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关于参与“岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术”项目申报 湖北省技术发明奖的信息公示
编辑:雷永红 编辑:雷永红 发表时间:2019-04-04 09:51:52 字号:

各有关单位:

    我单位作为第完成单位参与完成的“岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术”项目拟申报2019年度湖北省技术发明。我单位席浩,为该项目的第完成人。

    按照湖北省科学技术厅《关于开展2019年度湖北省科学技术奖提名工作的通知》(鄂科技通[2019]9号)的相关要求,我单位对该项目基本情况进行公示(详见附件),公示时间为2019年44日至2019年410日。

    各单位或个人对该推荐项目的有关意见,可在2019年410前以书面实名形式向澳门金沙国际网站反映,并提供必要证明材料。反映情况要坚持实事求是,具体详实,便于调查核实。

特此公示。

人: 雷永红

联系电话:0971-8088039

电子邮件:26497908@qq.com



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2019年44

 


 

湖北省技术发明奖提名书公示内容

(2019年度)

 

项目名称

岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术

 

二、提名者及提名意见

1)提名者:

武汉大学

2)提名意见:

大面积岩石基础高效爆破开挖是水利水电工程、土木工程及交通工程等领域大型基础设施建设施工关键技术之一,其难点在于协调高效爆破破碎和建基面成型保护这一对客观矛盾。本项目在国家“十一五”科技支撑计划、重大基础研发计划(973计划)和中国电力建设集团科研项目的联合资助下,经过10多年的理论创新和技术发明,形成了具有自主常识产权的岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术体系,突破了大坝基础开挖垂直孔爆破成型技术瓶颈发明了适应不同岩性和地质结构的消能-聚能联合控制结构及其制备方法工艺,解决了技术的工程适应性和施工可行性难题发明了独具特色的爆破质量控制和检测系列方法,实现了大规模岩石基础的安全、高效和经济施工

项目获授权中国发明专利20项、国际专利1项、App著作权3项、工法2,成果纳入行业标准;发表论文64篇(其中SCI收录26篇,EI收录24篇)。技术应用于金沙江白鹤滩水电站、湖北十堰武当山民用机场、汉十高铁十堰站、舟山绿色石化基地等国家和湖北省重点工程中,替代传统的岩石建基面保护层水平光面爆破和水平预裂爆破技术。在保证成型质量的前提下,大大提高了大规模岩石基础开挖的施工效率,经济和社会效益显著经湖北省技术交易所组织第三方评价,认为发明的岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术整体达到了国际领先水平,具有广阔的推广应用前景。

提名该项目为湖北省科学技术发明奖一等奖。

 

 

三、项目概况

项目属于水利工程领域。

岩石基础开挖成型控制和快速施工是大型水利水电、土木交通等工程建设中的关键技术之一。岩石爆破开挖过程中,由于爆炸冲击的作用,在完成岩石爆破破碎的同时必然会对保留岩体造成爆破损伤,影响岩石基础的完整性及开挖平整度。尽管水平光面爆破等岩石基础保护层开挖技术开挖成型效果好,但一次钻爆工作面受限,施工干扰大,施工进度慢,难以兼顾大规模岩石基础开挖工程的成型控制和快速施工要求。本项目通过10多年的产学研联合攻关,开展了岩石爆破中爆炸能量释放、传输和爆破作用过程控制的理论创新,发明了岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术,实现了在提高岩石基础的开挖成型质量、严格控制爆破影响的同时,又能保证快速、经济施工,为岩石基础的爆破成型控制和快速施工提供了全新的技术手段。项目的主要创新成果如下:

1)发明了孔底消能-聚能联合作用的岩石基础开挖成型爆破技术,建立了岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破设计方法,实现了水平向聚能爆破切割和垂直向消能减震,突破了大坝基础深孔台阶爆破一次成型的技术瓶颈

