科技赋能—智慧“手脑”协同守护毫米级安全:深圳机场T2航站楼基坑伺服系统投用
在深圳宝安国际机场T2航站区扩建的关键节点,航站楼基坑工程紧邻深大城际、穗莞深城际及地铁20号线,面临临海高水位、涉铁近距离、巨基坑毫米级变形控制等多重挑战。9月,深圳宝安国际机场T2航站区及配套设施工程航站楼基坑内支撑伺服系统正式投入运行。中建八局华南公司以“伺服主动控制+智慧鸿蒙平台”双轮驱动,打造集实时感知、液压补偿、数字孪生、AI预测于一体的智慧基坑管控体系,为“临海涉铁”复杂工况提供可复制的“机场样板”。

应势而生:直面“涉铁、临海、巨基坑”三大极限挑战
项目由6个独立基坑组成,航站楼基坑跨度125米、长度650米、周长约1573米、面积约68355平方米,且涉及坑中坑,属于巨型基坑。更复杂的是,基坑周边涉及三个城市轨道交通地下车站安全控制,车站群近接施工形成世界级技术与管理难题。
平面关系上,航站楼基坑与深大城际共用支护桩,与20号线出入口最近约43.2米;设备用房基坑与穗莞深城际1#出入口最近约1.7米,与车站最近约13米;贵宾区行李隧道基坑与穗莞深城际2#出入口最近约9米。地质方面,混合地下水稳定水位埋深仅0.20米至3.60米,开挖范围多为素填土、杂填土、淤泥质粘土、砂质粘性土,临海高水位对基坑稳定提出严苛要求。

根据安全性评价报告,深大城际负二层最大位移达4.633毫米。按照轨道交通结构安全控制指标,车站及隧道结构水平位移、竖向位移控制值均为5毫米,达到80%即4毫米须发出报警。4.633毫米已超过报警线,若采用传统被动支撑,极易触发停工隐患,增加措施成本并影响工期。专家评审也明确指出,应细化围护结构与支撑体系,尤其是内支撑伺服系统,强化变形与开挖协同、动态设计和动态施工。
主动控制:从“被动防御”到“主动预加应力”
传统混凝土支撑虽刚度大、稳定性强,但属于“变形后加固”的被动防御:围护结构先产生变形,支撑才被动产生支撑力,监测依赖人工巡检,响应存在滞后。面对深大城际等极高敏感区域,传统手段难以实现微小变形控制。
伺服系统的核心逻辑,是让支护体系从“被动受压”转向“主动加压”。通过液压闭环实时补压,主动补偿开挖卸荷引起的水平应力释放,维持土体处于静止土压力状态,使整个支护体系表现出“等效无穷大刚度”,实现毫米级环境微变形控制。

项目在3-3深坑区域三道支撑中引入伺服系统,重点控制深大城际负二层变形。深坑局部第三道支撑中,冠梁、腰梁由800毫米调整为1000毫米,局部梁由800×800毫米加大为1000×1000毫米,增加封板、增设15根立柱,并将原腰梁调整为“内边梁+外边梁+传力墩+伺服加载装置”,共布设46套伺服系统。混凝土支撑浇筑完成后,先通过砼支墩传递坑外水土压力,待强度满足要求后安装伺服支撑头,液压施加预应力,实现主动调控。
模拟验证显示,伺服方案实施后,Y向最大位移为3.842毫米,1、2剖面城际最大变形为3.482毫米;第三道支撑施加预应力后,基坑开挖至浅坑底、坑底时,城际最大水平变形分别约1.84毫米、2.42毫米,均低于4毫米预警线,有效规避报警停工风险。
智慧大脑:鸿蒙平台让基坑“会思考、能预测”
伺服系统是“手”,智慧平台是“脑”。项目引入智慧鸿蒙基坑系统,构建“现场感知—4G/5G传输—云平台分析—移动端预警”闭环。现场布设工控一体机、国产PLC、多通道采集仪,以及支护千斤顶、应变计、锚索计、钢筋计、土压力计、静力水准仪、水位计、裂缝计、倾斜仪、渗压计等,实时采集轴力、位移、水位、应力等关键数据。
系统支持鸿蒙元服务卡片快捷查看与控制,跨设备应用接续,分布式软总线离线操作,碰一碰读取设备参数,小艺语音下发指令。PC端具备监控组态、报警管理、故障管理、曲线分析、报表管理、数据交互、消息推送和数字孪生功能;云平台实现数据采集、分析、存储、访问和集中管理;移动端可实时查看设备状态、工作指令和告警信息。

更关键的是,系统基于CNN-LSTM混合神经网络,利用多源历史监测数据,输出24至48小时变形趋势曲线,时空捕捉精度较传统模型提升约20%。系统可从“补偿”走向“前置化调度”,在挖掘指令下达前提前24至48小时自动执行预加轴力调度。硬件端,伺服混凝土支撑端部植入智能液压千斤顶,解决混凝土收缩徐变导致的轴力损失;“轴力—变形”非线性控制可防止盲目加压导致围护墙外翻失稳,实现毫秒级系统响应与毫米级物理位移控制。
样板价值:以“智”提“质”,打造可复制方案
从“人防”到“技防”,从“经验管理”到“数据决策”,机场T2航站楼基坑以伺服系统为“手”、智慧鸿蒙平台为“脑”,构建起覆盖全要素、贯穿全周期的涉铁基坑安全管控体系。9月正式投用后,项目实现“一屏统览、一键调度、秒级预警”,管理人员无需频繁奔波现场,即可掌握基坑、既有线、大型机械、环境等关键数据。
目前,基坑轴力伺服系统已广泛用于地铁7号线、8号线、5号线延长线、9号线延长线、10号线、12号线、13号线、14号线、15号线学府路、16号线、深圳机场卫星厅、深大城际、深汕铁路等建设。深江铁路深莞隧道、深汕铁路中大门铺段、深圳地铁十五号线学府路站等项目分别应用70套、600套、1200余套、146套伺服千斤顶,具备成熟的复制推广基础。
结语:智启未来:打造“临海涉铁”智慧建造新范式
从“被动支护”到“主动调控”,从“人工巡检”到“数字孪生”,机场T2航站楼基坑伺服系统的正式投用,不仅为深大城际等轨道交通结构筑起毫米级“智慧防线”,也为“临海涉铁”巨型基坑提供了可复制、可推广的管控样板。未来,中建八局华南公司将持续深化BIM、物联网、AI等技术融合,推动智慧工地向“数字孪生+智能决策”迈进,为粤港澳大湾区重大基础设施建设贡献“八局智慧”。








