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关于拟提名申报2019年度四川省科学技术进步奖项目的公示
作者:系统管理员  来源:中铁西南科学研究院有限公司   发布于:2019-05-06 11:32:46    文字:【】【】【

按照四川省科技厅《关于2019年度四川省科学技术奖提名工作的通知》要求,现将中铁西南科学研究院有限公司拟申报的科学技术进步奖公示如下:

 

项目名称:

复杂地质隧道地质预报技术及设备系统研究

提名单位意见:

成都市   同意提名。

项目简介:

复杂地质隧道地质预报技术及设备系统研究

1. 主要技术内容

针对长大深埋复杂地质隧道的涌突水和TBM施工预报问题,通过项目研究,实现了更为有效的预报技术方法和产品设备。

1)项目提出了隧道开挖为施工突水突泥灾害发生提供了泥、水储存空间和排泄通道,隧道施工开挖工作面前方及开挖轮廓线外存在引发突水、突泥灾害的不良地质体-突水、突泥致灾构造,为隧道施工地质灾害发生提供了物质条件,隧道开挖工作面的前移和通过,存在于隧道开挖工作面前方或隧道开挖轮廓线外致灾构造,因突水致灾构造中水突破隔水岩土盘形成突水灾害、突泥致灾构造中黏土突破隔泥岩土盘形成突泥灾害的成灾理论。

2)研究提出了可能导致隧道施工突水灾害的27种突水致灾构造和47种突泥致灾构造。

3)总结提出了3种隔水隔泥岩土盘类型及其4种隔水隔泥岩土盘破坏突水突泥模式。

4)研究提出了建立在不同岩石无含水体或水体影响下不同洞内空气温度、不同岩石和不同节理裂隙发育分布条件下的围岩岩体温度随钻孔深度变化关系函数基础上的浅孔岩体温度隧道施工涌水预报方法,研制了集数据采集、处理系统和探测成果三维展示的智能岩体温度法隧道涌水预报仪并成功应用于隧道施工涌水预报实践。

5)研究提出了利用TBM破岩震动作为地质预报探测震源、新型一发多收空间阵列式测试布置方法、HSP探测信号无线传输技术、新型高分辨弯扭式压电检波器的适用于TBM施工的HSP施工地质预报技术;研制了TBM施工专用新型HSP地质预报仪并通过工作稳定性试验;研发了配套的数据采集、处理软件系统,应用波反射与散射联合成像技术实现了TBM施工隧道地质预报目标地质体的精确定位和直观展示。

6HSP探测工作表明,该方法前期准备工作少,不影响TBM施工,在针对TBM施工隧道预报适应性较强。结合探测成果与揭露情况,HSP反射波法探测对节理密集带、岩脉等地质现象响应情况较好;RTP岩体温度法对地下水响应较好。针对TBM施工地质预报,采用地质法为基础,多种物探方法相结合的综合超前地质预报技术,方法可行,具有较高的实用价值。

7)研究提出了集自行研制的轻型便携大功率电火花震源、适合于孔中探测用大能量电火花发射头、新型高分辨率传感器、新型多通道声波CT仪、配套探测数据采 集及数据处理软件,采用一发多收阵列式测试新方法的大距离声波CT探测技术,为利用地面勘探钻孔大距离声波CT探测、实现城市地铁区间隧道穿越地层缺陷探测,达到地铁区间隧道施工地质预报,开拓了一条新的途径。

2. 知识产权情况

已获授权发明专利1项,实用新型专利2件,软件著作权2项,外观设计1项,专著1本,发表学术论文6篇。

3. 技术经济指标

1)研究成果已完成应用的隧道总长累计超过80公里;

2)采用HSPRTP超前地质预报精确探测、采取针对行的施工方案,较平时开挖进度提高10%以上,平均每公里新增利润50万元以上;

3)因成功预报重大不良地质灾害,减少施工设备、设施损失平均每公里超过30万元;

4)已完成TBM地质预报服务产值700万元;