2)发明了适应不同岩性和地质构造的岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破结构,研发了高波阻抗材料,提出了消聚能球、柱及其组合结构制备方法和工艺,解决了技术的工程适应性和施工可行性难题

3)发明了适用于岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破的质量控制和效果检测系列方法,形成了岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破的施工工法,实现了大规模岩石基础开挖的安全、高效和经济施工

岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术可以取得与传统水平预裂和光面爆破相近的坝基开挖成型效果,且由于其工作面大小不受限制,造孔速度和施工工效较传统水平光面爆破和预裂提高300-400%,总体施工成本降低30%。

结合该技术的研发和推广应用,获授权中国发明专利共20项和国际专利1项,App著作权3项,工法2,成果纳入行业标准;发表论文64篇(其中SCI收录26篇,EI收录24篇),并受邀在12届国际爆破破岩学术会议(Fragblast12,瑞典)、第5届亚太爆破学术会议(APSBlasting-5,舟山)等国际学术会议上以特邀报告或大会报告的形式做技术交流5次

该技术在白鹤滩水电站高边坡马道和大坝基础、湖北十堰武当山民用机场、汉十高铁十堰站、舟山千万吨绿色石化基地和深圳地铁等20多个国家重点工程项目中得到了推广应用,涉及水利水电、交通、市政及石化基础设施建设等国民经济重要领域,社会和经济效益显著,显示了巨大的市场潜力和良好的应用前景。

 

四、客观评价

1.鉴定意见

1201878日,中国爆破行业协会组织以中国工程院汪旭光院士为主任的评价委员会对岩石基础垂直孔复合消能爆破技术项目的成果进行了科技评价。评价委员会认为该技术通过在孔底设置高波阻抗垫块反射爆炸冲击波,加强了孔底侧向和上部岩石体破碎;利用松沙垫层反射隔震,控制了爆破对保留岩体的损伤。采用该技术可获得优于传统光面或预裂爆破的建基面开挖成型效果,加快了施工进度,综合成本大幅降低。该技术已在白鹤滩水电站大坝和水垫塘基础开挖中得到应用,开挖成型效果良好,有效降低了坝基爆破影响深度。评价委员会一致认为该成果创新性强,达到了国际领先水平,经济、社会效益明显,应用前景广阔,建议加强该成果的进一步推广应用。

2201944日,湖北技术交易所组织了以中国工程院马洪琪院士为主任、钮新强院士为副主任的第三方评价委员会岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术项目成果进行了科技评价。评价委员会一致认为该项目提出了岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破理论,发明了孔底消能-聚能的岩石基础开挖成型爆破技术,实现了大坝基础开挖水平向聚能爆破切割、垂直向孔底消能减震,创造了大坝基础开挖深孔台阶爆破一次成型新技术;发明了适应不同岩性和地质结构的消能-聚能联合控制爆破结构,研发了高波阻抗球()及其组合消聚能材料和成套技术;发明了岩石基础开挖消能-聚能爆破质量控制方法和检测技术,形成了行业标准和施工工法,实现了安全、高效和经济施工。相关成果已在白鹤滩巨型水电站、汉十高铁等十余项国家和湖北省重点工程中推广应用。获授权发明专利20项、国际专利1项、App著作权3项,成果纳入行业标准和工法。项目经济社会效益显著,推广应用前景广阔。项目研究成果整体达到国际领先水平。

2.项目验收意见

20163月由中国电力建设股份有限企业组织专家对企业科技项目坝基/岩石基础快速开挖成型控制爆破技术成果进行了验收。验收专家组认为该项目研发了以高波阻抗混凝土或铸铁消能聚能结构和松砂材料为垫层的消能聚能复合垫层结构,形成一套切实可用的基于消能-聚能联合垫层的岩石基础开挖爆破控制技术的设计准则、设计参数和施工工艺等。该成果的推广首先将为白鹤滩水电站高边坡的马道以及大坝基础的快速、安全、经济开挖提供强有力的技术引导,同时在南水北调、西气东送等水利水电、能源、交通及矿山建设方面均具有广阔的工程应用前景。

