青海提名国家科学技术奖项目基本情况.docx

1、青海提名国家科学技术奖项目基本情况附件：2018年度青海省提名国家科学技术奖项目名单推荐号项目名称主要完成人主要完成单位推荐奖种130-4001关角特长隧道建设成套技术及应用李国良、马栋、陈绍华、江泽海、张民庆、职常应、张旭珍、王秀英、刘海荣、张文忠中铁第一勘察设计院集团有限公司、中国铁路青藏集团有限公司、中铁十六局集团有限公司、中铁隧道局集团有限公司、北京交通大学、石家庄铁道大学、西南交通大学科技进步奖130-4002大规模水光互补关键技术应用谢小平、魏显贵 庞秀岚 王兴玉 顾斌 马金忠 黄强 奚瑜 吴亚星 龚传利国家电投集团公司黄河上游水电开发有限责任公司、西安理工大学、中国电建集团西北勘

2、测设计研究院有限公司、北京中水科水电科技开发有限公司、南京南瑞集团公司科技进步奖附件：“关角特长隧道建设成套技术及应用”提名项目基本情况一、项目名称：关角特长隧道建设成套技术及应用二、提名者及提名意见（一）提名者：青海省（二）提名意见关角隧道为我国首座长度突破30km的铁路隧道，也是世界高海拔第一长隧。工程建设面临高寒缺氧条件下的施工环境保障、极高地应力条件下宽大断层带的变形控制、具有极高风险的10km长高压富水区施工风险控制、高海拔特长隧道的防灾疏散及运营通风等一系列技术难题。本项目以关角隧道为依托，通过国内外调研、模型试验、现场实测、工程试验、理论分析等手段，从施工环境保障、复杂地质施工、

3、运营安全保障等方面开展系统研究，提出了高海拔特长隧道的选线原则，确立了环保、节能、舒适、大运量及运营条件好的高海拔特长隧道越岭线位；构建了高海拔特长隧道施工环境卫生保障技术体系；创新了青藏高原复杂地质条件下特长隧道修建技术；建立了高海拔特长隧道运营安全保障技术体系。研究成果在关角隧道建设中得到全面应用，为隧道的顺利建设及运营安全提供了重要的技术支撑。隧道自2014年12月通车以来，运营情况良好。研究成果还在格库铁路、拉林铁路、兰新高铁、西宁至成都铁路等多个项目的隧道工程中得到全面推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。项目研究取得的发明专利、国家工法、技术标准、论文等丰富和发展了我国隧道建设

4、技术，对今后高海拔、严寒地区特长隧道建设具引领和示范作用。成果总体达到了国际先进水平，多项关键技术达到了国际领先水平。根据国家科学技术进步奖授奖条件，青海省同意提名该项目申报国家科学技术进步二等奖。三、项目简介2006年青藏铁路格尔木-拉萨段开通后，结束了我国西藏自治区无铁路的历史，极大的促进了当地经济发展。但修建于上世纪七十年代的西宁-格尔木段受经济技术限制，线路在关角沟内迂回展线后以4010m的隧道穿越垭口，该段线路标准低、病害多、运行速度慢、运量小，已严重制约了青藏铁路的运输能力。新建铁路以32.69km的特长隧道穿越关角山，为两座平行的单线隧道，设计速度160km/h，轨面高程3300

5、3500m，采用钻爆法施工。关角隧道为我国第一座长度超过30km的铁路隧道，也是世界高海拔地区第一长隧。隧道建设面临三大难题，一是位于青藏高原，施工环境极为恶劣，氧气稀薄、作业面最远距井口5000m，施工通风等环境卫生保障技术面临极大挑战。二是地质条件极其复杂：通过3条区域性宽大断裂，地应力高，变形控制难度大；岭脊灰岩段高压富水，安全风险高。三是高海拔地区由于缺氧，导致旅客疏散速度慢；且洞内火灾温度、烟雾场分布和扩散规律不同于一般地区，特长隧道运营安全保障技术无成熟经验可借鉴。由原铁道部和青海省立项，近百名参研人员7年刻苦攻关，形成高原特长隧道建设成套技术，为关角隧道的建设提供了关键技术支撑。

