国家科技进步奖提名项目公示内容.docx

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国家科技进步奖提名项目公示内容

2018年度国家科技进步奖提名项目公示内容

一、项目名称

典型高风险条件下地下工程施工安全保障关键技术

二、提名单位意见

本项目针对地下工程建设过程中面临的“高海拔”、“高富水”和“高敏感”——“三高”风险条件下施工安全保障关键技术，依托国家重点工程四川雀儿山隧道（海拔4378m长7108m）、重庆轨道交通1号线中梁山隧道等工程，开展了专门研究与实践。

通过研究，研发了高海拔地区特长隧道工程施工安全保障关键技术，解决了高海拔低氧、低压、低温条件特长隧道施工面临的洞内独头长距离通风供氧、结构混凝土全周期保温防冻、施工机械效率降低等技术难题；研发了高压富水地段城市隧道动态信息化注浆成套技术，实现了高压富水地质条件下隧道工程施工地下水限量排放和洞内安全掘进；研发了高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术，解决地下大断面隧道施工对周边结构和地层的变形与爆破地震动效应控制难题。

项目成果关键技术达到国际领先水平，累计获授权国家发明专利20项；实用新型专利42项；企业标准1部；国家级工法3项；省部级工法13项；软件著作权4项；出版学术专著6部；发表SCI/EI学术论文60余篇；培养博、硕士10人；行业科技进步一等奖2项。

相关成果已陆续推广应用于汶马高速狮子坪隧道、重庆中梁山隧道、深圳地铁9号线等地下工程中，累计产生直接经济效益2.13亿余元，有力地推动了我国地下工程修建技术的进步。

提名书、附件材料全部真实有效，各单位对该项目的拟提名情况按要求进行了公示。

对照国家科学技术进步奖授奖条件，提名该项目为2018年度国家科学技术进步二等奖。

三、项目简介

“高海拔地区”、“高富水地质”和“高敏感环境”是隧道工程建设中不可回避的三种典型高风险条件。

本项目针对“三高”风险条件下隧道工程施工安全保障技术，依托承建的国家重点工程四川雀儿山隧道（海拔4378m长7108m）、重庆轨道交通1号线中梁山隧道、重庆轨道交通6号线小什字车站隧道（断面430㎡）等典型工程，进行了“产学研用”联合攻关，取得了系列创新性关键技术成果。

（1）研发了高海拔地区特长公路隧道施工安全保障关键技术，解决了海拔4300m以上、9%低含氧量特长隧道独头掘进4000m的通风供氧难题。

构建了考虑海拔高度、隧道进尺、机械消耗的低氧、低压、低温环境下空气含氧量多源衰减计算模型，首次提出了基于肺泡氧分压理论的高海拔地区人体缺氧危险等级划分、控制标准及人员劳动强度指数分级方法，开发了基于穿戴设备的施工人员机体健康状态全过程实时监控应急系统；提出了高海拔隧道“富氧+涡轮增压”的双控组合机械效能提升方法；研发了混凝土保温防冻与隧道结构安全设计施工关键技术。

（2）研发了高压富水地段城市隧道动态信息化注浆成套技术，实现了2.2MPa高富水城市隧道小于0.9m3/d·m的地下水限量排放。

建立了基于“判定地质、分区定位、动态注浆”的高压富水地段城市隧道动水动态信息化注浆设计施工模型及应用系统；研改了高压富水地段隧道工程动态分区注浆配套装置；提出了综合考虑地下动水环境的注浆材料择优配伍方法；形成了高压富水城市隧道高效注浆堵水作业新工法，实现了隧道下穿城市密集居住区水环境的“零影响”。

（3）研发了高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术，实现了26m跨暗挖隧道下穿文物建筑物变形≤2mm、爆破振动速度≤0.5cm/s。

构建了高敏感环境下隧道工程近接施工影响分区及地层变形时空统一预计方法；发明了高敏感环境下大断面隧道微扰施工控制工法；研发了高敏感环境下地下工程微扰暗挖爆破施工控制技术；建立了高敏感环境下隧道施工全过程安全风险动态管控体系。

