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金色古韵风帆 ——工程总承包部首都博物馆东馆工程建设侧记
时间:2023-10-25
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京城之东、大运河畔,在城市绿心公园的绿色海洋中,一座“帆船”造型的大型建筑仿佛是镶嵌在城市森林里的一颗璀璨明珠,南侧形似巨帆,北侧形如船只,高低起伏的金色帆船屋面丰富了整个绿心的天际线......

经过4年的精心施工和攻坚克难,享有“运河之舟”美名的首都博物馆东馆工程在北京城建职工的手中拔地而起,这座金色的古韵风帆,即将在绿洲中启航。

勇毅前行 以必胜执念演绎城建“神速”

由工程总承包承建的首都博物馆东馆工程又名大运河博物馆,工程总建筑面积9.97万平方米,由主楼和市民共享大厅两栋建筑组成,主楼地上三层、地下两层,高34.9米;共享大厅地上一层,地下一层,高19.5米,定位为特大型博物馆,建成后日接待量可达6000人次。

作为北京城市副中心文化新地标之一,这座工程凝结的不仅仅是艺术与智慧,更是城建铁军敢打硬仗、善打硬仗的拼搏奋斗。

2019年10月15日,业主确认28日在现场举行开工仪式,要求做好现场平整工作。接到通知的工程总承包部职工立刻开进现场,面对的是拆迁过后留下的一片狼藉,没有道路,杂草丛生,人进去后也只能勉强露出脑袋……

面对短短10余天就需要完成14万平方米的现场三通一平施工任务,工程总承包部秉承“首战有我,用我必胜”的精神,以闪电之势迅速组织6名测量人员进场放线,用不到4天的时间就完成放线定位。动用16台机械、300多人跟进平整,仅用一周时间就把现场杂草、建筑垃圾清运干净,全场铺设的绿色密目网,像“镜面”一样平整。

10月28日,副中心最高规格、最高标准、4位市级领导出席的开工仪式如期举行,工程总承包部兑现了承诺,实现了首战开门红。这一天,北京城市副中心标志性建筑--首都博物馆东馆、北京艺术中心、北京城市图书馆三大建筑工程基坑开工建设。

开工就是决战,起步就是冲刺。11月底,土方施工开始进行。为实现快速完成任务,项目组织10多台挖土机、100多台运输车,昼夜奋战,高峰期一个晚上就出土1.2万立方米,2020年4月,提前完成了90万立方米的土方挖运任务。从2020年8月工程打下第一根基础桩,到9月29日仅用50天时间,提前完成1544个工程桩施工任务,创造了桩基施工的新速度。

工程设计有C15、C20、C40、C45、C60、自密实混凝土等10多种混凝土标号,体量达10万多立方,同时浇筑的单层流水段最多时有20多个。为保证混凝土浇筑的连续性,项目安排专人入驻搅拌站协调,现场引导车辆,由专人和工长核对混凝土标号,在2人同时确认无误后再进行浇筑。尽管天气寒冷,施工人员没有丝毫松懈和放缓施工的步伐,采取措施保证结构施工顺利进行,最多的一天浇筑混凝土达1万多立方。2021年1月27日首都博物馆东馆首段主体结构封顶;4月14日土建主体结构提前六天全部封顶,成为三大建筑中率先封顶的项目。

主体结构的率先提前封顶,提振了三大建筑建设者的士气,鼓舞了人心,赢得了赞誉。业主向集团发来了感谢信,副中心工程办领导赞扬:打硬仗还得看城建!