6、主要创新成果有：1.确立了舒适、节能、运营条件好，对通道的运力提升最大的高海拔特长隧道越岭线位，首开我国30km以上级别交通隧道的建设先河。2.构建了高海拔特长隧道施工环境卫生保障技术体系。揭示了高海拔地区施工机械尾气排放特征，创建了高海拔隧道施工环境卫生控制标准；发明了长斜井隔板式施工通风技术；研发了长斜井井底渣体破碎、降尘及皮带机上料系列新技术；研制了高寒隧道节能通风升温系统和洞内移动式供氧系统。3.创新了青藏高原复杂地质条件下特长隧道修建技术。揭示了关角隧道宏观地应力场及分布规律，创建了按围岩变形潜势分级的大变形控制新型支护体系；揭示了高海拔岩溶裂隙水涌水机理，研发了低水温环境有压水的追

7、踪顶水注浆新技术；研发了浅埋风积砂层隧道施工工法（国家级）。4.建立了高海拔特长隧道运营安全保障技术体系。揭示了高海拔隧道内火灾烟气分布特性；构建了我国高海拔特长隧道防灾疏散救援技术体系；研发了采用自然通风方式的高海拔地区特长隧道运营通风新技术。项目获发明专利5项，实用新型专利24项，国家级工法1项，发表论文103篇，制定铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范等四项标准。经评审关键技术达到了国际领先水平，获国际隧协、FIDIC、詹天佑奖等多项国际、国内重大奖项。研究成果在关角隧道建设中得到全面应用，节省工程投资1.66亿元，在兰新高铁、拉林铁路、西宁至成都铁路等项目的隧道建设中广泛推广应用。隧道的建

8、成，使列车通过关角山的时间由原来的2小时缩短为20分钟，彻底消除了本段线路对青藏铁路运能的瓶颈，为巩固国防、铁路连通南亚地区提供了大运能快速通道，具显著的社会经济效益。通车以来，运营状况良好。四、客观评价（一）科技鉴定（评审）意见1.“青藏高原特长隧道修建关键技术”成果技术评审。2015年10月22日，中国铁路总公司科技管理部主持，包括孙钧院士在内的9名国内知名隧道、地质专家组成评审委员会，对本成果评审结论为：“研究成果为关角隧道的成功建设提供了重要技术支撑，取得了显著的经济和社会效益，具有很好的应用推广价值。该研究技术成果总体上达到了国际先进水平，其中高原铁路隧道防灾救援技术、运营通风技术、

9、长斜井隔板风渠通风技术等达到了国际领先水平”。2.“高海拔高水压特长关角隧道快速施工技术”成果鉴定。2015年7月31日，青海省科技厅主持，由中国工程院王梦恕、梁文灏、杜彦良等3位院士及其他4位国内知名隧道专家组成的鉴定委员会，对本成果鉴定结论为：“该工程处于高海拔、地质复杂，为目前国内外建成运营的最长高原隧道，具有显著的环境、社会和经济效益，在今后的工程建设中具有广泛的指导意义和应用前景”。“研究成果总体达到国际先进水平，其中高海拔长距离射流巷道通风技术达到国际领先水平”。（二）验收报告评价2014年12月28日原青藏铁路公司关角隧道初验委员会根据关角隧道静态验收报告、关角隧道动态验收报告，

10、验收组成员对关角隧道线路、通信、信号、供电等系统进行了全面验收，验收结论如下：“关角隧道验收范围内各项工程达到设计要求，符合可行性研究报告和有关文件批复，工程质量符合验收标准，质量合格；竣工档案资料基本齐全、准确；建设用地满足工程需求，手续符合国家法律法规的规定，初验委员会同意通过工程初步验收，于2014年12月28日18时交由青藏铁路公司开通运营。”（三）运营管理单位意见负责运营的中国铁路青藏集团有限公司意见：“关角隧道功能设计完善，防灾救援系统技术先进、安全可靠、经济合理，提高了运营安全。关角隧道于2014年12月28日开通运营，经过3年的运营，总体情况良好，未发现任何质量病害及质量安全隐