5)并完成的配套自主研发设备产品化与销售工作。

4. 应用推广及效益情况

研究成果在尼泊尔巴瑞巴贝引水工程、西藏派墨公路、大瑞铁路高黎贡山隧道、兰渝铁路、引红济石、引汉济渭、青岛地铁等TBM隧道工程中得到成功应用,经济和社会效益良好,具有很好的应用前景。

客观评价:

1.科学技术成果鉴定专家意见

20171016日,中国中铁股份有限公司组织专家对中铁西南科学研究院有限公司完成的“复杂地质隧道地质预报技术及设备系统研究”成果进行了评审,参加评审的有中铁股份有限公司、中铁一局、中铁六局、中铁隧道局、中铁电气化局、中铁二院、中铁咨询等单位的专家。专家组在审阅了技术研究报告的基础上,经讨论,形成如下评审意见:

1)提交的资料完整、内容翔实,符合评审要求;

2)首次提出了采用TBM破岩震动作为震源的HSP地质预报方法,研制了新型无线传输式HSP地质超前预报仪,具有抗干扰、高分辨、小型化性能,实现了TBM掘进过程中的实时预报。

3)研制的新型高分辨弯扭式压电波器布置装置,具有较高频率、较宽频带、瞬时动态范围大等特点,提高了地质预报的灵敏度和分辨率。

4)首次提出了岩体浅孔测温预报技术,研制的岩体温度法涌水预报仪,形成了隧道围岩含水体地质预报新方法。

研究成果在兰渝铁路、引红济石、引汉济渭、派墨公路等TBM隧道工程中得到成果应用,经济和社会效益良好,具有良好的应用前景。成果达到国际先进水平。

建议:进一步推广应用。

2.科技查新结论

项目研究成果于20170807日完成了科技查新,查新结论为:

1)国内外未见提出了可能导致隧道施工灾害的7种突水致灾构造和7种突泥致灾构造。其中,突水致灾构造有:充水岩溶、充水废弃矿巷、未胶结富水压性断层强烈挤压破碎带、未胶结富水张性断层、富水顺层错动破碎带、富水节理密集发育岩体破碎带、地下向斜蓄水构造;突泥致灾构造有:泥-水混合充填岩溶、深部黏土充填岩溶、与地表相通的黏土充填岩溶、黏土充填深大岩溶沟槽、未胶结富水压性断层强烈破碎带、间夹黏土破碎岩块充填岩溶和压性断层主干断层带断层泥或糜棱岩的文献报道。

2)国内外未见提出了4种隔水隔泥岩土盘破坏突水、突泥模式,主要包括:断裂破坏、剪裂破坏、爆裂破坏和渗涌破坏突水、突泥模式的文献报道。

3)国内外未见具有下述特点的浅孔岩体温度法涌水预报技术的文献报道,特点是:该技术建立于围岩温度随钻孔深度变化关系函数的基础上,该关系函数包含了不同岩性、不同含水量、不同洞内环境温度和不同节理裂隙发育的影响因子。

4)国内外未见具有下述特点的适用于TBM施工的弹性波反射成像地质预报技术的文献报道,技术特点是:激发震源利用的是TBM掘进过程中滚刀破岩产生的震动信号,测试布置方式采用的是空间阵列式布置(多点激发多点接收)。

推广应用情况:

研究成果已在兰渝铁路西秦岭隧道、引红济石、引汉济渭等多个工程TBM施工中得到应用,测试方法和仪器系统适应TBM施工工序和环境条件,对TBM前方不良地质体及含水特征预报准确,有力避免和减少了地质灾害事故,收到了良好的应用效果,系统稳定,预报准确。通过对隧道前方地下水的准确预报,为隧道施工方案制定提供了依据,大大提高了施工效率;预报降低了因隧道地质灾害造成的人员生命和设备财产损失,并避免了因灾害处理而造成的工期耽误,产生了巨大的经济效益,实现新增利润和利税4200余万元,成果产生的经济、社会及环境效益显著。

主要知识产权目录:

