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关于拟推荐申报2018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:2018-05-15 16:32:15    文字:【】【】【

按照四川省科技厅《关于做好2018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和成都铁路局拟申报的科学技术进步奖公示如下:

 

项目名称:

铁路高压富水隧道水害的预防与整治对策及其工程应用

推荐单位意见:

成都市 同意推荐。

项目简介:

现阶段我国新建或既有铁路隧道工程遭遇和应对地下水主要面临两方面问题:一方面,因路网不断向山区拓展和线路标准提高,新建铁路已经并将继续遭遇相当规模和等级的高压富水隧道;另一方面,随着山区铁路的不断投运,尤其在投运的前14年,每逢大年雨季,由隧道水害、尤其是季节性管道流引起的水害冲击运输秩序,甚至中断行车事件时有发生,且有高企趋势。水害,已然成当前铁路隧道建设和运营安全须直面而不能回避的重要问题之一。因此,以理念、技术、工艺三个层面为主要内容的构架创新为主轴,提出一套具有环境友好性、科学性、适用性、经济性相协调的地下水解决方案,尤其为必要和紧迫。在此背景下,组织开展了本课题技术攻关。

1. 主要技术内容

项目采用文献调研、工程案例统计、现场调研、理论分析、数值计算、室内试验及现场试验等手段对铁路高压富水隧道水害的预防与整治对策及其工程应用进行了系统、深入研究,主要创新成果如下:

创新点1 提出了严堵+畅排建设理念,严堵指通过施作全周边(全环)注浆加固改良构建三维连续隔水圈,控制地下水排放量于预期或可接受范围内;畅排指构成隔水圈后仍设置具有足够排水能力的闭合性排导系统,将经隔水圈渗入的水畅通排出,以达缓解甚至消除作用在衬砌上水压力的目的。对于隧道施工运营安全保障和水环境及水生态保护具有重要意义。

创新点2:指出了高压富水隧道排导系统的闭合性和排导能力是消减水压力的关键,提出了闭合性排导系统设计方法,确定了导()水层合理厚度和衬砌泄水孔开孔参数,形成了立体闭合的防排水体系。

创新点3:提出了区隔防排水+全周边(全环)注浆加固改良+闭合性排导+凹凸防水板的地下水防治对策,形成了高压富水隧道水害防治系统技术。

2. 知识产权情况

已获授权发明专利1项,实用新型专利4件,发表论文12篇。

3. 技术经济指标

四川省住房和城乡建设厅组织的王复明院士任组长的鉴定委员会认为:该项目技术创新性突出,对于隧道施工运营安全保障和水环境及水生态保护具有重要意义,研究成果总体达到国际先进水平。成果应用于向莆铁路雪峰山隧道水害整治,节约工期3个月,节约成本518万元;成果应用于渝怀铁路武隆隧道、歌乐山隧道,渝利铁路方斗山隧道等水害整治,节约成本2872万元;成果应用于龙厦铁路象山隧道、林织铁路蔡家寨隧道渝利铁路高石盘隧道的建设,节约工期7.3个月,节约成本5152万元;成果在成都铁路局域内20多座既有富水隧道水害整治中应用,为业主节约了大量整治费用。

4. 应用推广及效益情况

成果已在向莆铁路雪峰山隧道,渝怀铁路武隆隧道、歌乐山隧道,龙厦铁路象山隧道,渝利铁路高石盘隧道、方斗山隧道,林织铁路蔡家寨隧道,兰渝铁路桃树坪隧道,毕织线元宝山隧道,宝成铁路马鞍塘、魏黄隧道,成昆铁路鲁岗、大石板隧道,成渝铁路白庙子、天台山隧道等近30座隧道中应用,经济、社会、环境效益显著。技术成熟度较高,推广应用前景良好。

客观评价:

