建筑業(yè)十項新技術(shù)在河南省體育中心游泳跳水館工程中的應用

耿 琳

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

1 工程概況

河南省體育中心游泳跳水館工程占地面積為4.68公頃，建筑東西長86 m，南北寬167 m，總建筑面積為28 910 m2,地下一層，地上二層（局部三層），建筑高度為25.5 m。場館內(nèi)設(shè)3 000座位，屬于甲級體育建筑。

工程采用鉆孔灌注樁后壓漿復合地基，鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)。基礎(chǔ)底板和地下室墻體采用SBS改性瀝青防水卷材防水。工程主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架——剪力墻結(jié)構(gòu)，屋面為空間索桿支撐曲面鋼結(jié)構(gòu)（張弦結(jié)構(gòu)），鋼結(jié)構(gòu)焊縫均為I級焊縫，鋼梁最大跨度為68.8 m。

工程設(shè)有防雷接地系統(tǒng)、等電位系統(tǒng)。設(shè)有通訊系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、體育工藝系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)等共七個智能化系統(tǒng)。

2 建筑科技項目推廣應用與管理

為了確保本工程順利實現(xiàn)省級科技示范工程的目標，成立以項目經(jīng)理為組長的關(guān)鍵施工技術(shù)攻關(guān)和新技術(shù)推廣應用領(lǐng)導小組，組織工程全過程的技術(shù)攻關(guān)研究和新技術(shù)推廣應用。在新成果的轉(zhuǎn)化實施中，結(jié)合工程實踐，開展攻關(guān)、推先。隨著工程施工的進展，針對技術(shù)攻關(guān)研究和推先工作形成的階段性成果，及時進行總結(jié)。結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研究正在撰寫《游泳池施工技術(shù)研究》報告，結(jié)合推先工作開展《提高國際標準泳池瓷磚鋪貼質(zhì)量》QC活動。這些研究報告及QC活動對推動我公司技術(shù)進步起到了積極的作用。

3 推廣應用技術(shù)項目情況

3.1 大跨度張弦梁鋼結(jié)構(gòu)屋蓋安裝技術(shù)

3.1.1 應用概況

河南省體育中心游泳跳水館內(nèi)比賽廳和熱身廳的整個屋蓋為預應力張弦梁鋼結(jié)構(gòu)。整個屋蓋體系由上部組合梁結(jié)構(gòu)、下部空間索桿體系、玻璃頂結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)組成。鋼屋蓋主體結(jié)構(gòu)為11榀張弦梁，南部7榀為高跨，跨度68.8 m；北部4榀為低跨度55.9 m，單榀拱架最大自重約43 t。

3.1.2 技術(shù)特點

屋面鋼梁為兩榀一弦，施工中要防止上弦主梁受扭失穩(wěn)；潮濕環(huán)境下防桿件內(nèi)腐蝕，施工中張弦預應力梁張拉等。由于拉索張拉點布置的位置所限和張弦梁上斜撐桿的存在,要求先成型后張拉，限制了張弦梁館外整體吊裝,滑移就位技術(shù)的應用，工程屋蓋大跨度鋼結(jié)構(gòu)800 t全部采用吊裝。館內(nèi)拼裝就位，要搭設(shè)滿堂支架，費用比較高，因此采用了橫向雙排架手架和縱向格構(gòu)式組合式鋼管胎架。

3.1.3 技術(shù)攻關(guān)與創(chuàng)新及做法

為配合預應力張弦梁分段拼裝施工，在預應力張弦梁下部沿梁軸線搭設(shè)鋼管胎架。由于上弦主梁為曲面梁,因此立桿頂端高度應隨之進行調(diào)整，同時最上層小橫桿要緊貼曲梁下平。吊裝分段：低跨曲梁跨度為55.9 m分為四段；將高跨曲梁跨度為68.8 m分為五段。

