申报主题为西部地质环境脆弱区灌浆加固与生态修复研究

1、 成都理工大学申报2018年度“中国发明学会发明创业奖”，申报主题为“西部地质环境脆弱区灌浆加固与生态修复研究”。附件1发明创业成果奖提名书 一、项目基本情况序号：提 名 者项目名称西部地质环境脆弱区灌浆加固与生态修复研究主要完成人裴向军 张晓超 裴钻 周立宏 叶长文 张国华主要完成单位成都理工大学通讯地址（邮编）四川省成都市成华区二仙桥东三路1号联系人姓名张晓超电箱31685032学科领域（在所属领域后面）农林养殖医药卫生国土资源环境水利轻工纺织化 工材料与冶金机械与动力电子信息工程建设工人农民所属国民经济行业（按照国民经济行业分类2017）工程和技术研究和试验发展

2、任务来源部委计划, 国家自然科学基金, 其它具体计划、基金的名称和编号（不超过5项）：1) 国家重点研发计划（No. 2017YFC1501000）：强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究2) 国家自然科学基金（No.41672362）：纳米复合水泥浆液低温水化过程与流变/凝固特性研究3) 国家自然科学基金（No.40402025）：基于粘时变性动水灌浆扩散与固结研究4）国家自然科学基金（No. 41702318），纤维素类固化剂加固砂土边坡作用机理及抗冲蚀效应研究5）国家自然科学基金项目（No.41702335）：强震过程非饱和黄土孔压响应规律及液化评判方法研究授权发明专利（项）23授权

3、的其他知识产权（项）30项目起止时间起始： 年 月 日完成： 年 月 日 中国发明协会制二、项目简介自上世纪50年代以来，岩土体灌浆技术在我国水利水电、公路、铁路、地质灾害防治等多个领域应用并发挥了重要作用。据不完全统计，目前我国年灌浆量超过1亿吨，占全球工程量的50%以上。西部大开发实施以来，“西电东送”水电能源基地、西气东输、南水北调及“一带一路”交通大通道等工程建设中，大量灌浆工程中经常遇到大漏失通道、高压涌水及溶洞等复杂地层，出现“灌不住、顺缝跑”，导致灌浆效果差、灌浆质量不能满足工程运行，甚至部分工程报废。同时，人类活动使得生态环境恶化，人与自然的和谐发展面临严峻挑战。项目组以青藏高

4、原及其东南缘重大基础工程设施建设为依托，在国家自然科学基金委、有关部委及地方政府的支持下，针对坝基渗漏、隧道突水、建筑物地基渗漏、震裂山体加固、高边坡生态修复等工程难题，持续开展了十余年研究工作，在水泥-外掺剂体系水化机理、粘度时变系列灌浆材料创制、浆液扩散设备及机具等方面，取得了一批原创性的、填补国际空白的学术成果与技术发明： 1）首次发现改性纤维素钠在水泥颗粒表面溶解成膜，提出了水泥-外掺剂水化过程的溶剂化膜理论，为粘度时变创制奠定了理论基础，确定了改性纤维钠0.020.1、合成钙硅质早强剂0.52、酰胺类聚合物稳定剂0.050.1等组份。 2）发明了初始流动度大、可灌性好，临近可泵期粘度

5、突增的SJP水泥基灌浆材料，破解了水泥基速凝灌浆材料早期强度高、后期强度低这一国际难题。SJP材料初始流动度220260mm，可泵期1090min，初凝4h6h，28d结石体抗压强度高出普通水泥浆10%20%、高出水泥-水玻璃双液35%55%。 3）创制了注浆扩散测试系统。模拟浆液地层中的扩散半径与边界，可实现090倾角、025mm宽度、01MPa压力注浆扩散测试，控制尺度 6.4 m3.8 m，达到隐蔽注浆“可视化”目的，搭建设计与工程施工之间的“桥梁”。 4）研发了粘度时变灌浆加固设备与机具，提高了复杂地层灌浆适应性与效率，实现灌浆施工由“粗放型”向“精细化”转化。相比常规灌浆方法，水泥用

