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城建智慧国匠品质再续奥运建筑传奇

时间:2018-07-12 17:07

——北京城建集团国家速滑馆工程地下结构施工侧记
□宋伟莎 刘时新

        2008年6月28日,奥森公园之南,第29届北京夏奥会主场馆——国家体育场竣工落成,北京城建集团建设者科技筑巢,历时五年让“鸟巢”盛情绽放。
        2018年6月26日,奥森公园之西,第24届北京冬奥会核心场馆——国家速滑馆全面实现正负零,北京城建集团建设者以破土而出的“冰丝带”向“鸟巢”10周岁献礼。

       岁月流转,奥运10年,从“鸟巢”到“冰丝带”,北京城建建设者用浩荡激情演奏出一曲跨越时空的冰与火之歌,连接双奥企业的昨天和今天,用迭代升级的“城建智慧”再续奥运建筑传奇。
隆冬腊月 攻坚桩基
       2018年新年伊始,国家速滑馆等三项2022年北京冬奥会重点项目“花落”北京城建,使之成为全球唯一一家既建造过夏季奥林匹克运动会主场馆、又建造冬季奥林匹克运动会主场馆的建筑工程总承包商。
       作为2022年冬奥会北京赛区唯一的新建场馆,建设国家速滑馆,承担着习大大总书记“把北京冬奥会办成一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会”的重托。
8.1万平方米的建筑面积、全球体育场馆中规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面、亚洲最大的冰面、3360块玻璃拼接营造出灵动飘逸的22条“冰丝带”……巨大的体量、复杂的结构,工期只有两年,建设充满挑战,考验着双奥企业的实力与担当。
       重任在肩,北京城建集团工程总承包部迅速调集曾经参加过鸟巢、国家体育馆、奥运村、T3航站楼、北京新机场、亚投行等重点工程建设的优秀骨干,组建起项目管理团队。
       项目实行经理王中录带领项目团队以“精品工程、样板工程、平安工程、清廉工程”为标准,为“冰丝带”建设夜以继日,贡献智慧。
       面对非常规的超短工期,项目部倒排工期,确定6月26日实现正负零这一目标。就连业主都认为这一目标极具挑战。王中录深知这一目标实现的份量:这既是证明企业实力的一战,更是提振项目士气的关键一战,首战必须告捷。
       中标之初尚不具备进场条件。项目常务副经理张怡带领团队在紧邻的集团亚投行项目部借用两间办公室,开展进场前准备工作,熟悉图纸、材料采购、临设准备、筛选劳务队等工作紧张有序。
       在接收场地后,1月22日,农历腊月初六,项目部正式开始桩基施工。此时已临近春节,冰冷的天气对人员、机械的组织带来不小考验,为保证春节前全部完成654根桩基施工,项目部组织工人24小时不间断作业。
     “冬天天气冰冷,夜间气温经常徘徊在零下12至13度,工人进行混凝土浇筑时,捧着泵管不一会儿手套就冻到了泵管上,拽都拽不下来。严寒加上临近年关,刚开始桩基施工第三天就有20多工人撂挑子不干了。”“没过几天又有一拨工人跑了”。生产副经理高树栋说。

       项目部紧急从城建道桥华夏基础企业调来“援兵”,用大巴车把工人从河南、四川接到现场,还适当增加劳务费以在春节前留住作业人员。水压不够,项目部外购上百吨水用于打桩。打桩机用九备一。
人材机俱备,鹅卵石地质又成为钻孔速度的最大障碍。
      “原计划每台打桩机一天至少打4根桩,但因地质影响能打3根已经很不容易”。高树栋用竞赛加奖励来激励干劲,组织9台打桩机班组之间开展竞赛,只要每天打桩超过3根就进行奖励,并且当天兑现,每晚为工人准备夜宵并送到作业面。为让工人们能安心施工,项目部还提前为他们安排好回家的大巴车,保证他们在腊月二十八晚上能够到家。
       夜间打桩时表层水很快就结一层薄冰,项目部派专人看守随时“破冰”,保障打桩的连贯性。
     “钻孔又大又深,周边全是冰,极易打滑,安全风险极大。”项目安全总监田宝新深知虽然工期异常紧张,但安全风险底线不能破,他安排4名安全员昼夜旁站监督,钻孔一旦成孔,马上采取苫盖、围挡进行双层防护,并在桩孔附近打下地锚,拴上安全绳连接工人安全带,为下钢筋笼、测量等作业上好保险。
       春节前能否完成桩基施工,决定着6·26出正负零目标能否顺畅实现。“桩基施工广受关注,集团副总经理彭成均每天都让大家上报打桩进度”。压力即是动力,数百名工人与项目管理团队齐心奋战,用冰般坚毅、火般热情挑战隆冬。
       2月13日,腊月二十八,京城阳光明媚,历经23天,654根直径1米的基础桩全部完工,一场漂亮的隆冬热身战完美收官。当天上午,市重大办党组书记王钢率队到项目部慰问时盛赞“城建集团不愧是能打硬仗的铁军!”节后经过第三方检测,这654根桩全部被评定为一类桩。
       第二天,项目部党支部书记黎方益将一幅“承办夏奥冬奥会北京世界唯一、建造鸟巢冰丝带城建国企担当”的春联张贴在项目办公区,与贴在外墙的“家和”二字相映生辉,激励着项目团队团结齐心再出发,以国匠品质、铁军风范高标准打造“冰丝带”。
全力挖土 匠心清槽
       2月25日,正月初十,平昌冬奥会闭幕,冬奥正式进入北京周期,全球目光聚焦到国家速滑馆等冬奥重点工程建设上来。
       当京城依旧沉浸在浓浓的年味中时,国家速滑馆施工现场已是机械隆隆,桩头剔凿和土方开挖正热火朝天。