3.1.4 實施效果

工程中屋面鋼結(jié)構(gòu)全部采用加工廠集中加工，現(xiàn)場吊裝，采用焊接連接，在設(shè)置張弦梁部位搭設(shè)局部鋼管胎架，技術(shù)安全、經(jīng)濟、操作簡便，加快了吊裝速度，節(jié)約了施工工期，經(jīng)濟效益顯著。

3.2 灌注樁后注漿成套技術(shù)

3.2.1 應用概況

建筑用地范圍呈矩形，南北長約175 m，東西寬約160 m，占地面積約2.8萬m2。樁基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)加樁端注漿，樁徑Φ500，有效樁長17 m，樁數(shù)量為856根。樁基礎(chǔ)采用C30混凝土，錨樁采用C30混凝土，單樁豎向極限承載力2 830 kN。

3.2.2 技術(shù)特點

增強樁基礎(chǔ)抗變形能力，并節(jié)省樁基材耗和造價。

3.2.3 技術(shù)攻關(guān)與創(chuàng)新及做法

灌注樁成孔后，在孔內(nèi)設(shè)置注漿管，注漿管下端設(shè)出漿口，并用膠帶、塑料膜包住；并用出漿口的位置要高出孔底30～50 cm；灌注混凝土之前，先向孔底倒入碎石或塊石,使出漿口埋入碎石或塊石內(nèi)，然后再灌筑混凝土。注漿管固定在鋼筋籠上，出漿口采用單向截流閥，并壓入樁底土中30～50 cm。

漿液沿著樁身和土層的結(jié)合層上返，消除了泥皮，提高了樁側(cè)摩阻力，同時漿液橫向滲透到樁側(cè)土層中也起到了加大樁徑的作用。提高單樁承載力40%～120%,增強樁基礎(chǔ)抗變形能力,可減少沉降30%左右，并節(jié)省樁基材耗和造價，取得了較好的社會與經(jīng)濟效益。

3.3 中水回用系統(tǒng)技術(shù)

3.3.1 應用概況

中雨水機房設(shè)在地下一層。中水水源為水處理管道反沖洗排水為中水原水量:平均日300 m3/d。中水處理設(shè)備設(shè)置在地下室一層的中水站房內(nèi)，每天運行15 h，處理能力20 m3/h；中水系統(tǒng)原水蓄水池為地下池約400 m3,與雨水蓄水池合建設(shè)置在室外，中水儲水池位于地下室中水處理機房，容積為200 m3，中水用于衛(wèi)生間沖廁、綠化。

3.3.2 技術(shù)難點

管道規(guī)格多樣，管道材質(zhì)有別，使得施工方法和措施多樣化，比如單機調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試。

3.3.3 主要做法

中水處理系統(tǒng)由中水調(diào)節(jié)池、原水提升泵、一體化污水處理設(shè)備、過濾設(shè)備、消毒設(shè)備、中水儲水箱等組成。中水原水為淋浴間和衛(wèi)生間臉盆排出的優(yōu)質(zhì)雜排水及空調(diào)冷凝水和游泳池排水，中水處理后接到衛(wèi)生間沖洗廁所。實現(xiàn)污水、廢水的資源化，節(jié)約用水，治理污染，保護環(huán)境。

根據(jù)已有研究，在現(xiàn)澆混凝土中添加HEA-JL型抗裂防水可以保證接觸界面的黏結(jié)強度，提高接觸界面的拉拔、劈裂以及抗折強度，減小混凝土的收縮變形，而且可以使局部現(xiàn)澆段有很好的防水能力.選用聚丙烯纖維硅灰水泥漿的界面劑[12]，可以使現(xiàn)澆混凝土與預制混凝土之間緊密結(jié)合，二者形成良好的黏結(jié)強度，減少混凝土裂縫，將裂縫細化[13].