1.国内外相关技术的比较

成果

对比点

国内外现

有同类技术

该项目成果

创新点1

高压富水隧道定义

未系统定义

高水压:水压力大于0.6MPa

富水隧道: 非加固或改良的围岩渗水量超出常规排导系统排放能力导致衬砌处于水压力状态

高压富水隧道建设理念

以堵为主、限量排放;围岩注浆范围主要为隧道边墙及拱部外围岩,未成环

提出严堵+畅排建设理念,严堵指通过施作全周边(全环)注浆加固改良构建三维连续隔水圈,控制地下水排放量于预期或可接受范围内;畅排指构成隔水圈后仍设置具有足够排水能力的闭合性排导系统,将经隔水圈渗入的水畅通排出,以达缓解甚至消除作用在衬砌上水压力的目的。将高压富水隧道地下水处置理念归纳为处理好“三个流量”之间的关系

创新点2

排导系统闭合性、排导能力和设计范围

未考虑排导系统排导能力和闭合性问题;隧底不设排导系统

指出高压富水隧道排导系统的闭合性和排导能力是消减水压力的关键,提出闭合性排导系统设计方法,提出了以轴对称解为基础的高压富水隧道实用化计算方法

()水层厚度,泄水孔、清洗孔参数

未见导()水层厚度研究成果,泄水孔间距不大于3m

()水层厚度以8mm为宜;每延米涌水量大于5m3,开孔间距1m;每延米涌水量3-5m3,开孔间距1.5m;每延米涌水量小于3m3,开孔间距3m,清洗孔与泄水孔可按13设计

创新点3

高压富水隧道水害防治系统技术

未见系统的高压富水隧道水害防治技术

提出了区隔防排水+全周边(全环)注浆加固改良+闭合性排导+凹凸防水板的地下水防治对策,形成了高压富水隧道水害防治系统技术

2.科学技术成果鉴定专家意见

2017513日,四川省住房和城乡建设厅组织了以王复明院士为组长的7人鉴定委员会对本项目研究成果进行了鉴定,鉴定委员会专家一致认为:该项目技术创新性突出,对隧道施工运营安全保障和水环境及水生态保护具有重要意义,形成了高压富水隧道水害防治系统技术,成果总体达到国际先进水平。

3.科学技术成果评价结论

四川省住房和城乡建设厅出具的科技成果鉴定证(川建科鉴字201717号)表明:该项目针对高压富水隧道水害防治难题,提出了“严堵+畅排”建设理念,对于隧道施工运营安全保障和水环境及水生态保护具有重要意义;提出了“区隔防排水+全周边(全环)注浆加固改良+闭合性排导+凹凸防水板”的地下水防治对策,形成了高压富水隧道水害防治系统技术;研究指出了高压富水隧道排导系统的闭合性和排导能力是消减水压力的关键,提出了闭合性排导系统设计方法,确定了导()水层合理厚度和衬砌泄水孔开孔参数,形成了立体闭合的防排水体系;针对高压富水隧道岩溶动力水和软弱地层渗流水的特点,分别提出了采用动力水注浆和TSSWSS注浆封堵的技术措施;研究成果在向莆铁路雪峰山隧道,渝怀铁路武隆隧道、歌乐山隧道,龙厦铁路象山隧道,渝利铁路高石盘隧道、方斗山隧道,林织铁路蔡家寨隧道,兰渝铁路桃树坪隧道,毕织线元宝山隧道,宝成铁路马鞍塘、魏黄隧道,成昆铁路鲁岗、大石板隧道,成渝铁路白庙子、天台山隧道等近30座隧道中应用,社会、经济、环境效益显著。技术成熟度较高,推广应用前景良好。

4.查新报告

根据四川省科学技术信息研究所对本项目研究成果的国内外查新报告(编号:20175100900684),除该查新课题成员的研究成果外,查新点在国内外公开发表的文献中均未见报道,具有新颖性。

推广应用情况:

