学科专业评审组:工程建设组
项目名称:深埋公路隧道岩爆倾向性超前预报关键技术与应用
提名单位: 中交第一公路勘察设计研究院有限公司
提名等级:二等奖
提名单位意见: 我国日益增长的能源与资源的刚性需求促使地下空间开发以前所未有的速度向深部发展,深部岩体工程建设必将趋于常态化,在交通、能源、国防等国家建设中占有极其重要的地位。尤其是高地应力诱发的深埋隧道岩爆灾害十分突出,严重影响隧道的安全建设与运行,其难以遏制的根源在于岩爆发生机制非常复杂,缺乏有效的岩爆倾向性原位测试技术,难以实现勘察过程中准确超前预报岩爆灾害。中交第一公路勘察设计研究院有限公司与西安理工大学、中国检验认证集团陕西有限公司、中交第二公路工程局有限公司、陕西省公路局等单位联合攻关,经过十多年的努力,揭示了岩石旋切过程的脆性-韧性转变机理,建立了岩石机-岩参数映射关系与非线性强度理论,发明了深部岩体数字钻等系列原位测试装备,提出基于数字钻技术的岩体力学性能原位评价方法,揭示了岩爆能量驱动机理,研发出基于数字钻的岩爆倾向性评价与超前预报技术,解决了深埋公路隧道岩爆超前预报的“卡脖子”技术难题。项目成果发表学术论文130余篇,其中SCI论文110余篇、EI论文20余篇;授权发明专利21项。所研设备已被百家单位采购,截止2024年已出售385台,销售总额约1.64亿元,直接经济效益0.82亿元,在交通、水电等多项隧道工程中得到成功应用,产生经济效益约5.1亿元以上,间接社会与经济效益显著。 因此,推荐该项目为陕西省科学技术进步奖二等奖。
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:何明明
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:负责制定项目总体方案、技术路线、研究内容和目标等,对项目的创新和应用做出了如下贡献:(1)揭示了岩石数字钻进过程的破岩机理以及机-岩参数映射机理,发明了基于数字钻的岩石力学参数原位测试技术。(2)解译了数字钻参数定量评价岩体性质及其尺寸效应,提出了岩体力学性能现场测试与评价新方法,研发了深部岩体数字钻系统等系列设备。(3)建立了基于数字钻参数的岩石非线性强度理论,揭示了岩石非线性能耗规律与岩爆能量驱动机理,发明了基于数字钻的岩爆倾向性评价与超前预报技术。主要对创新点1、2和3 有重要贡献。附件BF1-3,F2-1~2,F2-5~7,F2-11,F2-14~15。
    曾获国家科技奖励情况:何明明(排名1)基于数字钻技术的岩爆倾向性评价与预报关键技术,陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖(2023),特等奖,证书号:无 何明明(1/1),2020年度陕西省优秀博士学位论文,《基于旋切触探技术的岩体力学参数预报研究》
  2. 姓名:张博
    排名:2
    行政职务:总经理
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中交第一公路勘察设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了该项目的岩爆预报技术研究、开发、应用、宣传、推广工作将项目成果应用推广到多个隧道工程中,提高了该技术获取岩石力学参数的时效性,拓宽了岩石力学实验应用场景。主要对创新点3有重要贡献。佐证材料:附件F2-11。
    曾获国家科技奖励情况:张博(排名12),青海省共和至玉树(结古)公路建设关键技术研究,中国公路学会科学技术奖(2015),特等奖,证书号:B15-T-003-021 张博(排名13),东营至香港公路皖境岳西(黄尾)至潜山段,中国公路勘察设计协会公路交通优秀设计(2011),一等奖,证书号:无
  3. 姓名:罗波
    排名:3
    行政职务:总经理助理、市政总院院长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中交第一公路勘察设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与岩爆超前预报技术研发,基于宝坪隧洞群施工过程中数字钻探技术的应用,对隧洞围岩岩爆倾向作出评价,指导完成隧洞开挖期间设计参数校正和施工方案的优化,有效避免了隧洞开挖过程中岩爆等不良地质灾害的发生,加快了隧洞开挖进程,产生了显著经济效益。主要对创新点3有重要贡献。佐证材料:附件BF-1,BF-2,F2-11,F2-14。
    曾获国家科技奖励情况:罗波(排名4),基于数字钻技术的岩爆倾向性评价与预报关键技术,陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖(2023),特等奖,证书号:无
  4. 姓名:马旭东
    排名:4
    行政职务:综合办公室主任
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中交第一公路勘察设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与研发基于数字钻技术的隧道岩爆倾向性预报技术,并将该技术应用于宝坪隧洞群施工过程中,对隧道围岩岩爆倾向作出预报,现场完成隧洞开挖期间设计参数校正和施工方案的优化,有效避免了隧洞开挖过程中岩爆等不良地质灾害的发生,加快了隧洞开挖进程,产生了显著经济效益。主要对创新点3有重要贡献。佐证材料:附件BF-1,BF-2,F2-11,F2-14。
    曾获国家科技奖励情况:马旭东(排名8),基于数字钻技术的岩爆倾向性评价与预报关键技术,陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖(2023),特等奖,证书号:无
  5. 姓名:刘洁白雪
    排名:5
    行政职务:副经理
    技术职称:工程师
    工作单位:中国检验认证集团陕西有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了项目中数字钻研发工作,大幅提高了数字钻装备的测试精度,对本项目的主要贡献有:检验并提高了数字钻装备测试精度,参与了该项目的研究、开发、应用、宣传、推广工作。主要对创新点2有重要贡献。佐证材料:附件BF-1。
    曾获国家科技奖励情况:无
  6. 姓名:庄泽亮
    排名:6
    行政职务:党委副书记、副董事长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中交第二公路工程局有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了该项目的岩爆预报技术研究、开发、应用、宣传、推广工作,对创新点3贡献较大。佐证材料:附件H1。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:王滈藤
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:揭示了岩石摩擦、孔隙特性与 H-B 强度准则常数项之内在关系,构建了旋切参数与 H-B 准则常数项之间关系的解析模型,提出了岩石峰值与残余强度包络线的预测方法;揭示了不同环境下岩石的非线性能耗规律 ,构建了描述岩石非线性能耗特征的数学模型。主要对创新点1有重要贡献。佐证材料:附件BF-2,F2-11,F2- 14。
    曾获国家科技奖励情况:王滈藤(排名11),基于数字钻技术的岩爆倾向性评价与预报关键技术,陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖(2023),特等奖,证书号:无
  8. 姓名:乔娟
    排名:8
    行政职务:处长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:陕西省公路局
    对本项目技术创造性贡献:参与了该项目的岩爆预报技术研究、开发、应用、宣传、推广工作。佐证材料:附件H2。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:丁明晨
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:参与了项目研究内容的制定与完善工作,对本项目的主要贡献有:揭示了深部岩体岩爆能量驱动机理,发明了基于数字钻的岩石岩爆倾向性原位测试技术。主要对创新点2有重要贡献。佐证材料:附件F2-6,H3.
    曾获国家科技奖励情况:无
  10. 姓名:王晶
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:对本项目的主要贡献有:揭示了岩石数字钻进过程的破岩机理以及机-岩参数映射机理,发明了基于数字钻的岩石力学参数原位测试技术。主要对创新点2有重要贡献。佐证材料:附件BF-2,H3。
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中交第一公路勘察设计研究院有限公司
    单位贡献:现场完成隧洞开挖期间设计参数校正和施工方案的优化,有效避免了隧洞开挖过程中岩爆等不良地质灾害的发生,加快了隧洞开挖进程,产生了显著经济效益。主要贡献:揭示了岩石非线性能耗规律与岩爆能量驱动机理,发明了基于数字钻的岩爆倾向性评价与超前预报技术。(1)将项目成果应用在多个隧道工程,在实践中验证和完善该技术和方法。(2)将项目成果应用推广到多个隧道工程中,创造了显著的经济和社会效益。(3)参与了该项目的研究、开发、应用、宣传、推广工作。主要对创新点1、2和3有重要贡献。

