国家技术发明奖申报项目公示
一、项目名称
水利工程地质体和混凝土缺陷无损检测与无害处理技术 二、推荐单位
水利部
三、项目简介（限1200字）
不良地质体和混凝土缺陷严重影响工程岩体和水工结构的稳定性和耐久性，是工程建设和运行的安全隐患和突出问题；查明缺陷部位，进行有效处理是水利工程建设亟待解决的关键技术难题。本项目紧密围绕国家重大工程建设需求，在863、科技支撑计划等国家与部委科研项目支持下，历时二十余年，取得了物探检测及缺陷处理技术领域内的新材料、新产品和新工艺等一系列原创性科研成果，形成了缺陷检测—处理—处理效果评价成套新技术和系统解决方案，结束了我国水利工程缺陷检测与处理无成套技术的历史。经鉴定成果整体达到国际领先水平。
主要发明点如下：
（1）首次认识到干孔声波耦合是内耦合加外耦合的全耦合问题，研制出国际上第一个全耦合干孔声波测试探头，实现了干孔声波的有效检测；采用全新思路，研发出世界上首个与传统压电陶瓷换能器不同的超磁致伸缩声波发射换能器，解决了声波检测长距离穿透难题；采用三角网射线追踪全局方法，实现了缺陷形态三维可视化，有效提高其成像效率和真实性；在相控阵探空雷达思想启发下，研发出国内外首台相控阵探地雷达，解决了普通单天线探地雷达发射能量低且抗干扰能力差等技术难题，使探地雷达技术产生了质的飞跃。
（2）采用分子结构调控手段和互穿网络技术，首次提出以亲水性为主兼具憎水性的化学灌浆材料设计理念，发明了高渗透、高亲和力的无害水下环氧树脂灌浆材料等缺陷处理新材料，实现了材料可操作时间精确可调，解决了在10-6cm/s～10-8cm/s的低渗性不良地质体中难以有效渗透以及在有压力水条件下难以有效固结的国际性技术难题。
（3）提出与项目研发的环氧树脂灌浆材料配套的水泥—化学复合灌浆新技
术，实现了灌浆过程实时动态控制，解决了孔深达100m以上、水头高达150m～200m以及涌水条件下不良地质体难以有效处理的技术难题。
与国内外同类技术相比较，声波穿透距离从3m提高到30余m，满足大尺度长距离声波检测要求；雷达探测的有效透地耦合电磁波能量比单天线发射提高了30多倍，抗干扰能力和分辨率明显增强等；研发的缺陷处理新材料环保性能和耐久性优异，与国内外同类产品相比，初始粘度降低97%以上，可操作时间从2h?106h精确可调，在低温条件下（-8℃）仍具有优良性能，原材料全部国产，价格低于国外同类产品的1/2。
本项目获国家发明专利13项，实用新型专利14项，公开国际PCT专利2项，主编了化学灌浆材料行业标准（我国首部）和水利水电工程物探规程等标准9部，出版专著4部，发表论文100余篇（SCI/EI 20余篇），促进了行业科技进步和学科发展。成果在长江三峡工程、南水北调中线工程、金沙江向家坝水电站、新加坡电缆隧道工程等国内外80余个大中型工程得到成功应用，创产值约5亿元，产生了显著的社会、经济和环境效益，应用前景广阔。
成果分别获得湖北省技术发明一等奖和大禹水利科学技术一等奖。
四、主要完成人情况表
排名 姓名 职称 所在单位 对本项目技术创造性贡献 （限70字） 项目负责人，对高渗透水下环氧树脂灌浆材料等混凝土缺陷处理材料及配套工艺3项关键技术有重要贡献。投入本研究工作量占同期工作总量的60％。 项目组核心成员，对全耦合干孔声波测试探头等4项关键技术有重要贡献。投入本研究工作量占同期工作总量的65%。 项目组核心成员，对高渗透水下环氧树脂灌浆材料等混凝土缺陷处理材料及配套工艺3项关键技术有重要贡献。投入本研究工作量占同期工作总量的65％。 项目组核心成员，对全耦合干孔声波测试探头这1项关键技术有重要贡献。投入本研究工作量占同期工作总量的65%。 