本项目是基于目前我国铁路高压富水隧道迫切需要解决的实际工程问题而立项的,截止目前,本项目技术成果已在向莆铁路雪峰山隧道,渝怀铁路武隆隧道、歌乐山隧道,龙厦铁路象山隧道,渝利铁路高石盘隧道、方斗山隧道,林织铁路蔡家寨隧道,兰渝铁路桃树坪隧道,毕织线元宝山隧道,宝成铁路马鞍塘、魏黄隧道,成昆铁路鲁岗、大石板隧道,成渝铁路白庙子、天台山隧道等近30座隧道中应用。

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

授权号

授权

日期

证书

编号

权利人

发明人

发明专利

一种适用于隧底填充结构隆起开裂的整治方法

中国

ZL201610538478.9

2018.

3.16

2848210

中铁西南科学研究院有限公司

郑波、吴剑、陈礼伟、刘志强、冷希乔、史宪明、师亚龙、刘玉勇、王斌

实用新型专利

一种测试隧道排导系统渗透系数的大尺度试验装置

中国

ZL 2016 2 1115166.9

2017.4.26

6105395

中铁西南科学研究院有限公司

郑波、王立川、吴剑、袁仲权、刘志强、张鹏、冷希乔、史宪明、师亚龙

实用新型专利

一种高水头富水隧道的试验装置

中国

ZL 2016 2 1115140.4

2017.3.29

6032964

中铁西南科学研究院有限公司

郑波、王建宇、吴剑、陈礼伟、冷希乔、史宪明、刘玉勇、刘志强、师亚龙

实用新型专利

一种降低既有隧道仰拱水压力的隧底结构

中国

ZL 2016 2 1114040.X

2017.4.12

6070134

中铁西南科学研究院有限公司

郑波、王立川、袁仲权、吴剑、张鹏、史宪明、冷希乔、刘志强、师亚龙

实用新型专利

一种适用于抑制隧底填充结构隆起开裂的隧底结构

中国

ZL 2016 2 0721742.8

2016.12.7

5732702

中铁西南科学研究院有限公司

郑波、吴剑、陈礼伟、刘志强、冷希乔、史宪明、刘玉勇、师亚龙、王斌

主要完成人情况表:

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

副主任

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

对本项目中的创新点1、创新点2和创新点3均有主要贡献。作为课题组长,主要负责室内试验、现场试验、数值计算及报告编写;负责高压富水隧道严堵+畅排建设理念的技术方案的实现;提出闭合性排导系统设计方法,导()水层合理厚度参数,立体闭合的防排水体系;提出高压富水隧道排导系统的闭合性和排导能力是消减水压力的关键。

2

王立川

副总工程师

教授级高工

成都铁路局

成都铁路局

对创新点1、创新点2有重要贡献,对创新点3有突出贡献。作为课题副组长,负责注浆控制技术,参与案例分析、现场试验及数据分析,报告审核;提出“严堵+畅排”铁路高压富水隧道建设理念;提出高压富水隧道岩溶动力水和软弱地层渗流水情况下的注浆封堵的技术措施;提出衬砌泄水孔开孔参数与立体闭合的防排水体系。

3

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

作为课题主要研究人员,对创新点1、创新点2和创新点3均有重要贡献。负责理论推导与分析、参与工程案例分析,报告审核;协助提出“严堵+畅排”铁路高压富水隧道建设理念;协助提出全周边(全环)注浆加固改良、凹凸防水板等技术措施,高压富水隧道水害防治系统技术。

4

刘志强

 

高级工程师

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

作为课题主要研究人员,对创新点3有重要贡献。主要参与数值计算、现场试验及数据分析;参与高压富水隧道严堵+畅排建设理念的技术方案的实现。

5

 

高级工程师

中铁十一局集团有限公司

中铁十一局集团有限公司

作为课题主要研究人员,对创新点3有重要贡献。主要参与工程案例分析;参与严堵+畅排铁路高压富水隧道建设理念。

6

史宪明

 

