学科专业评审组:工程建设组
项目名称:复杂环境黄土地层地铁车站洞桩法暗挖围岩变形机理与控制关键技术
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:三等奖
提名单位意见: 该项目将试验研究、理论分析、数值模拟及现场试验相结合,对复杂环境黄土地层地铁车站洞桩法暗挖围岩变形机理与控制关键技术进行系统研究,取得以下成果: (1)揭示了施工降水引起的黄土地层水力梯度与浸润线变化规律,提出了黄土失水收缩变形诱发的沉降计算方法,给出了复杂环境黄土地区暗挖车站施工降水方案设计参数确定方法。 (2)揭示了复杂环境黄土地层洞桩法暗挖车站围岩变形规律和宏细观损伤破坏机理,提出了黄土地区暗挖车站边桩的力学计算模型和计算方法,形成了复杂环境暗挖车站竖井、导洞、边桩、中柱、扣拱等工序关键施工技术。 (3)构建了融合钻孔窥视、分层沉降、无人机遥感、自动测绘、INSAR遥感测量等技术的“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,建立了复杂环境黄土地层暗挖车站围岩变形监测数据智能反馈机制与控制成套技术。 成果被陕西省土木建筑学会鉴定为国际领先水平,并在西安地铁植物园站、广济街站、曲江池西站、新长区间、体双区间、咸公区间、5 号线东段,以及安岚高速公路隧道及西成铁路隧道等工程中成功应用,累计产生经济效益2.47亿元,经济、社会及环境效益显著。 成果材料齐全、规范,经完成单位公示,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术奖提名条件。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:李强
    排名:1
    行政职务:分公司项目经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中建三局集团西北有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为项目负责人,总体负责项目研究和应用全过程,确保项目组织、策划和实施的顺利完成,具体贡献如下: (1)负责编制了城市轨道交通暗控车站施工技术规程,形成了复杂环境洞桩法暗控车站关键施工技术。 (2)发明了一种洞室狭小空间钻孔灌注桩成孔装备及其作业方法,有效解决了狭小空间环境下钻孔灌注桩机械成孔施工难题,提出了一种用于隧道内的钢管柱吊装门型架,实现了有限空间内边桩快速成桩和中柱临时结构与永久结构的一体化施工。 (3)构建了复杂环境洞桩法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,建立了黄土地层暗挖车站围岩变形监测数据智能反馈机制。
    曾获国家科技奖励情况:无
  2. 姓名:张亮
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:作为项目参与人,负责项目理论研究和技术研究,协助项目组织、策划和实施的顺利完成,具体贡献如下: (1)负责编制了城市轨道交通暗控车站施工技术规程,形成了洞桩法暗控车站关键施工技术;提出了黄土失水收缩变形诱发的沉降计算方法,给出了黄士地区暗挖车站施工降水方案设计参数确定方法。 (2)基于弹性地基梁理论和随机介质理论,建立了黄士地区洞桩法暗挖车站边桩力学计算模型和多导洞施工地表沉隆预测模型,负责编制了城市轨道交通暗控车站施工技术规程,形成了洞法暗控车站关键施工技术。 (3)构建了洞桂法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,建立了黄士地层暗挖车站围岩变形监测数据智能反馈机制。
    曾获国家科技奖励情况:获中国爆破行业协会科学技术进步二等奖1项 获中国煤炭工业协会科学技术三等奖1项。
  3. 姓名:张洋
    排名:3
    行政职务:项目技术总工
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中建三局集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为项目参与人,主要负责现场监测与推广应用工作,具体贡献如下: (1)提出了一种地下施工过程中地下水位及地层变形可视化实时监测方法,能够完整的、连续的监测出洞桩法暗挖车站围岩变形和地下水位变化规律。 (2)参与编制了城市轨道交通暗挖车站施工技术规程,完成了洞桩法暗挖车站围岩变形及车站结构受力现场监测和分析工作,验证并完善了复杂环境黄土地层洞桩法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系。 (3)研发了一种穿心分体式随钻出土装置和灌注桩成孔设备和,实现了边掘进边出渣同步作业,提出了一种暗挖地铁车站PBA法中柱土体应力测试系统的安装装置,提高了安装精度和测量效果。
    曾获国家科技奖励情况:2021年全国市政工程建设优秀质量管理小组二等奖; 2021年陕西省工程建设优秀质量管理小组一等奖; 2022年陕西省工程建设优秀质量管理小组一等奖。
  4. 姓名:胡梦玲
    排名:4
    行政职务:党支部副书记
    技术职称:副教授
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:作为项目参与人,负责项自理论研究和技术研究,协助项目组织、策划和实施的顺利完成,具体贡献如下: (1)采用室内宏观力学性能试验和核磁共振细观试验,揭示了洞桩法暗挖车站黄土地层变形规律和宏细观损伤破坏机理。 (2)采用井壁水位代替井中水位,推导了潜水井的修正浸润曲线,提出了基于非饱和土体积变形理论的地面沉降计算方法。 (3)基于弹性地基梁理论,构建了黄土地层洞桩法暗挖车站边桩的力学计算模型,给出了边桩结构的内力计算公式和边桩参数的设计方法。
    曾获国家科技奖励情况:无
  5. 姓名:黄奎
    排名:5
    行政职务:分公司党委书记