项目成果关键技术达到国际领先水平，累计获授权国家发明专利20项；实用新型专利42项；企业标准1部；国家级工法3项；省部级工法13项；软件著作权4项；出版学术专著6部；发表SCI/EI学术论文60余篇；培养博、硕士10人；省部级科技进步一等奖2项。

相关成果已陆续推广应用于汶马高速狮子坪隧道、重庆中梁山隧道、深圳地铁9号线等地下工程中，累计产生直接经济效益2.13亿余元，有力地推动了我国地下工程修建技术的进步。

特别是雀儿山隧道项目被中央电视台新闻联播、朝闻天下、超级工程、辉煌中国等节目8次专题报道，引起了良好的社会反响。

四、客观评价

1.科技成果鉴定评价

（1）2011年5月16日《高海拔地区复杂地质条件下公路隧道设计与施工技术研究》通过了交通运输部西部交通建设科技项目管理中心组织的专家鉴定，全国勘察设计大师史玉新等的鉴定结论为“整体达到国际先进水平”。

（2）2016年8月28日《高海拔地区（海拔高度4380m）特长公路隧道施工关键技术研究》通过了中国建筑工程总公司组织的专家鉴定，中国工程院院士肖绪文等的鉴定结论为“成果总体达到了国际先进水平。

其中高海拔地区特长隧道施工的人体健康保障技术、施工人员与机械设备配置技术达到国际领先水平”。

（3）2017年10月16日《高海拔复杂地质特长公路隧道关键施工技术》通过了中铁总公司组织的专家鉴定，中铁电气化局刘招伟教授等的鉴定结论为“成果具有创新性、经济、社会和环境效益显著，达到国际领先水平”。

（4）2011年12月23日《动水动态信息化注浆施工技术研究》通过了重庆市科学技术委员会组织的专家鉴定，中国工程院院士郑颖人、中铁西南院研究员王建宇等的鉴定结论为“该项目总体达到国际先进水平，其中动水动态信息化注浆设计及施工关键技术达到国际领先水平”。

（5）2013年4月15日，《复杂条件下轨道交通隧道建造关键技术研究》通过了中国建筑工程总公司组织的专家鉴定，中国工程院院士郑颖人、全国勘察设计大师史玉新等的鉴定结论为“该研究成果总体达到国际先进水平，其中岩溶高压富水区信息化注浆技术、城市特大断面隧道修建技术达到国际领先水平”。

（6）2016年1月20日，《低净空狭窄条件下地铁车站建设关键技术》通过了湖南省科技厅组织的专家鉴定，湖南大学苏永华教授等的鉴定结论为“该项成果具有创新性，整体达到国际先进水平”。

2.社会（媒体）评价

（1）院士、知名专家评价

2015年11月7日，中国工程院王梦恕、肖绪文、郑颖人、聂建国、叶可明五位院士等专家汇聚湖南长沙，参加了“中建基础设施技术论坛”，重点研讨了中国建筑第五工程局有限公司、中建隧道等单位在涉及长大隧道施工、高海拔隧道通风供氧、高富水动态信息化注浆施工技术、复杂环境地铁车站及区间施工关键技术等多项专业技术。

与会院士一致评价：

成果代表了业内的领先水平。

（2）权威媒体报道

2017年5月30日CCTV1新闻联播栏目《为了我的国、坚守我的岗》报道雀儿山项目：

“在世界上海拔最高的特长公路隧道……海拔6000多米，施工高度4000多米，夏天也白雪皑皑，含氧量只有平原地带的一半，施工工人必须一年一换，5年间2600多人苦战在生命禁区……”

3.工程质量验收评价

（1）2013年4月21日，重庆轨道交通集团有限公司组织相关单位及代表对重庆轨道交通一号线中梁山隧道工程进行了工程竣工验收，检查组一致认为工程主体结构安全、外观质量良好，工程实体质量优良，各项指标均达到了设计和施工质量验收规范及标准要求。