3.查新报告

教育部科技查新工作站(Z0720193月对岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术项目的创新点进行了科技查新,检索国内外科技期刊、科技成果、相关文献和网站等资源数据库,检索结果表明,国内外未见其他与该查新项目综合技术特点完全相同的文献报道

4.成果应用单位评价

1)四川二滩国际工程咨询有限责任企业白鹤滩水电站工程监理部:应用该技术金沙江白鹤滩水电站左岸坝肩工程施工中开挖量大、工期紧、坝基建基面成型质量高的难题,实现了对边坡马道不留保护层一次深孔台阶爆破成型,有效控制了爆破损伤,提高了施工效率,对今后类似工程施工具有重要引导意义

2)湖北皓昇爆破工程有限企业:该技术可将炮孔底部爆炸能量向上反射,有效改善了爆破块度,提高了炸药能量利用率,大大降低二次破碎的能耗,经济效益显著,可减小深孔台阶爆破炮孔超深15%,每基坑综合成本降低2535%”。

3)澳门金沙国际网站:采用该技术后,炮孔底部爆破振动降低20-60%,对坝肩槽的保护效果作用十分显著

4)金沙江云川水电开发有限企业宁南白鹤滩电厂:采用该技术后,孔底以下1.0m2.0m岩体内的振动速度较常规爆破降低30%56%,爆破影响深度约为0.680.79m。该技术的钻孔和施工效率较传统水平预裂和水平光爆方案显著提高。该技术最终在白鹤滩水电站坝基及水垫塘基础开挖中得到了广泛应用,开挖基面超过10000 m2,节约建基面爆破开挖工期2个月

5)中国水利水电第八工程局有限企业:该技术有效改善了爆破块度,提高了炸药能量利用率,大大降低二次破碎的能耗,经济效益显著,每方骨料综合成本降低2030%。同时,该技术可减小深孔台阶爆破炮孔超深1520%

6)大昌建设集团有限企业:采用岩石基础消能-聚能联合控制爆破技术后,降低了爆破钻孔超深,提高了基础开挖平整度。在相比于常规爆破超深减少0.20.5m的情况下,建基面消能-聚能爆破区域底板的平整度以及超欠挖值与常规爆破相当甚至更优;有效改善了爆破块度,提高了炸药能量利用率,大大降低二次破碎的能耗,经济效益显著”。

 

五、应用情况

该技术在白鹤滩水电站、湖北十堰武当山民用机场、汉十高铁十堰站、舟山千万吨绿色石化基地和深圳地铁等10多国家重点工程中得到了推广应用,涉及水利水电、交通、市政及石化基础设施建设等国民经济重要领域,显示了巨大的市场潜力和良好的应用前景。截止2018年底,已产生直接经济效益4.88亿元,其中近三年3.79亿元推广应用的基本情况如表1所示。

1  主要工程应用情况表

序号

单位名称

应用的技术

应用对象及规模

应用起止时间

单位联系人/电话

1

四川二滩国际工程咨询有限责任企业白鹤滩水电站工程监理部

岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术

白鹤滩水电站左岸坝肩(高程834.0-600.0m)边坡马道及左岸坝顶垫座基础开挖,总开挖方量829.1m3

2015.01- 2015.12

张家托/

15087212738

2

湖北皓昇爆破工程有限企业

岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术

湖北汉十高铁十堰站北广场基坑开挖爆破,开挖面积约15m2

2015.08 - 2016.03

李鹏/

13545061426

3

湖北皓昇爆破工程有限企业

岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术

湖北十堰武当山民用机场净空处理工程大面积基坑开挖,总方量约18m3,约9m2

2015.08 -2016.05

李鹏/

13545061426

4

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岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术