  2. 单位名称:西安理工大学
    单位贡献:开展了较为系统深入的研究,负责制定项目总体方案、技术路线、研究内容和目标,负责为项目研究创造良好的环境、提供设备、试验条件、保证科研资金投入等,对项目的创新和应用做出了如下贡献 :(1)揭示了岩石数字钻进过程的破岩机理以及机-岩参数映射机理,发明了基于数字钻的岩石力学参数原位测试技术。(2)解译了数字钻参数定量评价岩体性质及其尺寸效应,提出了岩体力学性能现场测试与评价新方法,研发了深部岩体数字钻系统等系列设备。(3)建立了基于数字钻参数的岩石非线性强度理论,揭示了岩石非线性能耗规律与岩爆能量驱动机理,发明了基于数字钻的岩爆倾向性评价与超前预报技术。主要对创新点1、2 和3 有重要贡献。

  3. 单位名称:中国检验认证集团陕西有限公司
    单位贡献: 参与了项目中数字钻研发工作,大幅提高了数字钻装备的测试精度,对本项目的主要贡献有:检验并提高了数字钻装备测试精度,参与了该项目的研究、开发、应用、宣传、推广工作。主要对创新点2有重要贡献。

  4. 单位名称:中交第二公路工程局有限公司
    单位贡献:参与了项目研究方案、技术路线及研究内容的制定与完善工作,大幅提高了实验获取岩石岩爆倾向性的时效性,拓宽了岩石力学实验应用场景。主要对创新点3有重要贡献。

  5. 单位名称:陕西省公路局
    单位贡献:参与了项目研究方案、技术路线及研究内容的制定与完善工作,拓宽了岩爆倾向性超前预报的应用场景。主要对创新点3有重要贡献。

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