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

授权号

授权

日期

证书

编号

权利人

发明人

发明

专利

一种用于隧道超前地质预报的多源地震干涉法

中国

ZL  2017  1 0371184.6

2019215

3257541

中铁西南科学研究院有限公司

吴丰收,李静,卢松

软件著作权

HSP法数字信号采集系统软件

中国

2018SR051681

2018123

软著登字第2380776

中铁西南科学研究院有限公司

卢松,丁建芳

软件著作权

HSP法地质预报三维可视化软件

中国

2019SR0196711

2019228

软著登字第3617468

中铁西南科学研究院有限公司

卢松,黄永威,肖洋

实用

新型

电感控制式电火花震源同步触发器

中国

ZL 2014 2 0744098.7

20150325

4196132

中铁西南科学研究院有限公司

卢松、陈俊栋、吴丰收

实用

新型

一种TBM施工中用的无线传输HSP地质预报仪

中国

ZL 2015 2 0108904.6

20150617

4373038

中铁西南科学研究院有限公司

吴丰收、卢松、陈俊栋、李苍松

外观

设计

检波器布置装置

中国

ZL 2015 3 0479426.5

20160413

3649005

中铁西南科学研究院有限公司

花晓鸣、卢松、李富明、吴丰收

主要完成人情况:

排名

姓名

行政

职务

技术

职称

工作

单位

完成

单位

对本项目技术创造性贡献

1

丁建芳

支部书记

教授级高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为课题组长,主持课题研究工作,完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。主要贡献有:1、提出了可能导致隧道施工灾害的7种突水致灾构造和7种突泥致灾构造;2、提出了适用于TBM施工的弹性波反射成像地质预报技术;3、提出了浅孔岩体温度法涌水预报技术;4、成功开发了岩体温度法涌水预报系统,实现了涌水预报及预报设备的一体化;5、针对TBM施工环境,研制了新型无线传输式HSP地质超前预报仪,获得了国家专利保护。

2

郭如军

部长

高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为课题副组长,完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。主要贡献有:1、提出了可能导致隧道施工灾害的7种突水致灾构造和7种突泥致灾构造;2、提出了适用于TBM施工的弹性波反射成像地质预报技术;3、提出了浅孔岩体温度法涌水预报技术;4、成功开发了岩体温度法涌水预报系统,实现了涌水预报及预报设备的一体化;5、针对TBM施工环境,研制了新型无线传输式HSP地质超前预报仪,获得了国家专利保护。

3

卢松

地质所总工

高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

4

何发亮

副总工程师

教授级高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

5

李苍松

副总工程师

教授级高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

6

李富明

/

高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

7

刘继滨

/

工程师

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

8

于维刚

/

高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

9

汪旭

/

工程师

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

10

王冬

/

高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

11

王福亮

/

工程师

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

12

宋磊

/

工程师

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

13

蔡建华

/

高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

14

廖烟开

/

高工

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

15

张海超

/

工程师

中铁西南科学研究院有限公司

中铁西南科学研究院有限公司

作为作为课题主要研究人员。完成理论研究、设备研发及应用,负责报告编写等研究工作。

主要完成单位及创新推广贡献:

排名

单位名称

创新推广贡献

1

中铁西南科学研究院有限公司

课题主持单位

1、提出了可能导致隧道施工灾害的7种突水致灾构造和7种突泥致灾构造;

2、提出了适用于TBM施工的弹性波反射成像地质预报技术,技术特点是:激发震源利用的是TBM掘进过程中滚刀破岩产生的震动信号,测试布置方式采用的是空间阵列式布置(多点激发多点接收),采用反射与散射联合成像技术;

3、提出了浅孔岩体温度法涌水预报技术,特点是:该技术建立于围岩温度随钻孔深度变化关系函数的基础上,该关系函数包含了不同岩性、不同含水量、不同洞内环境温度和不同节理裂隙发育的影响因子;

4、成功开发了岩体温度法涌水预报系统,实现了涌水预报及预报设备的一体化,建立完善的涌水预报准则和工作方法,研制的岩体温度法涌水预报设备获国家专利保护;