白鹤滩水电站左岸坝肩槽基础开挖,特别是在高程680.0m600.0m的柱状节理玄武岩坝基缓坡段、渐变段以及马道开挖,总开挖面积约2m2

2014.05-2016.12

 

雷永红/

0971-8088039

 

5

金沙江云川水电开发有限企业宁南白鹤滩电厂

岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术

白鹤滩水电站水垫塘和大坝基础开挖该技术在坝基开挖工程中的应用面积达5000 m2,水垫塘基础开挖工程中的应用面积达15000 m2,实现坝基开挖工期提前20天,水垫塘基础开挖工期提前2个月。

2015.01-

2017.05

周天刚/

0834-2673040

 

6

中国水利水电第八工程局有限企业

岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术

白鹤滩水电站旱谷地等几个大型料场在采用岩石基础开挖,开挖面积约20m2

2016.08-

2017.09

曾凡杜/

0731-82822151

7

大昌建设集团有限企业

岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破技术

浙江舟山绿色石化基地方大小鱼山二期岩石开采爆破工程,总开采方量约8000m3,开挖面积约17m2

2017.03-2018.12

张中雷/

0580-2160062

 


 

六、主要常识产权和标准规范等目录(不超过10件)

序号

 

常识产

权(标准)类别

常识产权(标准)具体名称

国家

(地区)

授权号(标准编号)

授权(标准实施)日期

证书编号(标准批准发布部门)

权利人(标准起草单位)

发明人(标准起草人)

发明专利(标准)有效状态

1

发明专利

结合炮孔孔底消能和聚能的坝基一次成型钻孔爆破方法

中国

ZL201310170450.0

2015.04.01

1620086

武汉大学

卢文波,胡英国,陈明,胡浩然,朱强,严鹏

有效

2

发明专利

适用于倾斜炮孔的提高建基面爆破开挖平整度的孔底聚-消能装置

中国

ZL201310252293.8

2015.07.15

1725711

武汉大学

冷振东,卢文波,严鹏,陈明,涂书芳,刘博文

有效

3

发明专利

一种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型方法

中国

ZL201510092562.8

2016.03.30

1999029

武汉大学,澳门金沙国际网站

刘亮,严鹏,席浩,吴刚,卢文波,陈明,王高辉,付开红

有效

4

发明专利

适用于富水环境坝基的深孔台阶爆破方法以及该方法的可拆卸装置

中国

ZL201510110243.5

2016.03.30

2000361

澳门金沙国际网站,武汉大学

席浩,吴刚,李麒,严鹏,卢文波,陈明,杨肖年,付开红,王高辉

有效

5

发明专利

深孔梯段爆破中含不同坚硬程度岩层的控制爆破方法

中国

ZL201410414296.1

2016.04.27

2046344

武汉大学

冷振东;卢文波;刘博文;陈明;严鹏;谢理想;李继超

有效

6

发明专利

一种用于岩基开挖的轮廓爆破方法

中国

ZL201510687594.2

2017.06.27

2532148

武汉大学

陈明、胡浩然、卢文波、邓珂、严鹏、王高辉

有效

7

发明专利

基于P波脉冲上升时间岩体开挖爆破影响范围判别方法

中国

ZL201410011232.7

2016.01.13

1916357

武汉大学

卢文波,张玉柱,宁淑元,严鹏,陈明,周创兵

有效

8

发明专利

一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法

中国

ZL201410097257.3

2016.06.08

1725711

武汉大学

冷振东、卢文波、涂书芳、张玉柱、钟权、严鹏

有效

9

发明专利

一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法

中国

ZL201410467656.4

2017.8.8

2579416

武汉大学

刘亮、卢文波、严鹏、陈明、张玉柱、冷振东

有效

10

工法

大坝坝基复合消能爆破施工工法

中国

SDGF1078-2018

2018.09.07

/

武汉大学

陈勇、周震钧、杨静、刘建程、朱云峰

有效

 


 