     “投标清单上土方量只有7万多立方米,但实际挖出的土方量高达27万立方米。”面对严重超“标”的土方开挖任务,高树栋在前期策划的基础上增加人员和机械,高峰期,400多名作业人员、20台挖掘机、80多辆运土车24小时在基坑运转。
       土方开挖期间,雾霾天、大风天集中出现,隔三差五的停工挑战着工期目标,项目部采取白天场内倒土、夜间集中清运等措施尽力抢回工期。
       同时,在国家速滑馆约5.5万平方米的基坑中,环绕椭圆形的FOP(Field Of Play)比赛区域,分布着通风电缆管沟、制冰管沟、下沉式空调机房、集水坑、电梯基坑等近150个大小不一的嵌套坑,每个基坑边线呈弧形,并存在60度的坡度,准确定位、精准开挖考验着作业团队。
       BIM团队负责人苏李渊带队建好的BIM模型对基坑排布、坐标点位等逐一深化设计,“面对大坑套小坑、深坑套浅坑的地下作业,通过BIM模型可以非常清晰地看到每一个细节,通过对工人进行三维可视化交底,极大地减少了操作误差、避免了返工。”项目总工史自卫安排测量人员用全站仪一米一个坐标点进行精确定位。
       由外到内、由浅入深,当工人拿着自己发明的修坡神器像雕琢艺术品一样打磨基坑时,前来调研的业主以为这是一支技术精良的考古队伍。
       历经20余天雾霾大风天影响造成的停工,5月初,27万立方米的土方开挖和清槽任务完工。技术利器和匠心打磨让基坑宛如天成,前来观摩的专家无不称赞项目部打磨了一件艺术品。
      “剔凿下来的桩头不再作为建筑垃圾运到渣土消纳厂,而是将桩头破碎后的大块石料制成堆石混凝土用于肥槽、挡墙等的回填,将另一部分桩头粉碎制成再生骨料,用作预制看台板的构件原料。”史自卫说。项目部践行绿色办奥理念,通过技术创新探索了废料再利用的多种途径。
同心奋战 破茧而出
       五月,工程全面进入基础底板施工阶段,项目部掀起“突击55天出正负零”劳动竞赛,“冰丝带”建设全面加速。
       虽然已进度过半,但对于6·26出正负零,劳务队仍然缺乏信心。
       剩下的55天,要完成5万立方米混凝土浇筑、近1.2万吨钢筋绑扎、2000吨劲性钢结构施工,工程量太大。
      “更重要的是速滑馆椭圆形的底板造型使得每相邻的两根钢筋的长度都不一样,而且差异都在厘米级,特别是在南北两端弧度较大区域,钢筋密集分布,只依据图纸进行翻样得来的数据并不准确。”项目技术副经理杨应辉说。项目部采取现场实测实量的方式,对每根钢筋应有长度进行精确测量,高峰期仅翻样工就多达20人。经加工后到达现场的钢筋,每捆近40根、每根长度各异,项目人员协助劳务队逐根挑选,在强化引导与帮助中,让劳务队的信心日渐坚定。
       速滑馆全冰面设计对混凝土浇筑提出特殊要求。“地下结构混凝土总用量为9.1万立方米,其中90%以上都是特殊混凝土。”史自卫先容。工程底板、外墙、顶板梁全部采用补偿收缩混凝土,FOP比赛区域采用抗冻等级高达F250的抗冻混凝土,同时,FOP比赛区域每个制冰单元之间左右各2米还使用了抗冻钢纤维混凝土。而配制出抗冻钢纤维混凝土绝非易事,既要达到高性能高耐久功效,又要确保钢纤维掺量适宜、不堵塞泵管,项目部与混凝土搅拌站、专家多次论证、实验,最终确定每立方米混凝土钢纤维掺量30公斤。