6、量可减少30%50%、工效提高40%-60%，有些工程减少水泥量高达90%。 授权发明专利23项、实用新型专利30项，核心专利获第十五届中国专利金奖、首届四川省专利特等奖；产品注册商标2个，列入全国重点推广低碳项目；成果编入3部国家、行业规范。成果2013年获四川省科技进步一等奖、2012年新疆自治区科技进步一等奖，2016年第一完成人获第九届全国发明创业奖人物奖。 截止2017年12月底，成果已推广至国内16个省市自治区，解决了一批灌浆工程难题，如坝高305m的锦屏一级水电站左岸边坡、海拔4800m的西藏米拉山特长公路隧道、汶川地震震裂山体等灌浆加固。十年来，参与120余项重大工程，据不完全

7、统计，为企业新增产值21亿元，新增利润4.6亿元。由于工程节约大量水泥用量，相应减少了二氧化碳排量，对保护生态环境有重要意义。附表2 完成人合作关系说明“西部地质环境脆弱区长期演化效应与生态修复技术”项目研究成果由成都理工大学的裴向军、张晓超、裴钻、周立宏、叶长文、和张国华等人长期合作研发、共同完成。第1完成人裴向军、第2完成人张晓超与第3完成人裴钻合作完成的“粘度时变性灌浆材料扩散与固结研究”项目，共同获得了2013年度四川省科技进步一等奖； 第1完成人裴向军与第2完成人张晓超，在国内外重要期刊共同发表论文“Experimental case study of seismically ind

8、uced loess liquefaction and landslide”、“Simulation of a flowslide in loess area with significant entrainment using an energy based runout model”、“石碑塬滑坡黄土液化特征及其影响因素研究”和“改性钠羧甲基纤维素胶结固化土质边坡机制与抗冲蚀特性研究”等10余篇。第1完成人裴向军与第2完成人张晓超共同获得授权发明专利“一种土质边坡护坡方法”。第1完成人裴向军与第3完成人裴钻共同发表论文“The mechanic model of tension-shear

9、ing landslide triggered by Wenchuan Earthquake”和汶川地震极震区泥石流动力特征及参数研究以安县高川乡为例”。第1完成人裴向军与第3完成人裴钻共同获得软件著作权“散粒体斜坡降雨作用下破坏规模评价系统软件著作权”。第1完成人裴向军与第5完成人叶长文，共同发表论文“Mass transfer and equilibrium characteristics of defluorination from groundwater by emulsion liquid membrane”、“Measurement and modeling of density

10、and viscosity of n-Octanol- Kerosene-Phosphoric acid solutions in a temperature range 293.15-333.15 K”和“Development and Characterization of Transparent Waterborne Polyurethane Acrylate/ Fullerenols Thin-Film Nanocomposite as Thermal-insulating Coating”。承诺：本人作为项目第一完成人，对本项目完成人合作关系及上述内容的真实性负责，特此声明。第一完成

11、人签名： 完成人合作关系情况汇总表序号合作方式合作者合作时间合作成果证明材料备注1共同获奖裴向军1/ /裴钻4/张晓超82013“粘度时变性灌浆材料扩散与固结研究”获四川省科技进步一等奖附件J1、J7、J102共同获奖裴向军1/ /裴钻5/张晓超62013“边坡危岩失稳模式及滚石运动特征研究”获国土资源部科学技术二等奖附件J8、J113共同获奖裴向军3 /裴钻10/张晓超122014“高陡斜坡危岩体稳定性研究”获中国电建科学技术一等奖附件J9、J124共同获奖裴向军2 /裴钻112014“天山公路边坡地质灾害预测评价方法与防治技术研究”获新疆维吾尔自治区科学技术进步一等奖附件J4、J135论文

12、合著裴向军1/张晓超22017Experimental case study of seismically induced loess liquefaction and landslide附件L16论文合著裴向军5/张晓超42017A study of a flowslide with significant entrainment in loess areas in China附件L27论文合著裴向军4/张晓超12014石碑塬滑坡黄土液化特征及其影响因素研究附件L38论文合著裴向军2/张晓超42014改性钠羧甲基纤维素胶结固化土质边坡机制与抗冲蚀特性研究附件L49论文合著叶长文1/裴向军32

13、017Mass transfer and equilibrium characteristics of defluorination from groundwater by emulsion liquid membrane附件L510论文合著叶长文1/裴向军32016Measurement and modeling of density and viscosity of n-Octanol-Kerosene-Phosphoric acid solutions in a temperature range 293.15-333.15 K附件L611论文合著叶长文1/裴向军32016Development and Characteriz