刁鈺：“仿生囊體”技術(shù)為中國基建出海添底氣

在全球地緣沖突越來越緊張的當(dāng)下，中國企業(yè)出海面臨的挑戰(zhàn)不斷增加。尤其是中國的基礎(chǔ)建設(shè)工程的出海，也面臨一些考驗，日趨嚴(yán)苛的綠色環(huán)保施工要求和安全需求，倒逼企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新并帶來優(yōu)質(zhì)的解決方案，進(jìn)而提升競爭力。天津大學(xué)建筑工程學(xué)院博士刁鈺研發(fā)的“仿生囊體控制技術(shù)”，將地下工程帶入“可呼吸的智能時代”，在特拉維夫輕軌、阿斯塔納軌道交通等國際標(biāo)桿工程中，書寫著中國智造的新范式。

在天津機(jī)場改建項目中， 刁鈺用自己發(fā)明的高分子材料建造了一個“囊”，放到機(jī)場建筑物的底下，然后像注射器一樣往里填充，讓這個“囊”脹起來，通過智能操控，實現(xiàn)了對于建筑物改建過程中載重的充分控制。如機(jī)場周邊二三十米高的燈桿，使用時間久了會有傾斜。在此之前，維修一根在機(jī)場使用的特種燈桿，常常需要十幾萬元的維修成本，而整個機(jī)場幾十根燈桿全部維修則需要幾百萬元的費用。而使用刁鈺發(fā)明的這項地基維修技術(shù)，維修和翻新就便捷很多，維修翻新燈桿的成本不足原來造價的十分之一。在大大節(jié)約成本的同時，機(jī)場維修燈桿的時間大幅減少，機(jī)場的使用效率大大提升。

這項“軟科技”在“硬基建”出海施工中更大顯身手。中國建筑第六工程局有限公司承接的以色列特拉維夫市的輕軌工程是以色列建國以來最大的政府基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，也是以色列政府城市交通規(guī)劃的最重要民生工程之一。特拉維夫綠線軌道G3-2項目雙線全長5.7公里，含盾構(gòu)隧道施工，地上地下融合工程有2個地面出入段、1個地下車站和3個地下車站外箱。在這個工程中，刁鈺的巖土地基改造專利技術(shù)發(fā)揮了重要作用，他利用綠色仿生加固技術(shù)——“囊體控制”來解決工程中面臨的一個常見的難題：安全環(huán)保。特拉維夫市的Kaplan站，來回兩條隧道非常接近，后施工的隧道修建，往往會造成先修建的隧道變形。傳統(tǒng)的修建方式是用大量的水泥加固，而水泥生產(chǎn)的過程碳排放很高，會產(chǎn)生大量二氧化碳，還會造成地下出現(xiàn)局部空氣安全、環(huán)保問題。而刁鈺發(fā)明的“綠色仿生加固技術(shù)——囊體控制”仿生加固技術(shù)，利用人工模仿某種可以產(chǎn)生碳酸鈣（類似珊瑚）的細(xì)菌，利用碳酸鈣加固地層，代替水泥，完全沒有二氧化碳排放，甚至還會吸收二氧化碳。“綠色仿生加固技術(shù)——囊體控制”真正讓特拉維夫這條輕軌實現(xiàn)了綠色環(huán)保。

“阿斯塔納輕軌”是哈薩克斯坦的首條城市輕軌，也是該國最重要的工程之一。這條輕軌連接機(jī)場和新火車站，途經(jīng)總統(tǒng)府、國防部等地標(biāo)性建筑，全長21.39公里，全線采用高架敷設(shè)，是線網(wǎng)中一條連接?xùn)|北、西南方向的軌道交通骨干線。在“阿斯塔納輕軌”202站的地下室開挖施工中，輕軌樁基變形，需要采用變形控制技術(shù)。而刁鈺發(fā)明的“綠色仿生加固技術(shù)—囊體控制”完美地解決了這個地基的變形控制?！拔覀儾皇窃诤蛡鹘y(tǒng)工藝競爭，而是在重新定義施工標(biāo)準(zhǔn)?！钡筲暯榻B，囊體系統(tǒng)的模塊化設(shè)計可將施工效率提升5-8倍，其自適應(yīng)特性更能應(yīng)對地震帶、凍土區(qū)等特殊地質(zhì)挑戰(zhàn)。

無論是出海中面臨的國際項目還是國內(nèi)的大型基礎(chǔ)建設(shè)，尤其地基的變形問題，都是刁鈺專注的領(lǐng)域，他在該領(lǐng)域獲得了大量的專利和創(chuàng)新論文成果。以仿生囊體技術(shù)為代表的中國原創(chuàng)，正在改寫全球地下工程施工規(guī)范，出?！坝不ā痹诘筲晞?chuàng)新的“軟科技”地下“吹泡泡創(chuàng)新”技術(shù)上，添加了一項重要核心競爭力。