11、患。”（四）媒体报道截止目前，国内包括人民日报海外版、新华网、央视网、人民网、科技日报、中国交通新闻网、青海日报等多家媒体相继报道了关角隧道建设中取得的研究成果及开通后带来的效益，影响巨大。（五）主要学术贡献和获奖情况关角隧道主要获奖一览表获奖项目名称奖项名称奖励等级授奖年度授奖单位青藏铁路新关角隧道国际隧道与地下空间协会（ITA）年度奖年度重大工程奖2016年国际隧道与地下空间协会（ITA）青藏铁路新关角隧道国际咨询工程师联合会（FIDIC）年度奖年度全球优秀工程奖2016年国际咨询工程师联合会（FIDIC）高海拔高水压特长关角隧道修建技术青海省科学技术进步奖一等奖2016年青海省人民政府关

12、角隧道修建关键技术中国铁道学会科学技术奖一等奖2015年中国铁道学会青藏铁路新关角隧道中国土木工程詹天佑奖2017年中国土木工程学会青藏铁路西宁至格尔木段增建第二线关角隧道设计铁路优秀工程设计一等奖2016年国家铁路局五、推广应用情况本项目的研究成果全部应用到了关角隧道建设中，为本工程建设的顺利推进及运营安全提供了重要的技术支撑。部分研究成果在正在建设的格库铁路、拉林铁路、敦格铁路、曼大公路等多个项目的隧道工程设计与施工中得到推广应用，取得了良好的效果。正在设计的西宁至成都铁路及规划研究的中尼铁路、新藏铁路、拉墨铁路均属于高原铁路，共有隧道约985km，本项目研究成果的应用，可产生显著的经济效

13、益和社会效益。六、主要知识产权目录主要知识产权汇总表知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态发明专利一种高寒隧道通风节能升温系统中国ZL 2012 1 0112330.02014年01月08日第1331917号中铁十六局集团有限公司孙胜臣、刘海荣、杨金歌、杨哲峰、焦冬梅、马栋有效实用新型专利一种两管隧道间的联通结构体系中国ZL 2015 2 0631485.42016年01月20日第4967682号中铁第一勘察设计院集团有限公司李国良、陈绍华、张旭珍有效发明专利一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法中国ZL 2012 1 0112312.22

14、014年01月08日第1331784号中铁十六局集团有限公司孙胜臣、刘海荣、杨金歌、马栋、郭秀琴有效发明专利隧道高压富水溶腔加筋注浆工艺方法中国ZL 2011 1 0260206.42013年12月04日第1315591号中铁隧道集团有限公司孙国庆、高广义、张民庆、谢敏、李昌有效发明专利长距离独头掘进隧道风室接力通风方法中国ZL 2010 1 0587780.62013年3月13日第1148534号中铁隧道集团二处有限公司豆小天、赵金田、陈庆怀、何志宏、李占奎有效发明专利一种隧道和地下工程无工作间超前大管棚施工工艺方法中国ZL 2010 1 0122486.82011年09月28日第85109

15、4号中铁隧道集团有限公司孙国庆、肖盛能、张民庆、高广义、牟松有效实用新型专利一种隧道内多施工掌子面供风系统中国ZL 2014 2 0135951.52014年08月13日第3741593号中铁第一勘察设计院集团有限公司李国良、陈绍华、张旭珍、魏军政、黄双林、刘小刚、张竹清、刘建红、杜孔泽、徐博有效实用新型专利一种既有衬砌隧道内拱部的排烟竖井中国ZL 2016 2 0157809.X2016年08月24日第5473313号中铁第一勘察设计院集团有限公司李国良、陈绍华、张旭珍有效实用新型专利一种单斜井多掌子面隧道施工的通风运输系统中国ZL 2016.2.0538619.22016年11月16日第5

