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記者獲悉，近日,“高寒高烈度特長(zhǎng)深埋山嶺隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得天津市2020年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

巖爆是高地應(yīng)力地區(qū)巖石工程中特有的一種地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，在隧道開(kāi)挖過(guò)程中巖體中聚積的彈性變形勢(shì)能突然猛烈釋放，導(dǎo)致巖石爆裂并彈射出來(lái)，是影響隧道施工進(jìn)度和安全的主要因素，由于它的高度復(fù)雜性，至今仍是巖石力學(xué)世界性難題之一。從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀看，巖爆的預(yù)測(cè)、防護(hù)沒(méi)有公認(rèn)的、成熟的理論和方法，仍需進(jìn)行深入的研究。

“高寒高烈度特長(zhǎng)深埋山嶺隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目由中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司、中鐵隧道局集團(tuán)有限公司、中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、西南交通大學(xué)等單位共同完成。中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司副總工程師、項(xiàng)目第1完成人、總負(fù)責(zé)人畢經(jīng)東介紹，該項(xiàng)目依托的烏茲別克斯坦卡姆奇克隧道工程，為中亞第一長(zhǎng)隧，被稱(chēng)之為烏國(guó)“總統(tǒng)一號(hào)工程”，項(xiàng)目研究成果有效解決了工程建設(shè)面臨的高寒、高烈度、高地應(yīng)力等惡劣環(huán)境條件，并形成了一整套隧道建設(shè)、運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)體系，填補(bǔ)了烏國(guó)公路、鐵路隧道建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域的空白。

“卡姆奇克隧道工程隧址區(qū)最低氣溫-42℃，最冷月平均氣溫-16℃，位于Ⅸ度地震烈度區(qū)，隧道最大埋深1270m，圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比達(dá)到了2.7~7，工程建設(shè)過(guò)程中發(fā)生中等強(qiáng)度以上巖爆3000多次，對(duì)隧道施工造成了極大干擾，嚴(yán)重影響隧道正常施工和進(jìn)度。如何對(duì)巖爆進(jìn)行有效預(yù)測(cè)和防護(hù)，是控制隧道施工安全和工程進(jìn)度的主要因素，處理不好極易造成開(kāi)挖面的嚴(yán)重破壞，設(shè)備損壞，乃至人員的重大傷亡。而隧道洞口及洞外排水溝的防凍保溫、隧道淺埋及斷層帶抗減震措施則是決定隧道后期安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵所在?！碑吔?jīng)東說(shuō)。

從2013年至2018年，畢經(jīng)東團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西南交通大學(xué)、中鐵隧道局等單位，形成了科研攻關(guān)小組，分工明確，結(jié)合實(shí)際深入施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)針對(duì)性的理論分析和數(shù)值計(jì)算，總結(jié)科學(xué)的災(zāi)變機(jī)理和防治對(duì)策，并依托卡姆奇克隧道工程提出了一系列抗減震、巖爆防治及防凍害技術(shù)措施。

“項(xiàng)目建立的基于灰關(guān)聯(lián)熵BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圍巖綜合參數(shù)高地應(yīng)力巖爆預(yù)測(cè)模型，有效提高了巖爆預(yù)測(cè)精度，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率從傳統(tǒng)方法的50%提高到71.2%；提出的重疊導(dǎo)洞法、微上臺(tái)階法、水平應(yīng)力隔斷法三種應(yīng)力釋放的方法，以及超前小導(dǎo)管巖爆主動(dòng)防治技術(shù)，有效降低了巖爆強(qiáng)度；此外，項(xiàng)目組研發(fā)的擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的防護(hù)系統(tǒng)模塊化安裝和快速移動(dòng)的巖爆防護(hù)臺(tái)車(chē)，實(shí)現(xiàn)了巖爆地段安全快速施工。項(xiàng)目組先后獲得國(guó)家專(zhuān)利6項(xiàng)、省級(jí)工法1項(xiàng)、軟件著作權(quán)1項(xiàng)，發(fā)表論文16篇。” 畢經(jīng)東說(shuō)。

“項(xiàng)目研究不僅要技術(shù)創(chuàng)新，更需要打造強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)。”中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司總經(jīng)理、國(guó)務(wù)院特貼專(zhuān)家賀維國(guó)介紹：“我們組建了由教授級(jí)高工、高工、工程師以及助理工程師不同梯隊(duì)的科研隊(duì)伍，全程參與項(xiàng)目的研發(fā)，充分獲得歷練的機(jī)會(huì)，先后培養(yǎng)了教授級(jí)高工1人、高級(jí)工程師5人，工程師4人，培訓(xùn)技術(shù)人員100余人?！?/p>

“我們團(tuán)隊(duì)里面有設(shè)計(jì)單位、有高校、有施工企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研用一體化。理論與設(shè)計(jì)結(jié)合，技術(shù)與工程配套，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，聯(lián)合開(kāi)發(fā)了巖爆預(yù)測(cè)及防護(hù)體系、綜合抗減震技術(shù)、隧道防凍保溫技術(shù)以及相關(guān)的工藝、設(shè)備，聯(lián)合編制了科技成果報(bào)告，聯(lián)合推進(jìn)了科技成果的轉(zhuǎn)化和工程化示范，促進(jìn)了課題研究與應(yīng)用的順利推進(jìn)。”賀維國(guó)表示?！‘吔?jīng)東介紹，項(xiàng)目已成果應(yīng)用于卡姆奇克隧道工程，提前100天完成隧道貫通，節(jié)約成本約1.6億元。如今，項(xiàng)目技術(shù)成果還推廣應(yīng)用到拉林鐵路布喀木隧道、米林隧道、崗木拉山隧道、引漢濟(jì)渭工程秦嶺隧道等工程。（受訪(fǎng)者供圖 科技日?qǐng)?bào)記者 馬愛(ài)平）