本工程获“2013~2014年度国家优质工程奖”。

（2）2013年6月26日，重庆江南城市资产经营管理有限公司组织相关单位及代表对重庆南坪交通枢纽工程进行了工程竣工验收，无任何质量问题，各项指标均达到了设计和施工质量验收规范及标准要求。

本工程获“2014年全国市政金杯示范工程”。

（3）2014年11月24日，重庆轨道交通集团有限公司组织相关单位及代表对重庆轨道交通六号线一起工程小什字车站及区间隧道工程进行了工程竣工验收，工程满足国家有关施工质量验收规范要求，同意该工程通过竣工验收。

工程获“2015年全国市政金杯示范工程”。

五、推广应用情况

从2008年起，项目研究成果成功推广应用于四川、重庆、长沙、深圳等10余个地下工程中，累计应用地下工程超过100公里，产生了显著的经济、社会和环境效益。

2015-2017年累计新增销售额超过39.7亿元，实现新增利润2.13亿元，有力地推动了我国地下工程修建技术的进步。

主要应用单位情况表

应用单位

应用技术

应用起止时间

应用单位联系人/电话

应用情况

四川俄岗公路工程建设有限责任公司

高海拔地区特长隧道工程施工安全保障关键技术

2012.10～2017.10

孙代/138-8017-7989

成功修建了国内第一高海拔特长公路雀儿山隧道

四川汶马高速公路有限责任公司

高海拔地区特长隧道工程施工安全保障关键技术

2015.08～2017.12

刘宏/133********

成功修建了汶马高速狮子坪隧道、朴鸭脚隧道、卓克基隧道

重庆轨道交通（集团）有限公司

高压富水地段城市隧道动态信息化注浆成套技术

2009.3～2014.11

兰朝荣/135********

成功修建了重庆轨道一号线中梁山隧道、六号线小什字区间隧道、缙云山隧道

深圳市地铁集团有限公司、中建南方投资有限公司

高压富水地段城市隧道动态信息化注浆成套技术、高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术

2013.01～2014.12

胡龙光/186********

成功修建了深圳地铁史上最难车站人民南站、鹿丹村渡线隧道等

长沙市轨道交通集团有限公司

高富水地段城市隧道动态信息化注浆成套技术、高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术

2015.10～2017.12

钟可/159********

成功修建了长沙地铁4号线北二环路站、溁湾镇站及长沙地铁5号线蟠龙路站，并较业主计划工期提前3.5个月完工。

重庆茂和基础设施建设有限公司

高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术

2016.04～2017.12

吴建良/151********

确保了全国首批PPP项目示范工程——龙洲湾隧道项目安全快速施工。

重庆轨道交通九号线建设运营有限公司

高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术

2016.10～2017.12

敖贵勇/177********

确保了重庆轨道交通9号线安全快速施工。

重庆市城市建设投资集团有限公司

高压富水地段城市隧道动态信息化注浆成套技术、高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术

2015.01～2017.08

郑袁林/152********

成功修建了中梁山项目扩容改造隧道工程

六、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

证书编号

权利人

发明人

发明

专利

有效

状态

发明专利

高海拔高寒地区隧道通风式升温系统及通风升温施工方法

中国

2015106

33083.2

20170808

2578882

中铁一局集团有限公司

姚志军、范恒秀刘新文、朱汝威邹超、王刘勋、杨丁铭、裴伟伟、张海鹏、苟涛、冯明军

有效

发明专利

特大断面暗挖隧道回旋开挖法

中国

2011103

89869.6

20140820

1464273

中国建筑第五工程局有限公司

黄成、刘家军、谢三林、刘德、彭继勇、帅建国、潘泽球、刘灿、张艳涛、邱琼

有效

发明专利

浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法

中国

2015108

70024.7