16、665864号中铁第一勘察设计院集团有限公司张旭珍、陈绍华有效实用新型专利一种斜井风机房安装维修系统中国ZL 2016 2 0157813.62016年03月02日第5470320号中铁第一勘察设计院集团有限公司李国良、陈绍华、张旭珍有效八、主要完成人情况姓 名李国良排 名1行政职务院副总工程师技术职称教授级高工工作单位中铁第一勘察设计院集团有限公司完成单位中铁第一勘察设计院集团有限公司对本项目技术创造性贡献：课题组组长，全面主持关角隧道建设成套技术研究。主持了高海拔特长隧道施工通风研究，提出了高海拔隧道施工环境卫生标准、隧道变形潜势划分标准及高海拔特长隧道的选线原则，发明了长斜井隔板式施工通

17、风新技术，参加了高海拔特长隧道的运营安全和疏散救援技术研究，编著了铁路隧道辅助坑道技术规范、铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范。姓 名马栋排 名2行政职务副总经理、总工程师技术职称教授级高工工作单位中铁十六局集团有限公司完成单位中铁十六局集团有限公司对本项目技术创造性贡献：中铁十六局关角隧道现场总负责人，主持了高海拔地区施工机械尾气排放特征的研究，组织研发了浅埋风积砂层四台阶九步开挖施工工法，参加了高海拔特长隧道设备配套系统技术的研究。姓 名陈绍华排 名3行政职务处副总工程师技术职称教授级高工工作单位中铁第一勘察设计院集团有限公司完成单位中铁第一勘察设计院集团有限公司对本项目技术创造性贡献：课题

18、组副组长，主持了高原特长隧道防灾救援系统研究，研发了钻爆法施工的特长隧道长斜井皮带机出砟技术，参加了越岭隧道线路方案的研究，编制了铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范、高原铁路勘察设计规范。姓 名江泽海排 名4行政职务副总经理技术职称工程师工作单位中国铁路青藏集团有限公司完成单位中国铁路青藏集团有限公司对本项目技术创造性贡献：建设单位课题负责人，全程参与课题的立项、开题、实施、测试、审查，负责各参研单位间的组织协调和研究成果的推广应用。姓 名张民庆排 名5行政职务部长技术职称教授级高工工作单位中国铁路总公司完成单位中国铁路总公司对本项目技术创造性贡献：建设单位现场负责人，对高海拔高压富水隧道处理技

19、术、高地应力隧道大变形控制技术进行了深入的研究，对科研成果在关角隧道中的推广应用做出了突出贡献。姓 名职常应排 名6行政职务指挥长技术职称教授级高工工作单位中铁隧道局集团有限公司完成单位中铁隧道局集团有限公司对本项目技术创造性贡献：中铁隧道局关角隧道现场总负责人，主持了长斜井皮带运输机出砟系统的研究，参加了长斜井隔板式施工通风及高地应力隧道大变形控制技术的研究。姓 名张旭珍排 名7行政职务技术职称高级工程师工作单位中铁第一勘察设计院集团有限公司完成单位中铁第一勘察设计院集团有限公司对本项目技术创造性贡献：铁一院隧道专业设计负责人，主持了关角隧道设计和现场重大技术问题的处理，参加了长距离施工通风

20、和高海拔特长隧道防灾救援系统的研究，编制了高原铁路勘察设计规范、高原铁路工程施工技术规程。姓 名王秀英排 名8行政职务技术职称副教授工作单位北京交通大学完成单位北京交通大学对本项目技术创造性贡献：分课题高海拔特长铁路隧道防灾救援技术研究负责人，主持了高海拔隧道内火灾烟气分布规律的研究，参加了高海拔特长隧道防灾疏散救援系统的研究。姓 名刘海荣排 名9行政职务项目常务副经理技术职称教授级高工工作单位中铁十六局集团有限公司完成单位中铁十六局集团有限公司对本项目技术创造性贡献：中铁十六局关角隧道现场负责人，主持了高海拔特长隧道设备配套研究，参加了浅埋风积砂层四台阶九步开挖施工工法研究，负责研究成果在关

