工地下洞室群开挖爆破质量控制与动态优化方法，形成了一整套适用于巨型水工地下洞室群开挖爆破控制的综合技术，该项目成果已在龙滩、三峡、小湾、锦屏、溪洛渡、向家坝、白鹤滩、乌东德地下洞室群开挖爆破中得到全面成功应用，并在浙江安吉长龙山、巴基斯坦卡洛特等水电站获得推广应用，为我国特大型水利水电工程建设提供了关键技术支撑，并极大地促进了水电工程地下洞室群开挖爆破技术的进步。 “上天容易入地难”，水工地下洞室群开挖爆破关键技术是确保巨型水电站地下洞室群施工期安全以及长期运行安全的基石，为我国复杂条件下地下洞室群设计、施工和安全运行提供了关键技术支撑。特别是在国家大力发展清洁能源，实现节能减排，推进“一带一路”战略背景下，项目成果的推广应用将产生巨大的直接和间接经济效益，从而带动行业整体工程管理水平的提升，该技术对我国自主水电建设技术走出去，将产生巨大的社会效益。
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