七、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

卢文波

/

教授

武汉大学

武汉大学

项目负责人。主持和参加全部研发工作与工程应用全过程,对创新点1、2和3均做出了原创性重大贡献。提出复合消聚能结构的设计思想,设计了新型高波阻抗材料,并引导了该技术的现场试验设计及开挖质量检测。

2

 

副院长

教授

武汉大学

武汉大学

主要承担项目的组织实施工作,对创新点2和3有重要贡献。设计了垂直孔消能-聚能爆破室内试验及现场验证试验,组织实施了现场验证试验及该技术在白鹤滩水电站坝基开挖的推广应用

3

胡英国

/

高级工程师

长江水利委员会长江科学院

长江水利委员会长江科学院

承担适用于岩石基础开挖消能-聚能联合控制爆破的开挖效果检测,组织该技术在湖北汉十高铁和武当山机场建设工程中应用,对创新点3有重要贡献。

4

汪志林

建设部

主任

教授级高级工程师

中国三峡建设管理有限企业

中国三峡建设管理有限企业

参与组织消能-聚能爆破技术在白鹤滩水电站坝基和水垫塘基础的现场验证,推进了消能-聚能爆破技术工艺流程的形成和应用,并参与孔底消能爆破效果检测,对创新点2和3做出了贡献。

5

 

总经理

教授级高级工程师

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参与组织消能-聚能爆破在白鹤滩左岸坝肩的现场试验,对技术创新点2做出较大贡献。

6

 

水电企业副总经理

高级工程师

中国水利水电第八工程局有限企业

中国水利水电第八工程局有限企业

参与消能-聚能爆破在白鹤滩水垫塘基础开挖现场试验,对技术创新点3做出较大贡献。


 

八、完成人合作关系说明

1)项目在国家“十一五”科技支撑计划、重大基础研发计划973计划)和中国电力建设集团科技项目的资助下,由武汉大学牵头,联合中国三峡建设管理有限企业、长江水利委员会长江科学院、中国水利水电第八和第四工程局有限企业,共同开展研发工作。这六家单位包括了行业内一流的高校、科研院所、开发投资企业和施工企业,优势互补,分工合理,形成了完成的产-学-研-用链条,对岩石基础高效爆破开挖过程中的协调爆破效率、建基面成型保护这一对客观矛盾进行了深入研究,合作研发了岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术,改善开挖质量,保证快速、经济施工

2)完成人卢文波、严鹏均为武汉大学教师,是该校水利水电学院水利工程施工技术研究团队的核心成员,具有长期稳定的合作关系。卢文波教授为本项目第一完成人,是本项目原创思想的提出者和项目实施的组织领导者,也是本项目20余项授权专利的主要发明人和50多篇相关论文的主要编辑;严鹏教授是本项目实施的骨干,负责且参与了本项目研究,设计、实施了垂直孔复合消能爆破室内试验及现场验证试验,也是本项目10余项专利的主要发明人,与卢文波教授合作发表了30余篇相关科研论文。

3)完成人胡英国是长江水利委员会长江科学院的骨干科研人员,与武汉大学团队长期合作,在本项目中主要承担了现场检测方法的研发和应用,与卢文波、严鹏合作授权发明专利2项,合作发表相关科研论文14篇。

4)完成人汪志林、席浩和陈勇分别是本项目在中国三峡建设管理有限企业、中国水利水电第四工程局、中国水利水电第八工程局的负责人,与武汉大学团队长期合作,联合攻关,负责武汉大学所提出的岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术成果在其所在企业的转化应用和科技成果在产业化中的创新研究。汪志林、陈勇与卢文波、严鹏合作发表EI收录的论文《垂直孔复合消能爆破技术及其在建基面开挖中的应用》,席浩是专利ZL201510092562.8ZL201510110243.5、论文《–消能复合垫层保护下的水平建基面开挖方法研究》的主要发明人和编辑。

 

 

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