给地下工程装上智慧大脑天大团队实现基:坑变形毫米级控制
天津6月12日电(记者周亚强)记者12日从天津大学获悉,该校郑刚教授团队研发的智能囊体扩张主动控制技术,在新建天津至潍坊高速铁路滨海站房基坑工程中成功应用,有效保障了邻近海河隧道的安全运营,将地下工程变形控制从厘米级提升至毫米级。
津潍高铁滨海站房基坑长457米、深23.7米,距承担繁忙车流的海河隧道最近处仅8.7米。滨海地区多为高压缩性、低强度、富含粘粒的近代海相软土,一旦施工扰动过大,极易引发隧道错缝、渗水等风险。
郑刚团队转变思路,变“被动”为“主动”。传统被动控制主要通过强化支护、分区开挖、土体注浆加固等方式整体抑制变形;新技术则直接在保护目标周围土体中预置特制囊体,当基坑开挖造成周围土体应力卸荷时,囊体精准膨胀,主动补偿损失的土体应力,实现“以局部控局部”的定向、定位、定量调控。
图为第二代囊体扩张智能实时控制隧道位移工程应用。(天津大学供图)团队在施工现场部署了高精度测量与高频实时监测系统,数据经无线传输汇入云端,由数字孪生模型动态计算囊体需扩张的深度与体积,并根据实时监测修正预测模型,形成“感知—建模—仿真—决策—调控”的闭环,相当于给基坑安全控制装上了一个会思考的“智慧大脑”。
据介绍,对比国内外同类技术,智能囊体扩张技术将变形控制能力提至毫米级,工程材料消耗降低20%至40%,综合造价降低80%至90%,工期缩短15%至20%。以天津市中心妇产科医院基坑工程为例,该工程距天津地铁三号线仅9米,通过分阶段主动控制,隧道位移得到有效管控,同时节约费用约500万元,缩短工期近30天。
郑刚表示,该技术可广泛应用于基坑开挖、盾构隧道等地下工程,对邻近隧道、桥梁、建筑物、地铁车站及高铁路基等实施精细化保护,在地下空间开发与既有设施安全防护之间找到更精巧的平衡点。(完)
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