国家自然科学奖推荐书-中国化工集团公司

1 国家科学技术进步奖推荐书 (2015年度 一、项目基本情况 专业评审组： 序号： 奖励类别： 编号：

项目 名称

项目名称 地铁工程穿越地裂缝、古建筑及黄土地层修建技术

公布名 主要完成人 李谈，雒继锋，杨沛敏，王争鸣，安光保，王鸣晓，彭建兵，李德辉，李团社，李昌宁，郑建国，杨红都，段立新，雷永生，杨智国 ，

主要完成单位 中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安市地下铁道有限责任公司，长安大学，机械工业勘察设计研究院有限公司，西北橡胶塑料研究设计院有限公司，中铁一局集团有限公司

推荐单位(盖章) 或推荐专家

中国铁建股份有限公司 项目密级 非密 定密日期 保密期限(年) 定密机构(盖章)

学科分类 名称

1 在推荐系统中选择相应学科 代码

2 代码 3 代码 所属国民经济行业 在推荐系统中选择相应门类填写 所属国家重点发展领域 任务来源 具体计划、基金的名称和编号：陕西省重大科技创新项目专项基金：隧道跨地裂缝主体结构接缝大应变防水橡胶带（2008ZKC04-12）；中国铁建股份有限公司科研计划内项目：西安地铁二号穿过地裂缝带的工程措施专题研究(中铁建科2009第[05]号)；西安地铁二号线下穿钟楼及城墙设计施工方案(中铁建科2009第[06]号)；地裂缝地段接触网综合技术研究(中铁建科2010第[07]号)；西安地铁基坑支护型式与基坑稳定性研究（中铁建科2009第[41]号）。西安市地下铁道有限责任公司科技项目：地裂缝地段轨道综合技术研究（D2-YJ-0222008203）；地裂缝地段特殊变形缝止水带课题研究（D2-YJ-0222008206）；西安地铁二号线对钟楼影响专题研究（D2-YJ-0222008041）；西安城墙南门北门地铁二号线穿越区段安全评估及地铁二号线施工沉降及运行对城墙振动影响专题研究（D2-YJ-0222008022），以及完成单位科研计划总计18项。 已呈交的科技报告编号：

授权发明专利（项） 4 授权的其他知识产权（项） 21

项目起止时间 起始：2006 年 6月 1 日 完成： 2010 年 6 月 30 日

国家科学技术奖励工作办公室制 2

二、项目简介 西安是国家级历史文化名城、“世界四大文明古都”之一，在国家战略层面上提出2020年要把西安建设成为800平方公里、1000万人口以上的国际化大都市，这是我国继北京、上海之后，国家层面明确提出打造的第三个国际化大都市，轨道交通方面，国际化大都市标准为轨道交通客运比重将不少于50%，2040年前，西安市拟建15条地铁线路，总长约600公里。 而西安修建地铁却面临 “穿越地裂缝、文物保护、湿陷性黄土、古城文化” 诸多世界级难题。在国内外无成功经验可鉴。能否有效攻克？直接决定西安能否修建地铁，甚至制约城市进一步发展。 课题以西安修建的第一条地铁线路二号线为背景，针对以上难题，开展了多学科、跨行业，4大主题、21项专题的系列科研攻关，形成了具有自主知识产权的成套关键技术体系，填补地铁工程建设领域的多项国际空白。主要自主科技创新如下： 1．全面系统地查明了地铁沿线地裂缝带的分布规律、活动特征及工程灾害特性；科学预测了每条地裂缝的百年变形量，确定了结构设防范围和级别；揭示了地裂缝活动变形对地铁工程的破坏机理与危害形式； 2．创建了地铁工程穿越地裂缝的综合修建技术，提出了 “局部加强、预留净空、分段处理、柔性接头、先结构后防水”的隧道结构处理措施。 3.研发了新型防水材料、新型可调式轨道系统及可调垂直悬挂接触网结构。 4．首次提出钟楼、城墙合理安全的沉降变形控制标准，确定了经济合理的防护、减震保障措施，建立了长期运营振动监测系统，创建了地铁建设文物保护综合评估体系。 5．创建了黄土地区地铁深基坑和盾构隧道修建关键技术，填补了该领域的技术空白。 研究成果首先成功应用于西安地铁二号线的建设，并随着一号线的运营，使西安成为世界四大古都拥有里程最长、中国西北地区首个、中国大陆第十个投入运营的大运量城市轨道交通系统 。开通运营3年多的监测表明，地裂缝段结构安全、运行平稳、防水达到不漏不渗；钟楼及城墙南、北门处的周边环境良好，运营振动幅值满足国家标准；地铁环境得到市民和同行的广泛赞誉，乘坐地铁被誉为“进行文化穿越”，形成了整体的装修艺术特色和文化内涵。目前，二号线各系统设备运转正常、平稳，趋于稳定，日均客流达到25万人次，运营效果良好，取得了良好的社会、经济效益。形成的“轨道交通经济带”，已带动西安经济的快速发展，据测算，累计减少污染物排放5093.6吨，减少大气污染带来的环境效益约为13.5亿元。目前，该研究成果已被广泛应用于西安地铁其它线路，和在建的兰州、乌鲁木齐，拟建的太原、西宁、银川、呼和浩特、包头等黄土地区轨道交通的项目中。 3

