按照《关于做好2018年度四川省科学技术奖提名工作的通知》要求，现将中铁西南科学研究院有限公司拟申报的科学技术进步奖公示如下：

项目名称：

小半径螺旋型曲线隧道施工通风关键技术与应用

推荐单位意见：

推荐单位：成都市；推荐意见：同意推荐。

项目简介：

雅西高速是交通运输部“勘察设计典型示范”和“科技示范”双示范项目，线路每公里海拔升高7.5米，被国内外专家学者公认为国内乃至全世界自然环境最恶劣、工程难度最大、科技含量最高的山区高速公路之一，被称作“天梯高速”。其控制性工程双螺旋隧道路段，直线距离11.8公里，高差达713米，地形陡峻，走廊带狭窄，分布有多个大型活动性断裂带及诸多不良地质。为实现雅西高速的“安全、高速、环保、经济”，经过对十余个方案技术经济性比较，在世界上首次将双螺旋隧道设计运用于高速公路越岭线，采用半径600米螺旋隧道展线，实现了在4公里的“V”形峡谷范围内连续爬升450米，减少了纵坡和对生态保护区的干扰，提高了季节冰冻积雪地区的运营安全。

干海子隧道和铁寨子Ⅰ号隧道的早日建成，对国家高速公路网中北京～昆明高速公路四川境南段的早日贯通具有重要意义；两座小半径螺旋型曲线隧道采用钻爆法开挖，施工作业期间，能否保障工人的身心健康、保证隧道施工环境能够达标成为该示范性工程需要考核的重要指标；目前国内外在进行小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统设计时，缺乏可用的通风沿程阻力系数等有关数据，也没有针对小半径螺旋型曲线隧道通风沿程阻力系数或阻力修正系数方面的研究，导致小半径螺旋型曲线隧道隧道通风系统的设计和选型配套缺乏理论依据，无法对通风阻力进行准确计算；对于如何在保证通风质量的前提下，实现通风系统的技术经济优化方面的研究也很少，造成隧道施工通风系统的配套和使用要么不经济、能耗高，要么无法保证洞内空气质量。

为解决雅泸高速公路小半径螺旋型曲线隧道施工通风技术难题，研究曲线隧道沿程摩擦阻力系数，制定出基于技术和经济等多指标体系的合理的曲线隧道独头施工通风系统及其运行方案，中铁西南科学研究院有限公司、四川雅西高速公路有限责任公司、中铁十二局集团第一工程有限公司及中铁二十三局集团有限公司联合立项开展了专项研究工作。

课题形成9项研究成果，从3个方面取得了突破性技术创新，形成了一套完善的小半径螺旋型曲线隧道施工通风技术，经鉴定，成果总体达到国际先进水平。共取得授权发明专利2项、实用新型专利1项，发表论文4篇。

课题提出了小半径螺旋型曲线隧道施工通风沿程阻力系数的修正系数（k）与隧道曲线半径（r）和曲线转角（θ）之间的关系式：k＝1.2465×θ^0.0134×r^-0.0615，为小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统设计计算提供了理论依据；提出了测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验方法，研发了相应的模拟试验装置，为曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的试验研究提供了有效的方法和手段；提出了基于技术和经济的多指标体系隧道独头施工通风系统设计方法，开发了隧道独头施工通风系统计算软件，为科学制定隧道施工通风系统方案提供了技术支撑。

客观评价：

（一）成果评价

2016年4月27日，四川省科学技术厅在成都组织召开了由中铁西南科学研究院有限公司、四川雅西高速公路有限责任公司、中铁十二局集团第一工程有限公司和中铁二十三局集团有限公司完成的“小半径螺旋型曲线隧道施工通风技术研究”项目科技成果鉴定会。鉴定委员会专家听取了项目的研究工作报告、技术报告，审阅了查新报告、用户应用证明等材料，经过质询、讨论，形成鉴定意见如下：

（1）提供的资料符合科技成果鉴定要求。

（2）提出了小半径螺旋型曲线隧道施工通风沿程阻力系数的修正系数（k）与隧道曲线半径（r）和曲线转角（θ）之间的关系式：k＝1.2465×θ^0.0134×r^-0.0615，为小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统设计计算提供了理论依据。

（3）提出了测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验方法，研发了相应的模拟试验装置，为曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的试验研究提供了有效的方法和手段。

（4）提出了基于技术和经济的多指标体系隧道独头施工通风系统设计方法，开发了隧道独头施工通风系统计算软件，为科学制定隧道施工通风系统方案提供了技术支撑。

综上所述，课题创新性地研究了小半径螺旋型曲线隧道施工通风沿程阻力系数的修正系数，研究成果已成功应用于雅西高速公路干海子和铁寨子Ⅰ号隧道，经济、社会和环境效益显著，具有推广应用前景，总体达到了国际先进水平。

（二）成果获奖

成果技术先进，创新性强，获2017年度中国铁路工程总公司科学技术一等、中国公路学会科学技术二等奖、中国施工企业管理协会科技二等奖。

（三）科技查新

项目研究成果于2016年3月7日完成了科技查新，查新结果表明除本项目相关报道外，未见其他与项目创新点相关的研究报道。

主要完成单位及创新推广贡献：

推广应用情况：

研究成果在雅泸高速公路两座小半径螺旋型曲线隧道干海子隧道和铁寨子Ⅰ号隧道成功应用，取得了良好的效果，创造了良好的经济、社会和环境效益。

课题研究成果可实现曲线隧道通风阻力的准确计算，可优化施工通风系统配套，降低总费用，提高风机能效比，可指导施工通风系统运行，保证空气质量，降低能耗，减少运行费用。课题研究成果技术先进，具有较高的实用价值，在隧道施工通风等领域具有较为广阔的市场应用前景。

