度省科学技术奖提名项目公示.docx
- 文档编号:3315005
- 上传时间:2022-11-21
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:387.83KB
度省科学技术奖提名项目公示.docx
《度省科学技术奖提名项目公示.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《度省科学技术奖提名项目公示.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
度省科学技术奖提名项目公示
2019年度省科学技术奖提名项目公示
成果名称
爆破动载与卸荷对公路隧道结构的耦合效应
提名单位
浙江省交通运输厅
提名意见:
该项目通过理论、试验及工程实践相结合,对公路隧道结构在上方卸荷与邻近爆破条件下的相应进行了系统且深入的研究,改进了Hoek-Brown准则及岩体力学参数的计算方法;通过现场试验揭示了隧道结构在近距离爆破条件下的响应幅值与衰减规律,提出了岩体爆破损伤的估计方法;采用FLAC与MIDAS,精细模拟公路隧道上方卸荷以及爆破条件下既有隧道结构的响应规律,分析总结了隧道结构的变形及应力响应规律。
成果已在杭绍台高速公路建设、杭金衢高速公路拓宽改造工程中得到推广应用,经济社会效益明显。
提名该成果为2019年度浙江省科技进步奖一等奖。
成果简介:
本项目研究成果属交通运输工程技术领域,道路和隧道工程专业。
浙江省公路交通工程快速发展,面临着各种复杂条件下的隧道工程建设,包括既有隧道的拓宽工程建设,隧道近距离穿越工程建设,隧道穿越复杂地层条件施工,隧道前后掌子面近距离施工等等状况。
分析复杂条件施工问题,其核心是爆破动载与卸荷对隧道衬砌结构的耦合效应问题。
本课题依托杭金衢高速公路王市岭隧道拆除工程以及杭绍台高速公路竹家坞隧道建设工程,于工程项目施工现场开展了连续的爆破振动监测、岩体声波测试等现场试验,结合理论研究与数值计算,从以下方面深入开展研究并取得了相应的成果与结论:
1)选择依托工程典型区段,对卸荷与爆破施工各阶段围岩取样并进行声波测试,对围岩的爆破损伤与累计损伤进行了研究,提出了估计围岩爆破损伤的新方法。
2)基于声波测试的数据,提出了改进的Hoek-Brown准则及岩体力学参数的计算方法,该方法可以快捷、准确地确定岩体的各项参数,弥补了Hoek-Brown准则较难应用的局限。
3)选择典型工程区段,通过现场试验获取了邻近爆破条件下的隧道衬砌响应,开展了不同爆破参数下隧道衬砌的振动规律研究,根据实测及计算结果分析了衬砌的爆破动载响应并据此给出了保护距离的建议。
4)采用FLAC与MIDAS,精细模拟公路隧道上方卸荷以及爆破条件下既有隧道结构的响应规律,分析总结了隧道结构的变形及应力响应规律。
本研究项目针对公路隧道上方卸荷与邻近爆破施工的耦合效应,开展了公路隧道施工现场的原位测试以及数值模拟研究。
研究依托杭金衢高速公路王市岭隧道拆除工程以及杭绍台高速公路竹家坞隧道建设工程,于工程项目施工现场开展了连续的爆破振动监测、岩体声波测试等现场试验,结合理论推导以及计算分析,提出了改进的Hoek-Brown准则及其参数的快速计算方法。
针对邻近爆破施工的特点,提出了适用于公路隧道围岩的爆破损伤估计方法,给出了上方卸荷以及近距离爆破施工下的隧道结构保护建议。
本项目研究在理论方面通过大量的文献资料整理,改进了Hoek-Brown准则及其参数估计方法,拓展了Hoek-Brown准则的应用范围;在实测方面,通过持续的现场监测与跟踪测试,分析了岩体损伤的演化规律,并积累了宝贵的一线施工资料;在计算方面,使用岩土工程计算软件,分析了隧道结构在上方卸荷与近距离爆破条件下的响应及安全性。
通过理论、实测与计算的结合分析,本研究的成果为复杂条件下的公路隧道施工提供了有益的参考与建议。