20171107

2686764

中建隧道建设有限公司

刘德、张家识、黄毅翔、郑邦友、罗伟庭、王维、邝利军、李金求

有效

发明专利

公路隧道施工通风结构及其通风量控制方法

中国

2015103

04502.8

20170315

2412991

四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院

周仁强、李玉文、郑金龙、林国进、蔚艳庆、王联、田尚志、李蔚磎、韦远飞、朱长安、唐协

有效

发明专利

基于爆破震动的立体交叉隧道施工的分区检测方法及装置

中国

2014100

04729.6

20160302

1966914

中国建筑第五工程局有限公司

张永红、雷明锋、彭立敏、李玉峰、黄国富、孟栋

有效

发明专利

用于大变形地层的隧道支护结构的施工工法

中国

2013104

91598.4

20160316

1986781

四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院

郑建国、李玉文、林国进王联、郑金龙、李晓洪、田尚志、高世军、田志宇、丁尧

有效

国家级工法

近接施工预切割扩挖隔震爆破施工工法

中国

建质【2015】215

201512

GJJGF268-2014

中国建筑第五工程局有限公司

李玉峰、黄国富、张艳涛、张永红、肖波

有效

专著

复杂条件下城市轨道交通隧道设计施工技术

中国

ISBN978-7-114-12342-9

201508

-

中国建筑第五工程局有限公司、中南大学

谭立新、李玉峰、雷明锋、刘灿

有效

软件著作

特长深埋隧道通风井优选系统V1.0

中国

2011SR017184

20110411

-

西南交通大学

王明年、郭春、刘大刚、于丽、李玉文、田尚志、李海清

有效

实用新型专利

径向注浆封堵器

中国

201120464031.4

20120711

2295148

中国建筑第五工程局有限公司

邓尤东、安文汉、袁晏仁、帅建国、潘泽球、周凯、高东波、刘灿、张艳涛

有效

七、主要完成人情况：

姓名

谭立新

项目排名

1

职务/职称

总工程师/教高

工作单位

中国建筑第五工程局有限公司

完成单位

中国建筑第五工程局有限公司

对本项目

技术创新

性贡献

项目总负责人，投入的工作量占本人工作总量的65％，对创新点1、2、3均有重要贡献。

研究提出了高海拔地区人体缺氧危险等级划分标准及氧含量的控制标准（创新点1）和高富水地下工程动态分区注浆成套技术（创新点2），建立了岩土近接施工影响分区标准（创新点3）。

主要旁证资料：

企业标准1项，专著2部，工法2项，论文1篇。

姓名

刘新文

项目排名

2

职务/职称

项目经理/高工

工作单位

中铁一局集团有限公司

完成单位

中铁一局集团有限公司

对本项目技术创新性贡献

项目子题负责人，投入工作量占本人工作量的60％，对创新点1有重要贡献。

研发了高海拔高寒地区隧道通风式升温系统及通风升温施工方法（创新点1）。

主要旁证资料：

国家发明专利2项，实用新型专利1项，企业标准1项。

姓名

雷明锋

项目排名

3

职务/职称

副教授

工作单位

中南大学

完成单位

中南大学

对本项目技术创新性贡献

项目主研人员，投入工作量占本人工作总量的70％，对创新点2、3有重要贡献。

合作研发了富水地下工程施工（创新点2）和动态降、排水优化设计方法（创新点3），建立了浅埋地下工程施工地层变形动态预测方法和发明了岩土近接施工影响分区标准（创新点3）。

主要旁证资料：

国家发明专利8项，实用新型专利2项，软件著作权3项，专著3部，省部级工法1项，企业标准1项，学术论文30多篇。

姓名

刘灿

项目排名

4

职务/职称

副总工程师/高工

工作单位

中建隧道建设有限公司

完成单位

中国建筑第五工程局有限公司

对本项目技术创新性贡献

项目主研人员，投入的工作量占本人工作总量的60％，对创新点1、2、3有重要贡献。

共同研发完成了《高海拔地区（海拔4380m）特长公路隧道施工关键技术研究》课题，参与形成了高海拔隧道通风供氧企业标准（创新点1）；研发了高富水地下工程动态分区注浆成套技术与设备（创新点2）；建立了特大断面立体式回旋分部隧道开挖法、浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法、组合型钢支护开挖方法等系列工法（创新点3）。