主要知识产权证明目录：

主要完成人情况表：

完成人合作关系说明：

中铁西南科学研究院有限公司与四川雅西高速公路有限责任公司、中铁十二局集团第一工程有限公司及中铁二十三局集团有限公司自2006年以来，进行了长期合作，共同开展了小半径螺旋型曲线隧道施工通风关键技术研究。其中中铁西南科学研究院有限公司主持课题各项研究试验工作的实施、成果鉴定所有准备工作及研究成果的应用推广；四川雅西高速公路有限责任公司主要参加了小半径螺旋型曲线隧道合理施工通风模式研究、小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统方案优化及设备配套研究和研究成果的应用推广；中铁十二局集团第一工程有限公司主要参加了适用于铁寨子Ⅰ号隧道的独头施工通风系统及其配套设备研究、铁寨子Ⅰ号隧道洞内空气质量评估，负责了铁寨子Ⅰ号隧道施工通风优化方案的实施；中铁二十三局集团有限公司主要参加了适用于干海子隧道的独头施工通风系统及其配套设备研究、干海子隧道洞内空气质量评估，负责了干海子隧道施工通风优化方案的实施。

课题组长高菊茹、副组长徐辰丁、主要完成人伍晓军、高红兵、张博、袁玮、涂文轩、廖绍辉、王书科、黄承军、张龙、王耀都是中铁西南科学研究院有限公司科研人员。其中课题组长高菊茹制定了研究大纲，主持了课题各项研究试验工作的实施，编写了研究总报告，是发明专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”和“一种曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数模拟试验方法”以及实用新型专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”的第一发明人，是公开发表论文“小半径螺旋型曲线隧道施工通风方案优化研究”的第一作者、公开发表论文“小半径螺旋型曲线隧道施工空气质量分布规律研究”及“铁寨子Ⅰ号隧道通风阻力系数模型试验研究”的共同完成人；课题副组长徐辰丁负责了课题各项研究试验工作的实施，编写了研究总报告，是发明专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”和“一种曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数模拟试验方法”以及实用新型专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”的主要发明人，是公开发表论文“铁寨子Ⅰ号隧道进口施工通风系统配套方案评估及建议”的第一作者、公开发表论文“小半径螺旋型曲线隧道施工空气质量分布规律研究”、“小半径螺旋型曲线隧道施工通风方案优化研究”及“铁寨子Ⅰ号隧道通风阻力系数模型试验研究”的共同完成人；主要完成人伍晓军负责了小半径螺旋型曲线隧道施工通风摩阻系数的修正系数与曲率半径和曲线转角的关系研究、隧道独头施工通风系统计算软件的开发，是发明专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”和“一种曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数模拟试验方法”以及实用新型专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”的主要发明人，是公开发表论文“铁寨子Ⅰ号隧道通风阻力系数模型试验研究”的共同完成人；主要完成人高红兵负责了小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统方案优化及设备配套研究，参加了小半径螺旋型曲线隧道合理施工通风模式及小半径螺旋型曲线隧道施工通风摩阻系数的修正系数与曲率半径和曲线转角的关系研究。主要完成人张博、袁玮参加了小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统方案配套软件的优化、专利申请及部分研究报告的编写工作。主要完成人涂文轩是课题技术顾问，指导了课题各项研究试验工作的实施，是发明专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”和“一种曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数模拟试验方法”以及实用新型专利“一种测试曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数的模拟试验装置”的主要发明人，是公开发表论文“小半径螺旋型曲线隧道施工通风方案优化研究”的共同完成人。主要完成人廖绍辉、王书科参加了小半径螺旋型曲线隧道合理施工通风模式研究，小半径螺旋型曲线隧道施工通风摩阻系数的修正系数与曲率半径和曲线转角的关系研究，隧道独头施工通风系统计算软件的开发。主要完成人黄承军参加了小半径螺旋型曲线隧道施工通风摩阻系数与曲率半径和曲线转角的关系研究。主要完成人张龙、王耀参加了小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统方案配套优化辅助软件程序的优化。

课题主要完成人张广洋是四川雅西高速公路有限责任公司科研人员，主要参加了小半径螺旋型曲线隧道施工通风摩阻系数的修正系数与曲率半径和曲线转角的关系研究、小半径螺旋型曲线隧道施工通风系统方案优化及设备配套研究，是公开发表论文“铁寨子Ⅰ号隧道通风阻力系数模型试验研究”的第一作者。课题主要完成人陈献忠是中铁二十三局集团有限公司的科研人员，主要参加了适用于干海子隧道的隧道独头施工通风系统及其配套设备研究、干海子隧道施工通风优化方案的实施。课题主要完成人李向平是中铁十二局集团第一工程有限公司科研人员，主要参加了适用于铁寨子Ⅰ号隧道独头施工通风系统及其配套设备研究、铁寨子Ⅰ号隧道施工通风优化方案的实施，是公开发表论文 “铁寨子Ⅰ号隧道进口施工通风系统配套方案评估及建议”、“小半径螺旋型曲线隧道施工通风方案优化研究”的共同完成人。