本项目的推广前景及其经济社会效益归纳如下:
1)Hoek-Brown准则是被广泛认可的岩体强度屈服准则,本研究提出了快速准确估计其参数的方法,弥补了其缺陷,拓宽了Hoek-Brown准则的应用范围。
2)将声波估测损伤的方法进一步深化,利用声波计算岩体在爆破前后的强度指标变化以评价其损伤,为工程岩体的爆破损伤提供了使用易行的方法。
3)提出了根据振动速度数据评估岩体损伤的方法,提高了爆破监测数据的利用价值,应用于工程可节省大量的人力物力,具有十分显著的经济效益。
4)分析了隧道结构在上方卸荷和邻近爆破下的响应规律,给出了卸荷开挖限值建议和近距离爆破施工的保护距离建议。
本项目研究成果已发表SCI、EI、核心期刊及重要会议等论文15篇,申请国家发明专利3项,软件著作权3项,企业工法1项,培养研究生2名。
课题研究成果除了在依托的两个工程中得到应用外,还应用于“衢宁铁路塔石岭隧道工程”、“上海轨道交通十八号线杨高中路站地墙爆破工程”、“杭金衢高速拓宽工程樊村隧道群工程”等,取得了显著的经济社会效益。
第三方评价:
2017年12月1日,省交通运输厅在杭州主持召开了课题成果鉴定会,鉴定委员会认为:
一、该项目通过理论分析、室内试验、模型试验、现场试验与观测,对公路隧道结构在上方卸荷与邻近爆破条件下的相应进行了系统且深入的研究,取得如下主要研究成果:
1、提出了改进的Hoek-Brown准则及岩体力学参数的计算方法,该方法可以快捷、准确地确定岩体的各项参数,弥补了Hoek-Brown准则较难应用的局限。
2、通过现场试验获取了邻近爆破条件下的隧道衬砌响应,开展了不同爆破参数下隧道衬砌的振动规律研究,根据实测及计算结果分析了衬砌的爆破动载响应并据此给出了保护距离的建议。
3、采用FLAC与MIDAS,精细模拟公路隧道上方卸荷以及爆破条件下既有隧道结构的响应规律,分析总结了隧道结构的变形及应力响应规律;
二、研究成果成功应用于杭金衢高速公路王市岭隧道拆除工程以及杭绍台高速公路竹家坞隧道建设工程等隧道工程。
综上所述,该研究成果具有创新性、实用性,社会经济效益显著,推广应用前景广阔。
研究成果总体达到国际先进水平。
查新结论:
教育部科技查新工作站《科技查新报告》(编号:
201736000L140307),主要查新结论:
从国内外检索到的密切相关文献比较分析中,未见有与本项目查新点内容完全相同的文献报道。
查新报告指出本项目科研成果较之国内外文献具有明显的创新性,有重要的实际应用价值,建立的复杂条件下隧道结构与岩体爆破累积损伤评价方法达到了国际领先水平。
专家评价:
中国科学院院士、著名隧道工程专家孙钧院士评价本课题研究,指出“复杂环境下的近接施工难度很大,特别是涉及到爆破作用,该课题的研究试验方法新,取得了很宝贵的试验资料,研究成果非常具有实践指导价值。
”
推广应用情况、经济效益和社会效益:
:
课题研究成果应用于课题的依托工程:
杭金衢高速拓宽工程-王市岭隧道工程,杭绍台高速公路工程竹家坞隧道,取得了费用降低、工期缩短等经济社会效益。
同时,课题的研究成果应用于中铁隧道局、中交一公局、中交二公局、中铁隧道局、浙江交工集团等单位完成的隧道工程中,取得了显著的经济效益,直接经济效益达到5336万元。
课题成果为定量化分析近接爆破施工对地下结构与岩体的影响提供了方法和依据。
在王市岭隧道拓宽改造项目中,通过优化隧道上部岩体的开挖方案,实现了最短的封道施工时间,从而最大化交通繁忙的杭金衢高速运营的社会效益;另一方面,由于缩短了整体拓宽工程的工期,车辆分流压力减小,降低了周边普通道路的交通事故率与社会综合影响;在衢宁铁路隧道项目中,由于新建线路上跨既有公路隧道,因此需要合理设计隧道间距以及施工爆破参数。
采用本课题的研究成果,优化了间距与爆破参数,缩短了施工工期,减少了运营公路的封道时间,将社会不利影响降到最低。
综合而言,该课题成果具有显著的社会经济效益。