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中建三局集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为项目参与人,主要负责项目研究和推广应用,具体贡献如下: (1)提出了一种地下施工过程中地下水位及地层变形可视化实时监测方法,能够完整的、连续的监测出洞桩法暗挖车站围岩变形和地下水位变化规律。 (2)参与编制了城市轨道交通暗挖车站施工技术规程,形成了复杂环境黄土地层洞桩法暗挖车站竖井、导洞、边桩、中柱、扣拱等关键施工技术。 (3)构建了复杂环境洞桩法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,建立了黄土地层暗挖车站围岩变形监测数据智能反馈机制与控制成套技术。
    曾获国家科技奖励情况:无
  6. 姓名:张忍杰
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:作为项目参与人,主要负责室内试验与现场实践工作,具体贡献如下: (1)完成了黄上地层的三轴压缩宏观试验和核磁共振细观试验,并对试验数据进行整理和分析,得出黄士三轴抗压强度随着含水率的增加逐渐减小,呈二次多项式变化规律。 (2)完成了竖井施工期间的围岩变形和围护结构受力的监测,以及洞桩法暗挖车站洞内、地层及地面的变形监测和边桩、中柱及扣拱受力监测。 (3)完成了黄士地层洞桩法暗挖地铁车站竖井、导洞、边桩、中柱、扣拱等关键施工序的数值模拟研究。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:叱干向明
    排名:7
    行政职务:项目经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中建三局集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为项目参与人,主要负责项目研究和推广应用,具体贡献如下: (1)参与编制了城市轨道交通暗控车站施工技术规程,形成了复杂环境洞桩法暗控车站关键施工技术。 (2)发明了一种洞室狭小空间钻孔灌注桩成孔装备及其作业方法,有效解决了狭小空间环境下钻孔灌注桩机械成孔施工难题,提出了一种用于隧道内的钢管柱吊装门型架,实现了有限空间内边桩快速成桩和中柱临时结构与永久结构的一体化施工。 (3)构建了洞桩法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,建立了复杂环境黄土地层暗挖车站围岩变形监测数据智能反馈机制。
    曾获国家科技奖励情况:
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安科技大学
    单位贡献:作为项日的第一完成单位,负责研究和应用全过程,确保项目组织、策划和实施的顺利完成,制定项目研究方案、技术路线、研究内容及实施方案等,具体贡献如下: (1)制定了黄土地区地铁洞桩法暗挖车站围岩变形机理及其控制技术研究总体方案,根据非饱和土体积变形理论,揭示了施工降水引起的黄土地层水力梯度与浸润线变化规律,给出了黄土地区暗挖车站施工降水方案设计参数确定方法。 (2)利用室内力学性能试验和核磁共振细观试验,揭示了洞椭法暗挖车站黄士地层变形规律和损伤破坏机理,基于弹性地基梁理论和随机介质理论,建立了黄土地区洞桩法暗控车站边桩力学计算模型和多导洞施工地表沉降预测模型,给出了洞桩法暗挖车站关键工序的成套施工技术。 (3)基于钻孔窥视、分层沉降、无人机遥感、自动测绘、INSAR遥感测等技术,构建了“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,建立了黄土地层暗挖车站围岩变形监测数据智能反馈机制与控制成套技术,有效控制了洞桩法暗挖车站施工期间的地层变形,保障了地面交通的正常运行,实现了黄土地层洞桩法暗挖车站的安全快速施工。

  2. 单位名称:中建三局集团西北有限公司
    单位贡献:作为项目的合作完成单位,负责研究和应用全过程,确保项目组织、策划和实施的顺利完成,营造良好的现场检验环境,提供配套机械设备,具体贡献如下: (1)编制了城市轨道交通暗挖车站施工技术规程,研发了一种洞室狭小空间钻孔灌注桩成孔装备及其作业方法,有效解决了狭小空间环境下钻孔灌注桩机械成孔施工难题,缩短了洞桩法暗挖车站的施工工期。 (2)提出了一种洞桩法车站施工过程中地下水位变化及地层变形三维数字钻孔可视化实时监测方法,实现了暗挖车站围岩变形和地下水位变化的完整、连续、实时监测,形成了复杂环境洞桩法暗挖车站竖井、导洞、边桩、中柱、扣拱等关键施工技术。 (3)协同构建了黄土地层洞桩法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,完成了洞桩法暗挖车站围岩变形及车站结构受力现场监测和分析工作,验证并完善了黄土地层洞法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,促进了城市暗挖车站围岩变形控制技术水平的提高。

  3. 单位名称:中建三局集团有限公司
    单位贡献:作为项目的合作完成单位,负责研究和应用全过程,确保项目组织、策划和实施的顺利完成,保证科研资金投入等,具体贡献如下: (1)研发了一种预制装配式竖井内支撑结构体系和洞室狭小空间钻孔灌注桩成孔装备及其作业方法,有效解决了狭小空间环境下钻孔灌注桩机械成孔施工难题,缩短了黄土地层洞桩法暗挖车站的施工工期。 (2)提出了一种洞桩法车站施工过程中地下水位变化及地层变形三维数字钻孔可视化实时监测方法,实现了暗挖车站围岩变形和地下水位变化的完整、连续、实时监测,形成了复杂环境洞桩法暗挖车站竖井、导洞、边桩、中柱、扣拱等关键施工技术。 (3)协同构建了黄土地层洞桩法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,完成了洞桩法暗挖车站围岩变形及车站结构受力现场监测和分析工作,验证并完善了黄土地层洞法暗挖车站“洞内+地层+地面”围岩变形智能监测体系,促进了城市暗挖车站围岩变形控制技术水平的提高。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处