21、角隧道的推广应用。姓 名张文忠排 名10行政职务处副总工程师技术职称教授级高工工作单位中铁第一勘察设计院集团有限公司完成单位中铁第一勘察设计院集团有限公司对本项目技术创造性贡献：铁一院地质专业设计负责人，负责越岭区域地质条件和控制性工程地质因素调查工作。八、主要完成单位及创新推广贡献1、中铁第一勘察设计院集团有限公司：课题组长单位，主持了高原隧道长距离施工通风及施工环境卫生保障技术、极高地应力条件下的宽大断层带的隧道变形控制技术、具有极高风险的10km长高压富水区施工控制技术、高海拔特长隧道防灾救援及运营通风技术等课题的研究。发明了长斜井隔板式施工通风技术，实现了四工作面同时大风量供风；创建了

22、按围岩变形潜势分级的大变形控制支护体系，成功解决了变形控制的难题；研发了低水温环境有压水的追踪顶水注浆新技术；建立了特长铁路隧道防灾救援系统，首创了自安全隧道供风、竖井均衡排烟的救援站通风排烟技术。取得15项实用新型专利，制定了铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范等四项行业标准，发表论文30余篇。将本项目部分技术成果推广应用到兰渝铁路西秦岭隧道、西宁至成都铁路海东南山隧道、西延高铁延安隧道等多个隧道设计中，取得了良好的社会和经济效益。为本项目部分技术成果的推广应用作出了突出贡献。2、中国铁路青藏集团有限公司：组织完成关角隧道的建设，主持关角隧道建设过程中关键技术难题的专家论证，负责现场设计、施工、

23、科研等单位间的协调工作，参加了高原特长隧道防灾救援及运营通风研究，为关角隧道防灾疏散救援系统的总体设计、铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范的编制及整体研究成果在关角隧道的推广应用做出了突出贡献。3、中铁十六局集团有限公司：负责关角隧道进口段17.4km的施工任务，参加了高原隧道长距离施工通风及施工环境卫生保障技术、具有极高风险的10km长高压富水区施工控制技术等研究，主持了高原隧道施工机械尾气排放特征及浅埋风积砂施工工法的研究。取得2项发明专利、4项实用新型专利，形成了浅埋风积砂层四台阶九步开挖施工工法（国家级），发表论文20余篇，并将研究成果在公司承建的丽香铁路、太焦铁路、西成客专、曼大公路等

24、项目的隧道工程施工中推广应用，取得了良好的社会和经济效益。为本项目部分技术成果的推广应用作出了突出贡献。4、中铁隧道局集团有限公司：负责关角隧道出口段15.29km的施工任务，参加了高原隧道长距离施工通风及施工环境卫生保障技术、极高地应力条件下的宽大断层带的隧道变形控制技术等研究，主持了钻爆法施工的特长隧道斜井皮带机出砟系统技术研究。取得3项发明专利、5项实用新型专利，发表论文30余篇，并将研究成果在公司承建的西成高铁何家梁隧道、渝利铁路长洪岭隧道、丽香铁路中义隧道、格库铁路阿尔金山隧道等工程施工中推广应用，取得了良好的社会和经济效益。为本项目部分技术成果的推广应用作出了突出贡献。5、北京交通

25、大学：主持了高原特长隧道运营安全与防灾救援技术研究子课题的研究。主要研究了火灾烟气流动规律，分析了在高海拔条件下的长大隧道火灾的烟气温度场、烟气浓度场和气流流场以及随时间变化的规律；进行了关角隧道火灾烟气分布特性现场试验研究；研究了火灾工况下的紧急救援站应急疏散。研究成果对紧急救援站设计方案的制定发挥了关键作用。6、石家庄铁道大学：主持完成了高原隧道长距离施工通风与安全保障措施研究子课题的研究，调研了高原隧道施工通风及卫生控制标准；进行了通风场的数值模拟与现场测试；低压、低氧条件下内燃机废气组分及排放特征研究与测试分析；高海拔条件下特长隧道施工卫生安全保障措施研究；通过通风系统参数和环境状况测