工程主楼的“船帆”由5块钢屋盖排架单元组成,整体为双向弯曲的弧形,弧形梁最大跨度38米,钢梁最高点标高49米。现场8000多根钢构件中就有5000多根主要受力钢构件完全不一样。各类构件造型独特、超大超重,导致加工难度很大、速度很慢,对现场施工组织也是极大的考验。

“办法总比困难多,我们一定能够优质高效完成!”项目执行经理贾成亮常说。

工程技术人员采用BIM智能建造技术,在加工厂采用5G智能焊接技术,提高了加工焊接的质量,质量合格率达到100%。对所有出厂的钢构件粘贴二维码、写上编号,施工时用手机一扫码,就能顺利定位安装位置。通过空间定位、智能监测,多台大型吊车配合安装,大幅提高了安装精度和施工速度,仅用三个月的时间就完成了按正常工序需要五个多月才能完成的任务。

而城建人也在工程建设中再次展示出国匠的魅力和魄力,从深化设计、加工到安装进行创新,有效地解决了诸多难题。

新冠疫情防控期间,项目坚持生产防控两不误。材料在天津、山东、河北、浙江、福建等地加工,运输难度很大的情况下,项目部提前谋划、统筹考虑,安排人员驻厂监造,提前加工,确保建筑材料按节点要求顺利提前进场。

一件事、一群人、一条心、一起拼、一定赢!开工以来,项目团队以实际行动诠释了有一必争、有旗必夺的誓言,取得了一个又一个的胜利:从3月20日首根钢柱吊装成功,到6月26日提前4天率先实现了主楼屋面钢结构封顶;7月30日提前10天钢结构全面封顶;2021年12月底实现了外观亮相。

一个个率先、一封封感谢信,纷纷沓至而来。勇于吃苦、甘于奉献的城建人,在工程建设中以必胜执念在城市副中心再次演绎城建速度。

攻坚克难 以责任担当展现“铁军”精神

城市副中心三大建筑工程整体基坑面积7万平方米、基坑深达31.2米,包含首都博物馆东馆等三大建筑主体、共享空间、2条地铁线路。基坑位置属于原化工厂旧址,存在污染源,且位于运河故道、潮白河下游,地层复杂,紧邻大运河,地下水丰富。基坑开挖,需要保证深基坑安全和原化工厂污染源不扩散,隔离设施必须深达55米。面对这一系列难题,项目技术人员知道,采用常规工艺做不到这点。

如何才能实现这一目标?技术人员经过精心研究、比较和论证,决定采取止水帷幕施工技术。对于采用哪种止水帷幕施工工艺,技术人员深入南方城市考察先进的TRD技术(渠式切割搅拌水泥土地下连续墙)、SMC技术(双轮铣搅拌地下连续墙),并在工地开展工艺试验和对比,最后采用了深度最大能达到60米、搅拌效果好、垂直度误差达到千分之一、连续性封闭性好和技术更先进的TRD技术施工。同时,技术人员根据北方地理条件,对推进刀具进行改进,选用14把不同规格的刀具,这一小小的改动,就比南方一般采用8把不同刀片的切削能力和效力提高了50%。这一新技术的使用,不仅解决了施工难题,也开创了北京地区使用该技术的先例。

建筑的弧形设计,给钢筋绑扎、支模带来很大的困难,再加上圆柱、Y型柱等异型柱子、劲性柱预埋、隔震支座预埋等,最多的有六七个方向的钢筋交织在一起,按常规依图加工的钢筋根本安装不进去。

“就是因为钢筋绑扎难度太大、不出活,钢筋加工人员还跑了好几拨,但我们有信心有决心把活干好。”项目执行经理贾成亮说。

对于曾参加过国家体育场、国家速滑馆等系列重大项目建设的城建人来说,攻克难题是家常便饭。项目先组织钢筋加工人员到现场实地测量,确定好不同方向的钢筋位置和尺寸,并一一编号,回到加工厂逐一加工。钢筋绑扎时,再一一对应,按顺序安装,顺利解决钢筋绑扎难题。

工程屋面采用装饰铝板和彩釉玻璃,整个工程屋面檐口由4122块金属板组成,这些金属板没有两块是一样的,材料加工、安装和运输都是难题。项目团队在施工前就运用BIM技术进行三维建模,在虚拟的三维空间中搭建出与实体结构1:1比例的模型,拟合完整的挑檐铝板屋面体系,计算出每一块异形曲面铝板的坐标点和参数。加工时,技术人员必须提供最少6组数据给厂家,才能完成一块铝板的加工。4122块屋面檐口金属板,就是要最少提供24732组数据,方可全部加工完成,安装时,又必须对号入座。在首都博物馆东馆工程中,像这样不规则的装饰板还有15692块、彩釉玻璃2926块、光伏玻璃364块、仿光伏408块......