       项目部通过优选并指定重要原材料和外加剂、控制混凝土水化热、混凝土专仓专线生产、逐车对进场混凝土验收等措施,确保混凝土供应质量。采取蓄水养护、土工布覆盖养护等措施,加强对混凝土养护,将养护时间延长至14天,安排专人洒水,确保养护水到位、提高混凝土成型质量。
       生根于底板,柱芯为H型钢骨、周围钢筋密布的劲性钢骨柱也对施工带来考验。
       32根椭圆形劲性钢骨柱将竖直“长”到地上6.1米处,与两道环向劲性钢骨梁共同外挑160根悬挑劲性钢骨梁;48根不规则四边形劲性钢骨柱将倾斜“长”到速滑馆地上3层,支撑起8100吨的马鞍形钢环桁架。“H型钢骨周边钢筋密布,少则70根、多则160根,与劲性梁内钢筋和钢骨相互交叉,梁柱节点钢筋处理是极大的挑战。”史自卫说。通过BIM模型对钢筋排布深化设计、建立三维模型,对工人进行三维交底,有效引导施工顺畅展开。
       与此同时,钢筋加工场由4个增加到7个,人员由1000多人迅速增加到2200多人,汽车吊由3台增加到7台,8台塔吊围绕基坑成椭圆形分布。
       场区北侧,借用世奥集团一条30米宽的道路作为周转材料堆放场和车辆通行道路。场区东南角,借用变电站场地为周转料场地。最终在场区南侧、北侧、东南角形成三块周转材料场地,满足连续作业需求。
       选用两家混凝土搅拌站,分供南北两区施工,既能形成竞争也可互补。钢筋采用河北钢铁集团直供、周转材料选用两家供应商,确保满足后续三天的需求量。
两支劳务队在南北两区互相比拼,在比学赶超中冲刺出正负零目标。
       “从‘五一’开始,这张图陪伴我在国家速滑馆度过了53个日日夜夜,每个流水段都被我亲手标记过三次。难以忘怀的是每天5:30醒来逐段确认进度的心情,难以忘怀的是这只彩笔又可以涂抹一段颜色的喜悦,难以忘怀的是坚持与必胜的信念。今天,它终于被涂满了!”49个流水段的底板、负二层顶板、负一层顶板混凝土浇筑完成,张怡都会在她的“地下结构施工进展图”上各标记一次。6月26日,国家速滑馆结构顺利达到正负零,张怡在微信朋友圈晒出这张涂满颜色的进展图,喜悦激动之情溢于言表。
       这一刻的到来,项目部每个人都难掩激动。9.1万立方米混凝土浇筑、2万吨钢筋绑扎、2500吨劲性钢结构施工,从1月22日正式开工到现在,仅用5个月,国家速滑馆全面“长出地面”,项目部用坚守和拼搏向外界诠释了“城建速度”。
智慧建造 精雕智慧场馆
       在项目团队进场的同时,BIM团队建立起全方位的BIM模型,从临设布置,到深化设计,再到工程施工,推动了地下结构施工的快速、顺畅进行。

  

       城建集团副总工程师李久林认为国家速滑馆项目将成为集团智慧建造的新标杆。
       由集团自主研发的智慧工地系统以BIM技术为基础,以物联网、大数据、云计算为支撑,将基于BIM的进度管理系统、基于人脸识别的劳务管理系统、视频监控系统、塔吊防碰撞系统等碎片化应用系统进行整合,搭建起涵盖进度、技术、质量、安全、环境及人财物的智慧建造体系,既引导现场施工,也通过数据集成、智能分析,实现对施工现场动态的、持续优化的、精细化的管理。
       而在地下结构施工期间,钢结构、索结构、屋面结构等的技术准备和施工准备已同步展开,通过平行施工将实现高效高精度建造。
       BIM团队已基本完成屋盖钢结构深化设计,环桁架备料已全部进场,曾经的钢筋加工场将变身钢结构拼装场,7月至9月将会呈现“施工区域地上进行混凝土结构施工、地下进行二次结构施工、外围进行钢环架拼装”的地上、地下、外围作业空间平行施工的场面。而当9月底地上结构施工完毕,已组装好的钢环桁架将采取“南北两侧原位拼装、东西两侧整体滑移”的方式进行安装,短短两个月,8100吨的钢环桁架将在施工现场“组装”完成。
       将BIM技术仿真模拟与装配式相结合,实现对钢、索网、屋面等的场外加工、场内组装,最终施工现场就像一个总装厂,实现与造汽车一样造场馆的智慧建造。
       9月底完成地上混凝土结构施工、11月底完成钢结构施工、12月底完成索网张拉、2019年6月完成幕墙施工、2019年底实现基本完工……借助智慧建造手段,项目部将一步步兑现助力“举办一届精彩、非凡、卓越的冬奥会”的承诺。

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