  5、针对TBM施工环境,研制了新型无线传输式HSP地质超前预报仪,获得了国家专利保护,其特点有:体积小型化、低耗能、便携式、功能集成、高分辨,且具有防尘、防潮和防干扰性能,更适合在TBM洞内恶劣环境下使用,进一步实现了搭载式HSP实时地质预报技术;

  6、取得了“一种用于隧道超前地质预报的多源地震干涉法”、“HSP法数字信号采集系统软件”、“HSP法地质预报三维可视化软件”、“电感控制式电火花震源同步触发器”、“一种TBM施工中用的无线传输HSP地质预报仪”、“检波器布置装置”等6项国家专利,发表论文数篇。对本项目创新成果的取得与推广应用做出了重要贡献。

2

中铁科学研究院有限公司

参与并完成了本课题相关的研究工作。研制的新型高分辨弯扭式压电检波器和设计的检波器布置装置,使得TBM施工HSP法地质预报信号采集更为便捷有效,两项技术均获国家专利保护。其特点有:有较高频率、较宽频带、瞬时动态范围大,提高了地质预报的灵敏度和分辨率。

完成人合作关系说明:

序号

合作方式

合作者

(项目排名)

合作时间

合作成果

备注

1

共同知识产权、共同获奖

丁建芳(1

2014.1-2017.9

1、软件著作权HSP法数字信号采集系统软件

2、评审证书

 

2

论文合著、共同知识产权、共同获奖

郭如军(2

2014.1-2017.9

1、评审证书

2、论文,超前地质预报技术在铁路隧道动态信息化施工中的应用

3、论文,隧道施工突泥致灾构造及其分类

4、专著,专著-隧道施工地质灾害与致灾模

 

3

论文合著、共同知识产权、共同获奖

卢松(3

2014.1-2017.9

1、发明专利,一种用于隧道超前地质预报的多源地震干涉法

2、软件著作权,HSP法数字信号采集系统软件

3、软件著作权,HSP法地质预报三维可视化软件

4实用新型专利,电感控制式电火花震源同步触发器

5、实用新型专利,一种TBM施工中用的无线传输HSP地质预报仪

6、外观设计,检波器布置装置

7、评审证书

8、论文,HSP法在引汉济渭TBM隧道地质预报中的应用

 

4

论文合著、共同知识产权、共同获奖

何发亮(4

2014.1-2017.9

1、评审证书

2、论文,隧道施工突水突泥灾害防控研究

3、论文,隧道施工突泥致灾构造及其分类

4、专著,隧道施工地质灾害与致灾构造及其致灾模式

 

5

论文合著、共同知识产权、共同获奖

李苍松(5

2014.1-2017.9

1、实用新型专利,一种TBM施工中用的无线传输HSP地质预报仪

2、评审证书

3、论文,HSP法在引汉济渭TBM隧道地质预报中的应用

 

6

共同获奖

李富明(6

2014.1-2017.9

1外观设计,检波器布置装置

2、评审证书

 

7

共同获奖

刘继滨(7

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

8

共同获奖

于维刚(8

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

9

共同获奖

汪旭(9

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

10

共同获奖

王冬(10

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

11

共同获奖

王福亮(11

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

12

共同获奖

宋磊(12

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

13

共同获奖

蔡建华(13

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

14

论文合著、共同获奖

廖烟开(14

2014.1-2017.9

1、评审证书

2、论文,超前地质预报技术在铁路隧道动态信息化施工中的应用

 

15

共同获奖

张海超(15

2014.1-2017.9

1、评审证书

 

此次申报2019年四川省科学技术进步奖的行为,以及此次申报2019年四川省科学技术进步奖项目的主要完成单位情况和排名以及主要完成人情况和排名,都是经过严肃认真的讨论和友好协商确定的,主要完成单位及完成人均表示无异议。项目所列知识产权用于报奖的情况,已征得未列项目主要完成人的权利人同意。

 

如有异议,请于公示期内以书面形式实名制反馈至科学技术部,逾期不予受理。

公示期:201956日~2019513

联系地址:四川省成都市高新西区古楠街97

人:章元爱

联系电话:02867580028

中铁西南科学研究院有限公司

201956

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