项目组核心成员，对高渗透水下环氧树脂灌浆材料等混凝土缺陷处理材料及配套工艺3项关键技术有重要贡献。投入本研究工作量占同期工作总量60％。 项目组核心成员，对三角网射线追踪全局方法等4项关键技术有重要贡献。投入本研究工作量占同期工作总量的40%以上。 曾获国家科技奖励情况 （年度，获奖类别，获奖项目名称，排名） 2007年获国家科技进步奖二等奖,获奖项目名称为 “重大水工混凝土结构隐患病害检测与健康诊断研究”，个人排名第八（证书编号2007-J-222-2-06-R08） 1 汪在芹 教高 长江水利委员会长江科学院 2 张建清 教高 长江勘测规划设计研究有限责任公司 3 李珍 教高 长江水利委员会长江科学院 4 陈敏 高工 长江工程地球物理勘测武汉有限公司 5 魏涛 教高 长江水利委员会长江科学院 6 刘润泽 高工 长江工程地球物理勘测武汉有限公司
五、推广应用情况（限1000字）
基于本项目技术的创新性、先进性和在水利工程地质体和混凝土缺陷检测与处理中的实用性，项目成果被水利部、武汉市作为重点推广对象。近年来，项目成果已在水利、交通、市政等领域的国内外80余个工程中广泛应用，产生直接经济效益近5亿元。主要应用情况如下：
应用单位名称 应用技术 应用的起止时间 应用单位联系人/电话 应用情况 国内水利水电工程应用情况 中国长江三峡集团公司 南水北调中线水源有限责任公司 三峡集团向家坝工程建设部 三峡集团溪洛渡工程建设部 雅砻江流域水电开发有限公司锦屏建设管理局 湖南澧水流域水利水电开发有限责任公司 三峡工程：断层破碎带及混凝土深层微细裂缝的无损检测与处理 南水北调中线水源工程：混凝土微细裂缝无损检测与处理 金沙江向家坝水电站：砂岩破碎带无损检测与处理 金沙江溪洛渡水电站：玄武岩层间、层内错动带无损检测与处理 雅砻江锦屏二级水电站：干孔声波检测技术等 湖南江垭水电站：坝基溶蚀带防渗补强处理 2008-2013 2008-2014 周邵武/0870-4546168 2009-2011 2006-2011 汤元昌/0719-5379348 王毅/0831-6236282 1994-2008 孙志禹/ 010-57081677 成功应用，实现产值20000万元 成功应用，实现产值2000万元 成功应用，实现产值5000万元 成功应用，实现产值3093万元 成功应用，实现产值1441万元 张朝康/0834-6759070 2001-2003 成功应用，实现产文柏海/0731-82918695 值1000万元 国内交通、市政工程应用情况 长江岩土工程总公司 中交公路规划设计院 武汉市轨道交通:岩溶探测与调查 贵州境坝陵河大桥工程:桥基无损检测与评价 2011-2014 2006 罗小杰/13871006161 孙卫民/ 13871243252 成功应用，实现产值1300万元 成功应用，实现产值98万元 国外工程应用情况 中国水利电力对外公司(中国葛洲坝集团股份有限公司) 埃塞俄比亚FAN水电站:火山岩断层处理 2010 杨继学/0717-6725578 成功应用，实现产值15.6万元
中国水利电力对外公司-中国长江三峡集团公司联营体 苏丹上阿特巴拉水利枢纽:土岩接合面勘探与调查 2011 2010-2014 2011 黄爱国/13227292235 成功应用，实现产值351万元 新加坡Econ 新加坡电缆隧道工程:岩Geotect Pte 体质量检测与评价 中国长江三峡集团公司 巴基斯坦KAROT水电站:坝基岩体质量检测与评价 Run Ahkee/（65）成功应用，实现产64341238 值230万元 张孝军/13807141650 成功应用，实现产值350万元