获奖项目名称:复杂水文地质钢围堰分析理论与施工综合控制技术

　　主要完成单位:浙大城市学院、金台铁路有限责任公司、安徽建工集团淮北高速公路有限公司、浙江交工集团股份有限公司、中铁大桥局集团有限公司

　　主要完成人:王新泉、江浩、杨雷、张奕、燕超、庄志恒、王正兵、陈雨、王洋、代现志

　　二、项目背景 

　　随着桥梁建设向绿色化、工业化与智慧化转型，钢围堰作为关键临时结构，其传统技术在高流速、倾斜岩基、强潮汐等复杂水文地质条件下面临严峻挑战。现有设计因对复杂受力机理认识不足，往往依赖经验，易导致结构保守或强度欠缺；施工中则普遍存在定位精度低、合拢困难、密封效果差及稳定性不足等问题，严重影响工程安全与效率。行业亟需突破既有技术瓶颈，推动钢围堰设计与施工向精细化、智能化方向发展，以应对日益复杂的工程需求与环境条件。

　　三、创新成果 

　　（1）复杂环境大型钢围堰分析理论与优化设计方法

   针对深厚粉细砂、潮汐带、裸岩等复杂地质，构建多物理场耦合设计体系。提出沉桩动力响应模型与渗流-变形协同仿真方法，攻克流沙渗漏与锁口疲劳难题；研发波浪力自适应抗浮系统与异形刃脚拓扑优化技术，显著提升结构耐久性与适应性；集成数字孪生平台，实现全流程碳足迹追踪与精细化设计，推动围堰设计从“经验依赖”向“模型驱动”转变。

　　（2）复杂水文地质条件下钢围堰精准施工控制技术

  研发了流沙地层智能成孔、潮汐带液压补偿支撑（图1）、北斗/GNSS融合定位沉放（图2）等地质自适应施工技术群，实现陡倾岩面精准沉桩与水位骤变下的应力控制；构建智能决策系统，融合实时地质扫描与AI风险推演，在重大工程中成功预警渗漏与管涌风险。

图1 钢围堰液压补偿支撑

图2 北斗/GNSS融合定位沉放

　　（3）复杂工况钢围堰全过程智能管控技术

搭建“数字肌理-智能神经-决策中枢”三级系统，集成BIM+GIS与分布式光纤传感网络，实现3分钟风险闭环响应与48小时渗漏预警。建立多参数耦合评价模型，精准防控砂层液化；研发封底混凝土温控-应力智控技术，显著降低裂缝率；依托数字孪生引擎与强化学习模型（图3、图4），实现沉放路径优化与支撑荷载动态调整，推动深水围堰进入“秒级感知、分钟预警、小时决策”的智能运维新阶段。

图3 复杂工况钢围堰实时监测系统

图4 复杂工况钢围堰施工智能决策系统

　　四、推广应用情况

　　项目授权发明专利25件、软件著作权30项，获得省部级工法35项。研究成果在浙江台州新建铁路头门港支线二期头门新区至头门港段、杭州湾跨海铁路大桥等工程得到成功应用，完善和发展了复杂环境大型钢围堰施工综合控制的理论体系和施工技术，有效指导了我国钢围堰工程建设的设计与施工，符合安全经济和绿色环保理念，有力推动了工程建设领域科技进步。