主要旁证资料：

国家发明专利3项，实用新型专利10项，专著1部，省部级工法5项，企业标准1项，论文1篇。

姓名

刘大刚

项目排名

5

职务/职称

副教授

工作单位

西南交通大学

完成单位

西南交通大学

对本项目技术创新性贡献

项目主研人员，投入的工作量占本人工作总量的40％，对创新点1有重要贡献。

参与研发了高海拔高寒地区隧道通风式升温系统及通风升温施工方法（创新点1）。

主要旁证资料：

国家发明专利1项，实用新型专利2项，软件著作权1项，企业标准1项，论文11篇。

姓名

黄毅翔

项目排名

6

职务/职称

总经理/高工

工作单位

中建隧道建设有限公司

完成单位

中国建筑第五工程局有限公司

对本项目技术创新性贡献

项目主要研究人员，投入的工作量占本人工作总量的40％，对创新点1、3有重要贡献。

共同研发完成了《高海拔地区（海拔4380m）特长公路隧道施工关键技术研究》课题，参与形成了高海拔隧道通风供氧企业标准（创新点1）；合作发明了浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法（创新点3）。

主要旁证资料：

国家发明专利1项，省部级工法2项，企业标准1项，论文2篇。

姓名

郑金龙

项目排名

7

职务/职称

分院副院长/教高

工作单位

四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院

完成单位

四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院

对本项目技术创新性贡献

项目主研人员，投入的工作量占本人工作总量的30％，对创新点1有重要贡献。

研究并掌握了隧道洞内外气温、地温变化特点以及空气-围岩热交换规律，提出了特长隧道冻害设防等级及设防地段的划分原则，建立了考虑衬砌和围岩约束条件的隧道冻胀力理论计算方法（创新点1）。

主要旁证资料：

国家发明专利2项，实用新型专利7项，企业标准1项，论文6篇。

姓名

刘德

项目排名

8

职务/职称

分公司总经理/高工

工作单位

中建隧道建设有限公司

完成单位

中国建筑第五工程局有限公司

对本项目技术创新性贡献

项目主研人员，投入的工作量占本人工作总量的40％，对创新点3有重要贡献。

参与研发建立了特大断面立体式回旋分部隧道开挖法、浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法、组合型钢支护开挖方法等系列工法（创新点3）。

主要旁证资料：

国家发明专利2项，实用新型专利1项，省部级工法3项，论文2篇。

姓名

姚志军

项目排名

9

职务/职称

项目总工/工程师

工作单位

中铁一局集团有限公司

完成单位

中铁一局集团有限公司

对本项目技术创新性贡献

项目主研人员，投入的工作量占本人工作总量的30％，对创新点1有重要贡献。

参与研发了基于CO浓度控制标准的高海拔隧道施工个体式和弥散式相结合的通风供氧技术、建立了高海拔地区隧道结构混凝土冻害抑制技术（创新点1）。

主要旁证资料：

国家发明专利3项，实用新型专利16项，省部级工法1项，企业标准1项。

姓名

李玉峰

项目排名

10

职务/职称

高工

工作单位

中国建筑第五工程局有限公司

完成单位

中国建筑第五工程局有限公司

对本项目技术创新性贡献

项目主研人员，投入的工作量占本人工作总量的30％，对创新点3有重要贡献。

发明了岩土近接施工影响分区标准（创新点3）。

主要旁证资料：

国家发明专利5项，实用新型专利1项，国家级工法1项，省部级工法2项，专著2部，论文5篇。

八、主要完成单位及创新推广贡献：

单位名称

中国建筑第五工程局有限公司

排名

1

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献

主持本项目的研究工作，全面负责项目的总体研究与重大技术问题的决策、项目的集成及项目成果的推广应用。

提出了基于肺泡氧分压理论的高海拔地区人体缺氧危险等级划分标准及氧含量的控制标准，建立了高海拔地区特长隧道工程施工安全保障关键技术（创新点1）；研发了高富水地下工程动态分区注浆成套技术与设备（创新点2）；建立了高敏感环境下岩土近接施工影响分区方法，以及特大断面立体式回旋分部隧道开挖法、浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法、组合型钢支护开挖方法等系列工法，发明了自由伸缩臂多功能台车等配套装备（创新点3）。