应用情况:
1、在中交第一公路工程局有限公司承担的杭绍台高速公路陈家山隧道、大佛口隧道施工过程中应用,利用课题成果优化了爆破方案,隧道掘进速度提高约18%,截止2018年,新增利润约1050万元。
同时,提高了隧道结构的耐久性。
2、在中交第二公路工程局有限公司承担的杭绍台高速公路高湖头隧道施工过程中应用,利用课题成果优化了爆破参数,加快了隧道掘进速度,新增利润约151.6万元。
3、在中交第四公路工程局有限公司承担的杭绍台高速公路平水隧道施工过程中应用,利用课题成果优化了爆破方案,加快了隧道掘进速度,截止2018年,新增利润约700万元。
同时,提高了隧道结构的耐久性。
4、在中铁隧道局集团有限公司承担的杭绍台高速公路陈家山隧道、镜岭隧道施工过程中应用,利用课题成果优化了爆破方案,隧道掘进速度提高约20%,截止2018年,新增利润约1300万元。
同时,提高了隧道结构的耐久性。
5、在浙江交工集团股份有限公司承担的杭绍台高速公路竹家坞隧道、平水隧道施工过程中应用,利用课题成果优化了爆破方案,隧道掘进速度提高约20%,截止2018年,新增利润约1300万元。
同时,提高了隧道结构的耐久性。
6、在浙江八咏公路工程有限公司承担的杭金衢高速、浙江金华的多个公路工项目中应用,利用课题成果优化了施工参数,降低了材料消耗和施工成本,并缩短了工期。
累计新增利润约1535万元。
7、在上海轨道交通十八号线发展有限公司建设的上海18号线杨高中路站地墙爆破工程以及其它多个车站、基坑工程的爆破作业中应用,利用课题成果优化了爆破方案,取得了良好效果。
主要知识产权证明目录:
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
(地区)
授权号
授权日期
权利人
发明人(培育人)
发明
专利
岩层小口径竖井内壁定位片气囊压贴装置
中国
ZL201310674118.8
2016.11.23
同济大学
薛亚东;杨文亮;李硕标;方超
发明
专利
一种岩石地层多点位移激光测量方法及装置
中国
ZL201310675051.X
2016.11.02
同济大学
薛亚东;李硕标;杨文亮;葛嘉诚
发明
专利
一种山岭隧道衬砌防水层施工装置与方法
中国
ZL201610238286.6
2018.01.04.
同济大学
薛亚东;李彦杰
软件著作权
基于web的隧道、边坡工程施工期安全风险可视化系统v1.0
中国
2017SR292683
2017.03.20
李兴;薛亚东;黄宏伟;李彦杰
李兴;薛亚东;黄宏伟;李彦杰
软件著作权
基于web的专家调查问卷系统
中国
2017SR311052
2017.03.20
李兴;薛亚东;李彦杰;赵丰;杨睿
李兴;薛亚东;李彦杰;赵丰;杨睿
软件著作权
基于web的桥梁、隧道和边坡工程施工安全风险评估平台系统
中国
2017SR309309
2014.10.01
上海通芮斯克土木工程技术有限公司;李兴;薛亚东;李彦杰;高健
李兴;薛亚东;李彦杰;高健
主要论文专著目录:
1.Xue,Ya-dong&Zhao,Feng&Zhao,Han-xiang&Li,Xing&Diao,Zhen-xing.(2018).AnewmethodforselectinghardrockTBMtunnellingparametersusingoptimumenergy:
Acasestudy.TunnellingandUndergroundSpaceTechnology.78.64-75.10.1016/j.tust.2018.03.030.IF=2.418
2.李硕标,薛亚东.Hoek-Brown准则改进及应用[J].岩石力学与工程学报,2016,35(增1):
2732-2738.
3.杨睿,薛亚东.爆破作用下隧道壁后空洞对衬砌的影响计算分析[J].现代隧道技术,2018,55(S2):
511-518.
