兆弟集团创新技术再获省级科技大奖 软弱地层施工实现"近零变形"突破

问题:城市地下工程“越建越深”,变形与扰动成为突出风险 随着城市更新提速、轨道交通成网以及综合管廊等基础设施建设推进,地下空间开发持续向深层延伸。

尤其在老城区、机场枢纽、历史街区等区域,地面建筑密集、管线繁杂,且常伴随软弱地层、地下水条件复杂等不利因素。

长期以来,深基坑与地下结构逆作施工普遍面临三大难点:一是开挖引起的土体位移难以预测;二是周边建筑沉降、管线变形容许值严格;三是传统支护体系更多依赖被动承载,难以实现全过程、精细化的变形控制,一旦叠加不利地质条件,安全与环境风险显著上升。

原因:传统工法“湿作业多、工期长、反馈慢”,难适配复杂场景 业内人士指出,传统地下连续墙与支撑体系以现场现浇为主,施工环节多、周期长,噪声、泥浆与渣土等环境影响较大;同时,连接节点与构件精度受现场条件制约,质量一致性与可追溯性不足。

更关键的是,在复杂环境中,监测数据与支护调整之间往往存在时间滞后,支护体系难以及时响应土体与结构的细微变化,导致“事后纠偏”多、“事前预控”少,难满足城市核心区对低扰动、可控风险的要求。

影响:技术突破推动“被动支护”向“主动控制”转变 在上述背景下,浙江省建设一流创新生态打造最具竞争力营商环境大会于2月9日在省人民大会堂举行,会议对2024年度浙江省科学技术奖305项成果进行表彰。

其中,由兆弟集团旗下浙江和建建材有限公司联合浙江省建筑设计研究院有限公司、浙江理工大学等单位申报的“复杂环境软弱地层地下空间逆作建造变形主动控制技术”项目,获得2024年度浙江省科学技术进步奖一等奖。

这也是该企业继2021年后再次获得该奖项一等奖。

据介绍,该成果面向软弱地层与城市密集区施工痛点,围绕“低扰动成槽—高强连接—实时监测—主动调控”形成系统解决方案,强调以装配化提升质量可控性、以机械连接提升节点可靠性、以数据驱动实现动态调整,力求将施工变形控制在更小范围内,为地下工程安全与环境保护提供更可复制的路径。

对策:以装配式结构体系、可靠连接与调控系统构建成套能力 ——在结构体系上,探索装配式地下连续墙与预制—现浇组合方案。

项目通过研发装配式地下连续墙产品,并配合相应施工工法,在成槽后将预制墙板插入并拼接成墙,兼顾支护与地下室外墙等功能需求。

与传统方式相比,工厂预制与现场装配可减少现场湿作业,提高施工效率与一致性,并在一定程度上降低建筑垃圾与施工扰动。

——在连接技术上,强化预制构件快速、高强度连接能力。

连接性能直接关系装配式结构整体受力与耐久表现。

项目在机械连接技术积累基础上,形成适用于墙板的螺锁式连接与快速螺栓连接等方案,通过结构设计与施工组织优化,提升狭窄作业条件下的安装效率与连接精度,为变形精细控制打下基础。

——在智慧调控上,建立“监测—分析—执行”闭环机制。

项目提出双控耦合的伺服调控思路,在支护结构关键部位布设传感监测网络,对支护结构位移、周边建(构)筑物沉降等指标进行实时采集;结合阈值管理与控制策略,通过千斤顶等执行机构对支撑体系施加可调预应力或进行位移补偿,实现动态干预与主动保护,提升复杂环境下施工的可控性与安全裕度。

前景:以科技进步撬动地下空间绿色开发,促进建造方式转型升级 业内认为,地下空间开发正从“规模扩张”转向“质量与安全并重”,绿色化、工业化、数字化将成为重要方向。

此次获奖成果的多工程验证应用,为技术推广提供了实践样本。

据项目相关方介绍,该技术已在上海浦东机场三期南区项目、杭州德寿宫遗址保护项目、湖州产业园绿色全装配建造大楼等工程中应用,在保护历史建筑、轨道交通隧道及重要管线等敏感目标方面取得良好效果,体现出在城市核心区复杂深基坑中的适配性。

面向未来,随着超大城市治理精细化水平提升,以及城市更新、综合交通枢纽与地下综合开发需求持续释放,软弱地层与复杂环境下的低扰动施工将更为常态。

下一步,相关技术仍需在标准化设计、构件通用化、全生命周期数据管理以及跨项目复制成本等方面持续完善;同时,通过产学研用协同与示范工程带动,推动装配式地下工程与智慧调控技术在更广范围落地,为高质量发展提供更坚实的工程安全与绿色建造支撑。

城市的未来在地下。

随着城镇化进程的加快和地表空间的日益紧张,地下空间开发已成为现代城市建设的必然选择。

兆弟集团的这项技术创新,以科学的方法、精准的控制和智能的手段,破解了长期困扰行业的难题,展现了中国建造在绿色转型、技术升级方面的勃勃生机。

这不仅是一次单纯的工程技术突破,更是对绿色发展理念的生动践行,对如何在城市发展和环保保护之间找到最佳平衡点的有益探索。

相信在这样的创新驱动下,我国地下工程建造将迎来更加高效、安全、环保的美好前景。