取得了发明专利4项，实用新型专利12项，国家级工法3项，省部级工法11项，专著2部，企业标准1项，发表科技论文10多篇。

作为项目施工承包单位，应用该技术成果成功地建成了国家重点工程四川雀儿山隧道、重庆中梁山隧道等工程，并将该项目相关技术成果推广应用至长沙、深圳、重庆等10多条累计100多公里的城市轨道交通地下工程的建设中，取得了显著的社会、经济和环境效益，对我国隧道工程技术进步起到了极大推动作用。

单位名称

中铁一局集团有限公司

排名

2

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献

本项目的主研单位。

合作研发了高海拔高寒地区隧道通风式升温系统及通风升温施工方法、基于CO浓度控制标准的高海拔隧道施工个体式和弥散式相结合的通风供氧技术、建立了高海拔地区混凝土保温防冻与结构安全施工关键技术（创新点1）。

取得了发明专利4项，实用新型专利16项，省部级工法1项，企业标准1项。

作为项目施工承包单位，应用该技术成果成功地建成了国家重点工程四川雀儿山隧道、汶马高速狮子坪隧道，取得了显著的社会、经济和环境效益。

单位名称

四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院

排名

3

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献

本项目的主研单位。

合作研发了基于肺泡氧分压理论的高海拔地区人体缺氧危险等级划分标准及氧含量的控制标准，探明和提出了高海拔特长隧道施工期洞内氧气浓度随掘进深度的分布规律和预测方法，研究并掌握了隧道洞内外气温、地温变化特点以及空气-围岩热交换规律，提出了特长隧道冻害设防等级及设防地段的划分原则，建立了考虑衬砌和围岩约束条件的隧道冻胀力理论计算方法（创新点1）。

取得了发明专利2项，实用新型专利7项，发表科技论文6篇。

单位名称

中南大学

排名

4

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献

本项目的主研单位。

负责理论计算方法的构建和现场技术方案的分析论证，负责相关计算软件的研发以及研究成果的总结、研究报告的撰写等工作。

建立了高敏感环境下岩土近接施工影响分区和地层变形时空统一预计方法，并开发了相应的软件系统。

获得国家发明专利6项，软件著作权3项，出版专著3部，培养博硕士研究生10人，发表科研论文100多篇。

单位名称

西南交通大学

排名

5

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献

本项目的主研单位。

合作研发了提出了基于肺泡氧分压理论的高海拔地区人体缺氧危险等级划分标准及氧含量的控制标准，探明和提出了高海拔特长隧道施工期洞内氧气浓度随掘进深度的分布规律和预测方法，建立了基于CO浓度控制标准的高海拔隧道施工个体式和弥散式相结合的通风供氧技术，优化开发了高海拔隧道风机升效节能技术；建立了高海拔安全劳动时间的计算原理以及考虑施工工序差异的高海拔地区特长隧道施工安全劳动时间确定方法；建立了基于海拔高度和掌子面距离的高海拔隧道施工期内洞内的温度预测方法及混凝土温控标准（创新点1）。

取得了发明专利2项，实用新型专利2项，软件著作权1项，专著4部，发表科技论文50余篇。

单位名称

中建隧道建设有限公司

排名

6

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献

本项目的主研单位。

提出了基于肺泡氧分压理论的高海拔地区人体缺氧危险等级划分标准及氧含量的控制标准，建立了高海拔地区特长隧道施工人员、机械配置方法与效能提升技术（创新点1）；构建了考虑施工动态过程和地下水渗透作用的暗挖大空间结构荷载计算方法，研发了高富水地下工程动态分区注浆成套技术与设备（创新点2）；建立了高敏感环境下岩土近接施工影响分区方法（创新点3）。

取得了发明专利6项，企业标准1项。

九、完成人合作关系说明

我为本项目的总体负责人和第一完成人，来自第一完成单位中