近日，由天津大学副校长、天津市地下工程先进建造与安全工程中心主任郑刚牵头完成的“城市地下工程施工环境变形影响主动控制关键技术与工程应用”项目荣获2023年度天津市科学技术进步一等奖。

　　随着我国交通基础设施不断完善，安全运行等级也越来越高，交通基础设施服役后的变形必须严格控制在毫米级。郑刚介绍说：“项目研究主要针对地下空间开发过程中重大基础设施产生的变形，例如高铁桥梁水平位移、机场沉降、高铁路基沉降、地铁隧道沉降等。

　　“在土木行业中，毫米级这算是非常大的技术挑战。”郑刚说。针对毫米级难度大、变形控制成本高的问题特点，郑刚带领团队不断突破关键技术，从控制理念、控制方法及控制技术上不断寻求突破。最终他们找到一种由“静态”到“动态”的技术方案。

　　郑刚团队首先提出了城市地下工程与交通基础设施之间存在“变形控制关键区”概念，通过对变形控制关键区土体应力进行主动调控，可直接靶向控制城市地下工程施工引起的交通基础设施的变形。

　　在实施技术方面，用可膨胀囊体来控制变形，这样就不会用到大量的混凝土，实现节能降碳，也就实现了由粗放控制到精准控制的转变。

　　这项囊体来控制地层变形的突破性技术方案被郑刚形容为“找穴位”，即用一个点来控制变形影响区，实现主动控制局部。当被问到，当时为何想到用囊的膨胀来控制这个关键“穴位”？郑刚停顿且思索了一下，认真地说：“灵感。”

　　当然在灵感出现后，还要经过大量的计算，通过数据来验证，最终找到关键的点，也就是“穴位”。既然实现了靶向控制，由此，郑刚带领团队又继续研发了一套配合囊体的测控一体智能装备，可以了一边建造、一边控制，同时还能实时监测。实现了精准、精细控制地层应力和变形，从而对交通基础设施变形进行靶向控制。

　　“我们发明的囊体扩张技术，价格低廉，产品也是低碳环保材质，成本可以降低90%”郑刚说。

　　目前，项目整体实现了变形控制能力提升到毫米级，耗材成本最大降低40%，造价成本可节约90%，工期缩短20%。

　　自2013年立项以来，郑刚教授在“黄文熙讲座”等国内外顶级学术会议推广介绍主动控制理念，推动了我国地下工程的变形主动控制理念的普及。”项目已荣获中国建筑业协会2023年度行业十大技术创新奖，由中国工程院院士等组成的专家鉴定组认定项目“总体达到国际领先水平”。

　　郑刚表示，“目前，我们的创新技术应用已由天津市推广至全国，促进了行业进步，项目成果已成功应用于13个省市100项大型地下工程，产生的直接效益已超33亿元。”（津云新闻记者苑美丽）