4.赵丰,薛亚东,李硕标等.新建铁路隧道上跨既有公路隧道控制爆破安全距离研究[J].铁道科学与工程学报,2016,13(7):
1365-1371.
5.YangR,XueY.RiskAssessmentofVoidbehindtheLiningBasedonNumericalAnalysisandANN[C].Geo-Risk.2017:
320-333.EI=20172503805711.
6.杨睿,薛亚东.爆破作用下隧道壁后空洞对衬砌的影响计算分析[J].现代隧道技术,2018,55(S2):
511-518.
7.Y.J.Li,Y.D.Xue*andJ.Q.Jiao.Indexessiftingofrockburstpredictionusingsoftsciencetechnology[C].RockMechanicsandRockEngineering:
FromthePasttotheFuture,2016:
1055-1060.EI=20165003118978
8.Y.J.LiandY.D.Xue*.EvaluationofrockburstriskbasedonmodifiedDelphimethod[C].6thAsian-PacificSymposiumonStructuralReliabilityanditsApplications(APSSRA2016),2016:
552-558.
9.Xueyadong,ZhangSen.RiskEvaluationMethodofaConcealedKarstCavetoTunnelConstructionBasedontheCloudTheory[A].ARMS10:
10thAsianRockMechanicsSymposium,29Octoberto03November,2018,Singapore:
1-8.
10.Gao,Jian;Xue,Yadong;Li,Yanjie.Indexesselectingoftunneldeformationpredictionusingsupportvectormachine[C].4thISRMYoungScholarsSymposiumonRockMechanics,YSS2017,v2017-May,p115-121,2017,4thISRMYoungScholarsSymposiumonRockMechanics,YSS2017,EI=20182505339843
11.Xue,Yadong;Yang,Rui.Effectofvoidbehindmountaintunnellininginblastingcondition[C].4thISRMYoungScholarsSymposiumonRockMechanics,YSS2017,v2017-May,p122-125,2017,4thISRMYoungScholarsSymposiumonRockMechanics,YSS2017,EI=20182505339581
12.李宜城;薛亚东;李彦杰,一种基于动态权重的施工安全风险评估新方法[J].地下空间与工程学报.2017,13(z1),209-215.
13.付学问;薛亚东;李彦杰,基于Web的隧道工程建设安全风险可视化研究[J].现代隧道技术.2017,54
(1),160-167.
14.薛亚东,李硕标,丁文强,方超.隐伏溶洞对隧道施工安全影响的风险评估体系[J].现代隧道技术,2017,54(4):
41-47
15.杨睿;薛亚东;杨健,雷达探测隧道壁后空洞的现场验证及空洞影响分析[J].隧道建设.2017,37
(2),185-191.
主要完成人员情况
排序
姓名
行政职务
技术职称
现从事专业
工作单位
二级单位
完成单位
对本项目主要科学发现、技术发明或科技创新的创造性贡献
1
陶建军
总经理
高级工程师
交通建设管理
绍兴市交通建设有限公司
绍兴市交通建设有限公司
项目负责人,设计和组织了爆破开挖现场试验方案(创新点2.1),参与撰写发明专利申请1项。
2
薛亚东
无
教授
隧道工程
同济大学
同济大学
项目技术负责人,参与发表论文14篇,参与授权发明专利3项,软件著作权3项。
3
侯义辉
集团总工
高级工程师
公路建设管理
绍兴市交通建设有限公司
绍兴市交通建设有限公司
