在新建的天津至濰坊高速鐵路濱海站房施工現場，一個長達457米、深達23.7米的巨型基坑穩穩地坐落在工地上。而它旁邊，海河隧道正晝夜不息地承載著車流。兩者最近處，僅隔著8.7米。

天津濱海地區土體以高壓縮性、低強度、富含粘粒的近代海相軟土為主。如何確保基坑開挖期間海河隧道安然無恙？天津大學鄭剛教授團隊給出了一套全新的解決方案——智能囊體擴張主動控制技術。

團隊負責人鄭剛教授介紹，團隊研發的智能囊體擴張技術，在土體中預置特制囊體，當基坑開挖導致周圍土體應力卸荷時，囊體精準膨脹，產生附加應力，從而補償因基坑開挖卸載損失的土體應力，使隧道鄰近土體應力始終保持穩定狀態。更巧妙的是，這項技術實現了“定向、定位、定量”的精細調控。整個過程形成一個“感知—建模—仿真—決策—調控”的閉環，相當于給基坑安全控制裝上了一個會思考的“智慧大腦”。

在津濰高鐵濱海站房工程中，這項技術經受住了實戰檢驗，有效保障了海河隧道的安全運營。此外，對比國內外同類技術，智能囊體擴張技術將變形控制能力從厘米級提升至毫米級，工程材料消耗降低20%—40%，綜合造價降低80%—90%，工期縮短15%—20%。以天津市中心婦產科醫院基坑工程為例，該工程距天津地鐵三號線僅9米，通過分階段實時主動控制，隧道位移被有效管控，同時取消了部分被動控制措施，基坑回歸正常設計，節約費用約500萬元，縮短工期近30天。

鄭剛教授表示，這項技術可廣泛應用于基坑開挖、盾構隧道等地下工程建設過程中對鄰近的隧道、橋梁、建筑物、地鐵車站、高鐵路基等實施精細化保護，未來在地下空間開發與既有設施安全防護之間，找到更精巧的平衡點。

記者 單煒煒 通訊員 梁紹楠

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