“复杂环境下地下工程混凝土关键技术创新与应用”科技成果鉴定会召开|西安俊鲲建筑工程有限公司

2023年3月26日，中国混凝土与水泥制品协会组织召开了由北京工业大学、北京建工新型建材有限责任公司、北京可耐可特新材料有限公司、中国建筑科学研究院有限公司完成的“复杂环境下地下工程混凝土关键技术创新与应用”线上科技成果鉴定会（视频）。

本次成果鉴定委员会主任委员中国工程院院士东南大学刘加平教授、副主任委员中国建材集团有限公司战略发展部总经理郅晓正高、深圳大学董必钦教授、兰州理工大学张云升教授、中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会秘书长师海霞正高、中建一局集团建设发展有限公司总工程师周予启正高、北京住总第一开发建设有限公司副总经理赵永生正高等鉴定委员会专家审阅了鉴定资料，听取了项目组的工作报告、研究成果报告、项目应用考察报告，并对成果完成单位和考察报告内容进行质询，最后讨论形成了成果鉴定结论。

北京工业大学科技发展院副院长李洪义教授在致辞中对各位专家表示热烈欢迎。李洪义教授介绍北京工业大学于1960年建校，一直以来非常重视科研，尤其是在服务北京国际科技创新建设，在基础研究方面完成了多项国家基金项目。本项由北京工业大学牵头，集北京建工新型建材有限责任公司、北京可耐可特新材料有限公司、中国建筑科学研究院有限公司共同完成，依托了多个国家重点研发计划，历经十余年，开展了地下环境混凝土工作性和可泵性调控方法的研究，揭示了地下混凝土渗裂机制，研发了抗渗抗裂系列功能材料，取得了一定的成果。项目应用在包括北京大兴国际机场在内的多个重大工程，提升了地下混凝土工程服役的性能。最后，李洪义教授表示，希望能借本次科技成果鉴定会的机会，多多听取各位专家的宝贵意见，并预祝本次鉴定会取得圆满成功。

北京工业大学通州校区主任李悦教授汇报了本项目研究工作及科技成果。近年来，我国地下基础设施建设发展迅速，已经成为地下工程建设规模和建设速度第一大国。截至2022年底，我国地铁运营里程已达8013公里，车站建成数量突破5000座，北京地铁运营里程达761公里。北京目前地下空间的利用面积已经达到9600万平方米，而且全市的地下空间平均每年增加的建筑面积约300万平方米。到2035年，北京地下综合管廊从目前的200多公里增加到450公里等。相比地上工程，地下工程混凝土结构存在施工难度高、隐蔽性强、荷载作用大、环境腐蚀性强等多重问题；结构渗裂是地下建筑的通病，渗漏问题会加速水体入渗、加剧钢筋腐蚀，严重影响运维成本和建筑安全。攻克混凝土材料增韧防裂与结构控裂技术、提升地下建筑各类基础设施的质量和使用寿命，是复杂环境下地下工程混凝土迫切需要解决的核心问题。

一、地下混凝土流动性与可泵性设计与调控方法

项目组就地下结构用重混凝土配合比设计和性能展开了深入研究，探明关键设计参数对重混凝土表观密度的影响机制，实现重混凝土工作性和力学性能协同提升；对混凝土流动性建立了数值模拟，实现混凝土常规流动度指标的可预测性；研发了混凝土流动性试验装置，并提出了快速评价方法；深入研究了泵送混凝土流变性能及硬化性能演变机制，探明了泵送工艺对混凝土流变参数及硬化性能的影响机制和泵送前后混凝土微观力学性能及微结构演变机制，实现了泵送混凝土泵后性能的可预测性；综合提出了泵送混凝土原材料性能要求及多元指标控制体系，指导了高压长时脉冲泵送混凝土的设计、性能评价与泵送施工。

二、提升地下混凝土结构耐久性的关键理论、材料与技术方法

系统研究了材料组成、温湿度、多因素耦合、泵送等多因素对地下混凝土渗裂的影响；研发了地下混凝土开裂新型检测装置与技术；研发了多因素作用下钢筋混凝土结构的寿命预测，实现一级、二级、三级裂缝控制等级构件的寿命预测；系统研究了水泥基渗透结晶材料(CCCW)、高级脂肪酸盐、膨胀剂、MOF减缩剂、抗硫酸盐侵蚀的混凝土外加剂、高抗锈蚀钢筋混凝土材料等因素，研发了改善地下混凝土抗渗裂性能的系列功能材料；通过原位纳米增韧技术（碳纳米管）、集料增韧技术（橡胶粉和高钛重矿渣）、纤维增韧技术，形成了多层次多尺度增韧技术；建立了多场耦合作用下混凝土早期开裂风险预测模型，通过遗传算法-神经网络优化配合比，形成了多技术匹配、使役性能协同提升的地下混凝土抗裂、调强与增韧协同设计方法。

三、多种类型典型地下混凝土设计与施工关键技术研究

建立了硬化混凝土中原始水灰比、原始水泥用量、粗细集料用量、磨细矿渣含量、粉煤灰含量、减水剂的种类及含量的测定方法，系统形成了地下硬化混凝土原始组成溯源分析方法；针对盾构管片、综合管廊与二次衬砌、大体积底板和侧墙、承台和桩基础以及重混凝土在底板和侧墙的多种类型典型，展开了地下混凝土设计与施工关键技术研究。

项目成果成功应用于北京大兴国际机场（指廊区地下长墙、航站楼底板和南航基地抗浮底板）、北京城市副中心/北京通州文旅区综合管廊、北京城市副中心站/北京苹果园交通枢纽地下工程、北京冬奥项目-张家口崇礼区太子城冰雪小镇会展酒店（重混凝土）、北京永定河特大桥等多项重点工程。

鉴定委员会专家周予启正高、赵永生正高在北京建工新型建材公司建威分公司总工程师黄爱菊、北京建工集团工人体育场改造复建项目总工王猛的陪同下，考察了京沈客专星火站枢纽工程项目和北京工人体育场改造复建项目，并听取了项目情况介绍。

京沈客专星火站枢纽站混凝土工程涉及从C15至C55不同强度等级的混凝土，存在体量大、施工技术复杂以及交叉施工干扰多等特点与难点。项目组研究成果应用于星火站的桥涵路基、结构主体、声屏障基础板和U型槽封闭型结构等。本工程混凝土有较高的耐久性要求，除了满足混凝土的抗压强度、碱含量以及氯离子含量指标外，同时还要求抗冻性指数、氯离子扩散系数、平均气泡间距系数以及电通量等指标。该混凝土施工后外观良好，未见有害裂缝。

北京工人体育场改造复建项目（一期）工程位于北京市朝阳区工人体育场北路。建筑面积约38.5万m3，地上约10.7万m3、地下约27.8万m3。其中主场馆地上6层，地下2层、体育场配套地下3层。该工程现场浇筑了18万m3的清水混凝土，浇筑完毕后在混凝土表面涂刷4层保护剂，不采用任何装饰，外观平整，颜色均匀，未见有害裂缝，是国内清水混凝土工艺应用规模最大的单体建筑。其中连接不同层次看台的16座楼梯表面光洁、线条流畅，实现了庄重素雅的装饰效果。