26、试分析验证通风设计参数，优化通风设计方案。研究成果对关角隧道施工通风方案的确定起到了指导作用。7、西南交通大学：主持了高原特长铁路隧道运营安全与防灾救援技术研究子课题的研究。开展了高海拔特长隧道通风技术方案研究，完成了对有害气体标准，自然风对隧道内影响，列车活塞风影响及射流风机效率的相关研究。研究成果对关角隧道运营通风方案的确定起到了指导作用。十、完成人合作关系说明1 项目名称关角特长隧道建设成套技术及应用2 合作经历2.1 合作时间2007年10月26日至2014年12月28日2.2 合作方式以中铁第一勘察设计院集团有限公司为课题主持单位，联合中铁十六局集团有限公司、中铁隧道局集团有限公司、

27、中国铁路青藏集团有限公司、北京交通大学、石家庄铁道大学、西南交通大学等单位组成课题组，针对关角隧道施工通风及环境卫生保障、宽大断层带的变形控制、高压岩溶裂隙水处理、高原特长隧道运营通风及防灾疏散救援等关键问题开展研究。主要研究内容及分工合作情况：课题组组长：李国良（中铁第一勘察设计院集团有限公司，院副总工程师，教授级高工，全面负责课题研究工作）课题组副组长：陈绍华（中铁第一勘察设计院集团有限公司，项目总体，处副总工程师，教授级高工，主持课题研究工作，负责高原特长隧道防灾救援系统研究）课题组成员：马栋（中铁十六局集团有限公司，副总经理兼总工程师，教授级高工，负责高压富水隧道施工技术、风积砂地层隧

28、道施工技术、高海拔特长隧道设备选型配套技术等施工技术的研究）课题组成员：江泽海（青藏铁路公司，副总经理，工程师，负责隧道修建过程中关键技术难题的专家论证，组织现场设计、施工、科研等单位的协调工作）课题组成员：张民庆（中国铁路总公司工程管理中心，教授级高工，负责高压富水区综合注浆技术的研究）课题组成员：职常应（中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道局关角隧道工程指挥部指挥长，教授级高工，负责长斜井皮带运输机出砟系统技术和长斜井隔板式施工通风技术在现场的研究）课题组成员：张旭珍（中铁第一勘察设计院集团有限公司，隧道专业负责人，高工，负责现场设计参数的优化及协调工作）课题组成员：王秀英（北京交通大学，副教

29、授，负责高海拔特长铁路隧道防灾救援技术研究）课题组成员：刘海荣（中铁十六局集团有限公司，中铁十六局关角隧道项目部常务副经理，负责高压富水隧道施工技术、风积砂地层隧道施工技术、高海拔特长隧道设备选型配套技术在现场的研究）课题组成员：张文忠（中铁第一勘察设计院集团有限公司，教授级高工，地质专业负责人，负责越岭区域地质条件和控制性工程地质因素调查工作）“大规模水光互补关键技术应用”提名项目基本情况一、项目名称:大规模水光互补关键技术应用二、提名者及提名意见项目由青海省人民政府提名，经青海省科学技术厅审阅该项目推荐书及其附件材料，确认全部材料真实有效，符合国家科学技术进步奖要求。对照国家科技进步奖授奖

30、条件，推荐该项目申报2018年度国家科学技术进步奖二等奖。三、项目简介太阳能光伏发电具有随机性、间歇性和周期性的特点，导致光伏出力日内变化较大。大规模光伏发电直接并入电网，影响电网的安全稳定运行，制约了光伏发电大规模开发。为此，研究团队利用水电站可调节库容和水轮发电机组快速调节能力，提出水电与光伏发电联合运行思路，优化光伏电站电能质量，提升水电站调峰调节和备用能力，达到水电与光伏发电互补的双赢格局。项目取得的经济效益和社会效益显著。随着项目成果的推广应用，对西部乃至我国光伏产业的可持续发展将发挥更大作用。四、客观评价2014年至2015年期间，水电水利规划设计总院、青海省科学技术厅、国家电力投资集团公司、中国电力建设集团等单位分别组织专家对该研究成果进行了鉴定和评价。均认为项目的实施创新了太阳能资源有效开发利用的模式，经济社会和环境效益显著，具有广泛的推广应用前景。总体技术水平达到国际领先。“大规模水光互补关键技术研究及示范”荣获2016年度青海省科技进步奖一等奖,荣获2016年