首都博物馆东馆是对标世界一流设计的标志性建筑,使用功能多,造型复杂,可以满足博物馆开放式陈列展览、社教活动、礼仪活动、文创配套服务等。功能的多样化,造成工程装饰材料种类繁多,且大量选用A级木饰面作为墙面装饰材料。弧形墙面饰面板施工难度大,精度控制要求高;共享大厅的鱼腹梁格珊格珊数量达2万多根;大厅地下一层餐厅区顶面采用GRG曲面顶棚,每一块均为不规则形状......

面对种种精装施工难题,项目采用机器人对结构完成面进行三维扫描,通过建立实体扫描模型进行装饰面层排版,把装饰材料、预埋吊件、吊杆长度、安装弧度、安装高度等都不一样的每一根杆件、装饰板都要独立开模制作并编号,在施工前又利用BIM技术模拟施工,有效解决异形结构装饰排版难题,确保装饰效果。

机电工程同样复杂,需二次深化设计内容较多,技术人员在加班加点地工作的同时,组织协调隔震柔性管道、VRV、抗震支吊架、高压微雾、虹吸雨水等相关专业进行深化、优化设计,在短时间内就完成深化设计图500余张,为机电设备安装提供了坚实的保障。

“我们必须为实现最终目标,保质保量地完成好每一道工序。”项目常务副经理张明说。

创新攻关 以追求卓越彰显“国匠”品质

对于标高多达86种,大坑套小坑的三大建筑基坑与地铁、共享区域等三个功能区要实现一体化施工,复杂的空间关系,对施工组织设计增加了难度。

复杂,对于勇于创新的城建人来说,又是一次历练和考验。技术人员通过BIM建模,恢复空间关系,通过比对,选用复合土钉墙、双排桩、对拉锚杆、内支撑等4个支护体系相结合的方式,以及分段采取不同的支护技术,保证了在共享大厅基坑同一个部位同时存在三种不同的标高变化关系下,施工正常进行和施工质量达标。

首都博物馆东馆工程是城市副中心三大建筑中唯一设计有抗震设施的项目。在位于-9.4米至-7.3米、层高2.1米的隔震层,设计有242个直径为0.9米、1.2米、1.5米三种规格的橡胶支座,通过隔震支座、球铰和滑动支座,降低发生地震时对馆藏文物的影响。

技术人员针对常规隔震支座抗倾覆能力差的特点,研究一种新型抗拔隔震装置保护施工技术,采取在建筑外侧四角处围绕单个支墩布置新型抗拔隔震装置,同时附加结构阻尼,一旦发生地震,新型抗拔阻尼器在有压剪状态下侧边阀门打开,不影响支座运动,压剪状态下起到粘滞阻尼器效果,受拉状态下阀门关闭,避免支座受拉破坏,防止建筑倾覆,减小结构地震响应。这一技术的实施,得到了有关部门的赞扬。

为构建工程的帆船造型,需使用6根高58米、倾斜角度60度的超高梭形变径柱,也是目前国内最高单根铰接梭形柱。其加工精度、质量要求及安装难度,也是国内少见的。
为满足施工要求,项目技术人员开展针对性地创新攻关,研究出一种超高铰接梭形柱安装技术,从加工到安装全面应用。在厂家,采用5G技术的全身自动化生产线加工。安装时,采取分三段在空中对接,用2台450吨履带吊车、1台250吨辅助吊车同时吊装。地面搭设高34米和47米的高低组合胎架用于梭形柱连接焊接操作,并在四周设立4个点位同时检测监控。经过连续精心施工,6根梭形柱圆满安装到位,施工误差不超过6毫米,大幅超过了规范要求误差不超过10毫米的范围。这一技术,还获得了国家发明专利技术。