3.3.4 實施效果

中水處理系統(tǒng)設(shè)計處理廢水為15 h/d，假設(shè)每天按10 h處理能力,一年內(nèi)節(jié)約用水的費用就可收回中水處理系統(tǒng)成本62萬元，5年內(nèi)可節(jié)約用水的費用為303萬元，大大節(jié)約了運營成本。

3.4 低溫熱水地面輻射供暖技術(shù)

3.4.1 應用概況

游泳館池岸處采用了低溫熱水地面輻射供暖，供暖面積達到4 000 m2左右。

3.4.2 技術(shù)特點

地板輻射采暖施工中由于塑料管具有無接頭、容易彎曲、易于施工等優(yōu)點。塑料管具有抗老化、耐腐蝕、不結(jié)垢、承壓高、無環(huán)境污染、不易滲漏、水阻力及膨脹系數(shù)小等特點,在50℃環(huán)境下使用可達50年。

3.4.3 技術(shù)攻關(guān)與創(chuàng)新

低溫熱水地板輻射采暖是一種利用建筑物內(nèi)部地面進行采暖的系統(tǒng)。將塑料管敷設(shè)在樓面現(xiàn)澆混凝土層內(nèi)，熱水溫度不超過55℃，工作壓力不大于0.4 MPa的地板輻射供暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)以整個地面作為散熱面，地板在通過對流換熱加熱周圍空氣的同時，還與人體、家具及四周的維護結(jié)構(gòu)進行輻射換熱，從而使其表面溫度提高，其輻射換熱量約占總換熱量的50%以上,是一種理想的采暖系統(tǒng),可以有效地解決散熱器采暖存在的問題。

3.4.4 主要做法

管件和管材的內(nèi)外壁應平整、光滑，無氣泡、裂口、裂紋、脫皮和明顯痕紋、凹陷；管件和管材顏色應一致，無色澤不均勻；裝卸運輸和搬運時應小心輕放，不能受到劇烈碰撞和尖銳物體沖擊，不能拋、摔、滾、拖，避免接觸油污，在儲存和施工過程中要嚴防泥土和雜物進入管內(nèi)，存放處避免陽光直射。

3.4.5 實施效果

低溫熱水地板輻射采暖節(jié)省燃料,電力消耗低，具有舒適性強、高效節(jié)能、熱穩(wěn)定性好、使用壽命長等特點。

4 綜合效益分析

本工程通過運用建設(shè)事業(yè)“十一五”重點推廣應用項目技術(shù)，通過游泳池施工技術(shù)研究和大量新技術(shù)綜合推廣應用，解決許多施工技術(shù)難題，取得縮短工期、提高質(zhì)量、降低成本、推動企業(yè)技術(shù)進步的綜合效益。

4.1 縮短工期

屋蓋為預應力張弦梁結(jié)構(gòu)，兩榀一張拉結(jié)構(gòu)形式在省內(nèi)均為首例，采用鋼管胎架做為支撐體系施工、設(shè)計-施工的一體化、施工過程的仿真模擬，既保證了質(zhì)量和安全,又有效地節(jié)約了工期和投資。工程中采用了6類建設(shè)部和河南省的建設(shè)科技成果推廣項目的19項，每一項應用覆蓋率都達到了90%以上，減少工期約為30 d，節(jié)約金額507.88萬元，得到了建設(shè)單位的好評。

4.2 保證工程質(zhì)量

本工程一次通過竣工驗收、竣工備案。建筑外觀效果好，細部處理到位，充分體現(xiàn)了設(shè)計意圖，達到了設(shè)計預期效果，榮獲國家優(yōu)質(zhì)工程銀獎。

4.3 社會效益

該工程在施工過程中積極開展技術(shù)集成與自主創(chuàng)新、科技示范等活動，積極推廣應用新工藝、新材料、新技術(shù)、新設(shè)備；體現(xiàn)了產(chǎn)學研相結(jié)合的管理理念，領(lǐng)導重視，措施得力，將國際先進的設(shè)計施工理念、綠色環(huán)保的建筑思想全面貫徹到項目中,培養(yǎng)了一批科技專業(yè)技術(shù)人才；高質(zhì)量、高速度、低能耗地完成了施工建設(shè)。