主要负责现场试验的数据采集与分析工作,制定了现场声波测试技术方案,并分析了声波数据,评价岩体的完整性。
对创新点2做出贡献。
4
王昌将
副院长
教授级高工
公路工程
浙江省交通规划设计研究院有限公司
浙江省交通规划设计研究院有限公司
作为项目主要技术负责人,主要负责协调总体的技术路线。
主要科学发现贡献为参与了修正Hoek-Brown准则的工作,并提出了基于声波波速与波谱特征的结构性能评价方法。
参与撰写发表了科技论文与软件著作权。
5
孙振华
主任
工程师
交通建设管理
绍兴市交通建设有限公司
绍兴市交通建设有限公司
负责项目总协调,协助项目负责人修改、编订研究大纲。
开展了爆破与卸载的精细化数值模拟工作,并负责现场数据的采集。
为创新点1和2做出贡献。
6
朱蕾
无
高级工程师
隧道工程
上海轨道交通十八号线发展有限公司
上海轨道交通十八号线发展有限公司
数据分析工作,为修正的Hoek-brown准则研究做出了贡献;参与了FLAC精细爆破动载模拟试验工作;为创新点3、4做出了贡献。
7
叶如高
总工
高级工程师
路桥工程
浙江八咏公路工程有限公司
浙江八咏公路工程有限公司
现场技术负责人,主要负责依托工程王市岭隧道拓宽的卸荷、包括现场技术方案。
为创新点1做出了贡献。
参与企业工法的制定。
8
冯劲
主任
高级工程师
隧道工程
浙江省交通规划设计研究院有限公司
浙江省交通规划设计研究院有限公司
项目主要技术参加人,参与两个依托工程的现场试验技术方案制定,并开展了基于数值的精细化爆破动载模拟,参与了论文撰写与工法制定,为创新点1、3做出了贡献。
9
陈刚
处长
高级工程师
公路工程
绍兴市交通建设有限公司
绍兴市交通建设有限公司
参与依托工程杭绍台隧道现场爆破测试工作,包括数据采集与分析,为创新点1做出了贡献。
10
钟乾根
处长
高级工程师
工程建设管理
绍兴市交通建设有限公司
绍兴市交通建设有限公司
参与完成了现场声波与振动的测试工作,为专利撰写做出了贡献,为创新点1做出了贡献。
11
唐格
无
工程师
公路工程
绍兴市交通建设有限公司
绍兴市交通建设有限公司
负责项目依托工程之一:
杭绍台高速公路竹家坞隧道工程现场的测试工作以及数据分析工作,为创新点1、3做出了贡献
12
袁霈龙
经理
高级工程师
隧道工程
中交第二公路工程局有限公司
中交第二公路工程局有限公司
参与完成了现场数据采集与分析,为专利撰写做出了贡献,为创新点1做出了贡献。
主要完成单位情况
排序
单位名称
对本项目科技创新和推广应用支撑作用情况
1
绍兴市交通建设有限公司(原杭绍台高速公路建设指挥部)
(1)负责课题的立题论证和立项申报,确定总体研究方案,落实依托工程,组织中间过程讨论,协调解决课题实施中的困难。
(2)组织课题调研,提出研究需求,制定关键技术路线,编制研究大纲。
(3)在提出和完善创新成果方面发挥了重要作用。
(4)为研究成果在杭绍台高速公路的成功应用创造了条件,并对应用效果进行跟踪和总结。
(5)参与编制总报告,配合成果鉴定相关工作。
2
同济大学
作为项目的主要参研单位,参与创新内容1、2、3和4,具体贡献如下:
(1)制定课题实施大纲与研究技术路线;
(2)协助实施现场的试验全过程,包括仪器选型、数据采集、数据分析等,提出了修正的Hoek-Brown准则,并应于后续的数值计算分析;
(3)结合深部声波测试与振动测试,提出了岩体累积损伤的定量化评价新方法。
3
浙江省交通规划设计研究院有限公司
作为主要参加单位,参与现场试验实施方案的制定和实施,参与创新内容1、2、3,具体创新工作如下:
(1)系统设计王市岭隧道开挖卸荷方案与爆破参数;
(2)参与王市岭隧道深孔声波现场测试;
(3)参与提出修正的Hoek-Brown准则;
(4)参与开发现场施工安全评估软件系统。
4
浙江八咏公路工程有限公司
课题的主要参与单位,重点参与了王市岭隧道现场试验,包括制定试验方案和数据分析,参与创新内容1,具体创新点工作如下:
(1)全过程参与王市岭隧道现场试验,提供现场条件支持;
(2)开展现场爆破与声波的数据采集;
(3)牵头制定爆破动载条件隧道结构的快速加固企业工法。
完成人合作关系说明:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 科学技术 提名 项目 公示