长江科学院-获奖成果详情中国爆破行业协会科学技术奖

获奖名称: 大直径全排孔岩塞爆破关键技术

获奖等级: 一等奖

获奖类别: 中国爆破行业协会科学技术奖

授奖单位: 中国爆破行业协会

完成单位: 长江水利委员会长江科学院、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、中国水利水电第六工程局有限公司长甸改造工程建设处、中水东北勘测设计研究有限责任公司

获奖年度: 2016

获奖人员: 吴新霞、杨成文、黄东军、任晓军、赵根、邬志、杨青、蔡洪亮、周先平、陈炜旻、杨宏亮、吴从清、孔维春

成果简介:项目背景情况随着国民经济的发展，我国需对部分水库增建水工隧洞进行二次开发，以提高水库的调蓄能力。保障城市供水，从而达到充分利用水资源的目的。增建的水工隧洞进口多位于水面以下数十米甚至百米，尤其在界河流域上，由于国家保密和安全因素的影响，不允许修建围堰，因此，实施水下岩塞爆破成为解决问题的唯一途径，且岩塞爆破不受水位消涨和季节条件的影响，施工与水库的正常运行互补干扰。本项目结合我国当下大量水电工程改扩建的引水工程需求，对深水条件下大直径全排孔的岩塞爆破关键技术展开研究。基于国际先进的爆破理念和施工手段，以依托工程为背景，从岩塞爆破贯穿机理与关键技术、岩塞爆破模型试验与参数确定方法、岩塞爆破有害效应的安全控制技术、以及岩塞爆破精细施工技术等方面进行深入研究，在确保依托工程成功实施的基础上，力争在理论和实践方面有所创新。研究成果从理论层面是对深水条件下岩体爆破动力扰动效应研究的丰富与探索，从工程层面填补了我国大直径全排孔岩塞爆破的技术空白，可为今后的类似工程提供支撑和借鉴，使我国的岩塞爆破技术达到国际领先水平。主要技术创新课题取得的主要成果不仅体现在依托工程圆满实现成功爆破的目标，且在研究过程中，在大直径全排孔岩塞爆破的贯穿特性与方案选择、岩塞爆破模型试验与参数确定、岩塞爆破有害效应的安全控制、岩塞爆破施工工艺以及爆后效果检测等方面均取得了丰富的成果。特别在岩塞爆破贯穿与安全控制的关键技术问题上，取得了对类似项目具有普遍借鉴意义的若干创新，主要包括以下方面：（1）研究了深水条件下大断面长岩塞爆破的贯穿机理与影响因素，首次研发了大直径岩塞爆破的中导洞全排孔爆破技术，并针对该技术建立系统的工程应用体系。（2）首次结合引水隧洞的开挖，开展了岩塞爆破的模型试验，提出了中导洞全排孔岩塞爆破的孔网参数确定方法。（3）提出了微差爆破条件下气垫式岩塞爆破堵头压力的修正计算公式，从理论角度研究了气垫式岩塞爆破闸门井水位的确定方法，对深水条件下岩塞爆破水击波的安全控制具有一定意义。（4）研究了深水条件下全套大直径全排孔岩塞爆破施工工艺，包括排孔钻孔施工样架、药卷加工及安装方法、集渣碴坑充水及补气工艺，建立了深水条件大型岩塞钻孔爆破的施工技术体系。（5）系统实施了岩塞爆破效应监测系统，首次获得了集渣碴坑内部爆破过程的动态图像，建立了水击波、爆破振动及边坡变形等多方位综合的岩塞爆破效果评价方法。推广应用情况本项目在长甸电站改造工程设计施工建设过程得到全面成功应用，解决了工程建设过程中的系列难题，保证了地质条件复杂、平均直径达12.3m岩塞进水口的成功爆破和结构安全稳定，实现了工程顺利发电，为长甸电站改造工程的建设提供了强有力的技术支撑。长甸改造发电工程两台机组已全部顺利投产发电，取得了显著的经济社会效益。大直径全排孔岩塞爆破关键技术我国引调水工程中得到广泛应用。随着我国利用已建水库或湖泊建设供水、常规电站和抽水蓄能电站的工程日益增多，其中相当一部分可能采用水下岩塞进水口方案。本技术的推广，将大量节约建设投资，加快建设进度，大量减少土石开挖和填筑工程量，保护环境。本工程提出的整套技术成果，适合在大型调水、水力发电、应急抢险等工程中应用。因此，项目研究成果具有广阔的推广应用前景。