高级工程师

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

作为课题主要研究人员,对创新点3有重要贡献。主要参与理论分析;参与全周边(全环)注浆加固改良技术。

7

马春山

董事长

高级工程师

哈尔滨铁路局

哈尔滨铁路局

作为课题主要研究人员,对创新点3有重要贡献。主要参与工程案例分析;参与严堵+畅排铁路高压富水隧道建设理念。

8

冷希乔

 

高级工程师

四川交通职业技术学院

中铁西南科学研究院有限公司

作为课题主要研究人员,对创新点3有重要贡献。主要参与理论分析;参与全周边(全环)注浆加固改良技术。

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,提出“区隔防排水+全周边(全环)注浆加固改良+闭合性排导+凹凸防水板”的地下水防治对策,形成了高压富水隧道水害防治系统技术;指出了高压富水隧道排导系统的闭合性和排导能力是消减水压力的关键;提出了闭合性排导系统设计方法,确定了导()水层合理厚度和衬砌泄水孔开孔参数,形成了立体闭合的防排水体系;负责研究成果在除成都铁路局外的其它类似工程中应用推广。取得了“一种适用于隧底填充结构隆起开裂的整治方法”、“一种高水头富水隧道的试验装置”、“一种测试隧道排导系统渗透系数的大尺度试验装置”、“一种降低既有隧道仰拱水压力的隧底结构”、“一种适用于抑制隧底填充结构隆起开裂的隧底结构”等5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

成都铁路局(201711月更名为中国铁路成都局集团有限公司)

本项目主研单位,负责“严堵+畅排”建设理念的实现;针对高压富水隧道岩溶动力水和软弱地层渗流水的特点,分别提出了采用动力水注浆和TSSWSS注浆封堵的技术措施;负责研究成果在成都铁路局内类似隧道工程中的应用推广。对本项目创新成果的取得与推广应用做出了重要贡献。

完成人合作关系说明:

针对目前我国铁路高压富水隧道水害情况及其设计、施工和运营维护所面临的重点、难点问题,依托本项目,采用产、学、研、用相结合的方式开展科研攻关,历时6年多,围绕铁路高压富水隧道水害的预防与整治对策及其工程应用进行了技术攻关,形成了多项技术成果。

中铁西南科学研究院有限公司为项目主持单位,郑波为项目负责人,并与该公司其它人员吴剑、刘志强、史宪明、冷希乔等负责“严堵+畅排”建设理念的实现;指出高压富水隧道排导系统的闭合性和排导能力是消减水压力的关键;提出闭合性排导系统设计方法,确定导()水层合理厚度和衬砌泄水孔开孔参数,形成立体闭合的防排水体系;负责研究成果在除成都铁路局外的其它类似工程中应用推广。

成都铁路局以王立川为主,负责提出“区隔防排水+全周边(全环)注浆加固改良+闭合性排导+凹凸防水板”的地下水防治对策,形成高压富水隧道水害防治系统技术针对高压富水隧道岩溶动力水和软弱地层渗流水的特点,分别提出采用动力水注浆和TSSWSS注浆封堵的技术措施;负责研究成果在成都铁路局内类似隧道工程中的应用推广。课题其它主要参与人员,负责将研究技术成果在相应单位和工程中推广应用,其中,余斌负责将本课题部分技术成果应用于中铁十一局集团有限公司第五工程公司承担施工的高石盘隧道,马春山将本课题部分技术成果在哈尔滨铁路局域内个别隧道进行了初步尝试性应用

此次申报2018年四川省科学技术进步奖的行为,以及此次申报2018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及排名,都是经过严肃认真的讨论和友好协商确定的,均以表示无异议。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。

2018515日~2018522

联系地址:四川省成都市高新西区古楠街97

联 系 人:章元爱

联系电话:02867580028

中铁西南科学研究院有限公司

                                                                                           2018515

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