首都博物馆东馆共使用8000多根、10000余吨的钢构杆件,如果把它们一根接一根焊接在一起,长度达到12万多米,这可以绕着全长48公里的北京三环路2.5圈。为保证焊接质量,项目加强对各类钢结构的精确定位、施工控制和精细施工,大幅提升工程钢结构焊接质量。钢结构焊缝总长65.5万米,其中现场焊缝长度约2万米,加工厂焊缝长度约63.5万米,全场焊缝探伤检测一次合格率99.99%,一次返修后全部合格。

博物馆机电工程系统复杂, 楼内走道排布管线密集,要求恒温恒湿的房间数量多、规模大、分布面积广。施工中,采取机电管线分层、分侧布置方式,釆用综合支吊架整体排布,严格控制标高,做好管线荷载计算、大型综合支吊架选型、管线间距控制及施工顺序衔接。仅技术人员还针对220根隔震柔性管道,合理选用软接方式,安装过程中严格把控质量,选择固定支架材料型号高于图集要求,保证了隔震区域管道的安全。

对于这一个高大空间、高危作业区域多的项目,安全管理工作难度也创新高。项目安全管理人员一手抓管理,一手抓创新,针对高空电焊作业火灾隐患大的难题,研究出了《高空电气焊接接火斗技术》,不仅解决了消防安全难题,还获得了国家实用型专利技术。

“创新攻关,把首都博物馆东馆工程建设成为精品工程、经典工程,是我们追求的目标!”项目总工程师彭志勇说。

目前,工程已完成创新成果62项,荣获国家实用新型专利26项、国家发明专利3项,已受理国家级发明专利14项,其中《北京城市副中心复杂地层超大超深基坑综合施工技术研究与应用》、《首都博物馆东馆大跨度空间曲面钢结构施工技术与应用》等成果达到国内领先、国际先进水平。这些新技术的开发应用,有效对解决了工程施工难题、提高了工程施工质量,也为工程获得北京市结构长城杯奖金奖、中国钢结构金奖、中国钢结构金奖年度杰出工程大奖立下了汗马功劳。

副中心工程办组织所管辖在施项目人员到项目现场观摩时称赞:首都博物馆东馆项目是城市副中心工程建设的领航者。

不辱使命 以赤诚之心谱写“国匠”情怀

首都博物馆东馆与北京艺术中心、北京城市图书馆被定位为副中心文化体验、共享交流、演艺演出、展览展示、休闲娱乐为一体的城市活力组团。如今,被定名为大运河博物馆的首都博物馆东馆已呈现在副中心绿心森林公园里,展现魅力芳容,成为绿色建筑典范。

“能够参与城市副中心建设是我们的荣耀,我们有义务把项目打造成为副中心‘金名片’。”项目执行经理贾成亮说。

项目团队对标国际一流,对标城市副中心未来,高标准高质量推进工程建设,让“运河之舟”设计理念得到很好的诠释。

建设过程中,新冠疫情突发和反复,项目团队一手抓防控一手抓生产,党员干部始终冲锋在抗疫一线。党支部开展的党建引领工作聚人心、激斗志,促进了工程进度,并在北京市委组织部、市住建委联合开展的党建引领建筑行业治理试点工作活动中被评为先进党支部。

有耕耘就有收获。首都博物馆东馆项目自开工以来,实现了建设进度零滞后、技术攻关零阻碍、安全生产零事故、疫情防控零感染,年年获评各级颁发的先进单位荣誉。集团公司党委书记、董事长常永春察看工程时,留下了深刻的印象,鼓励项目团队继续再接再厉,为集团赢得更好的声誉。

项目多次代表城市副中心接受中央领导、北京市领导的调研。2022年4月1日,中央政治局常委、时任北京市委书记蔡奇到项目调研,2022年11月13日,中央政治局委员、北京市委书记尹力等领导到项目调研,均对工程建设、项目管理等给予了充分肯定。

在这里,建设者们以赤诚之心,不忘初心使命,用实际行动谱写“国匠”情怀和建设副中心的新篇章!