课题完成研究报告21册，共发表学术论文100余篇（EI引用 SCI引用 ）；获得发明专利4项，实用新型专利21项；制定企业标准2本。 4 3．社会效益与间接经济效益

二号线开通运营标志着西安进入地铁时代，开创了湿陷性黄土地区穿越地裂缝、文物保护及古城文化特色体现的地铁建设先河，在地铁建设史上具有里程碑的意义，取得了良好的社会效益。 2010年1月，郑西高铁通车运营，铁路西安北站综合交通枢纽已形成，2011年3月，市委市政府迁至行政中心站处办公，经开区、钟楼、小寨、会展中心等区域功能日趋完善，出行环境与交通需求非常迫切。2011年9月，二号线开通运营，及时满足了古城南北迫切的交通需求。形成的“轨道交通经济带”，已带动西安经济的快速发展，取得了良好的间接经济效益，至2013年底，累计减少污染物排放5093.6吨，减少大气污染带来的环境效益约为13.5亿元。 地裂缝防水体系的成功研制，对EPDM材料大量应用于地下防水开辟了先河，特别是EPDM与遇水膨胀橡胶的复合成型技术成功突破，对未来过江、海底隧道等有极端防水要求的工程项目具有重要的指导意义。 文物保护技术在穿越钟楼及城墙南北门成功应用，满足了古建筑的沉降、振动控制要求。地铁环境切合悠久的古城历史，体现出整体的装修艺术特色和独特的文化内涵，得到市民和同行的广泛赞誉，乘坐二号线地铁被誉为“进行文化穿越体验”。 二号线成功“洞穿”千年古都西安，可谓是文化传承和城市建设、经济发展有机结合的典范。随着《关中-天水经济区发展规划》的实施，西安建设国际化大都市的步伐不断加快，同时也对地铁建设提出了更高要求，到2018年建成通车6条地铁线路时，城市发展的承载力将进一步加强，地铁将更好更快的推进向国际化大都市迈进的步伐，必将使千年古都散发出更多时尚和速度的魅力。 研究成果的推广应用极大地促进了我国地铁修建技术的进步，推动了地铁建设水平的提高，培养了一大批湿陷性黄土地区地铁工程技术研究的人才，将对我国地铁工程建设产生深远的影响。 5

六、曾获科技奖励情况 获奖项目名称 获奖时间 奖项名称 奖励等级 主要获奖人 授奖单位

西安地铁二号线工程 2014年10月 2014年度 FIDIC “全球杰出工程奖” 全球杰出工程奖 国际咨询工程师联合会（FIDIC，菲迪克）

西安地铁二号线修建关键技术研究 2012年09月 陕西省科学技术奖 一等 陕西省

西安地铁二号线穿越地裂缝带的工程措施研究 2009年度 中国铁道建筑总公司科学技术奖 一等 中国铁道建筑总公司

黄土地层及全断面砂质地层土压平衡盾构掘进技术研究 2012年10月 中国施工企业管理协会科学技术奖

一等 中国施工企业管理协会

本表所填科技奖励是指： 1．省、自 6

七、主要知识产权证明目录（不超过10件） 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 隧道变形缝沥青玛蹄脂柔性连接密封防渗结构及构筑方法 中国 ZL2009 1 0219478.2 2011年08月24日 第827866号 中铁第一勘察设计院集团有限公司 有效

发明专利 电气化铁道刚性接触网的悬挂装置与方法 中国 ZL 03 1 34484.4 2007年08月29日 第343359号 中铁第一勘察设计院集团有限公司 有效

发明专利 隧道掘进机中板步进加固支撑机构及其施工方法 中国 No.2011 1 0093545.8 2013年01月16日 第1122614号 中铁第一勘察设计院集团有限公司 有效

发明专利 黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法 中国 ZL 2012 1 0286521.9 2012年08月13日 第1458551号 中铁一局集团有限公司 有效 实用新型专利 隧道跨地裂缝主体结构接缝防水橡胶带 中国 ZL.2009 2 0034657.4 2010年08月04日 第1493859号 西安市地下铁道有限责任公司 有效 实用新型专利 地裂缝三向变形测量仪 中国 ZL 2009 2 0034260.5 2010年05月05日 第1404917号 长安大学 有效 实用新型专利 柔性薄膜液压土压力计 中国 ZL 2009 2 0245765 2010年10月06日 第1555718号 中铁第一勘察设计院集团有限公司 有效

实用新型专利 中空可充气、水结构接缝防水橡胶带 中国 ZL 2012 2 0336619.6 2013年01月23日 第2670539号 西北橡胶塑料研究设计院 有效