“冰絲帶”破繭而出—國家速滑館工程地下結構施工側記

文 / 宋偉莎 劉時新

2008年6月28日，奧林匹克森林公園之南，第29屆北京夏奧會主場館—國家體育場竣工落成，北京城建集團建設者科技筑巢，歷時五年讓“鳥巢”盛情綻放。

2018年6月26日，奧林匹克森林公園之西，第24屆北京冬奧會核心場館—國家速滑館全面實現(xiàn)正負零，北京城建集團建設者以破土而出的“冰絲帶”向“鳥巢” 10周歲獻禮。

歲月流轉。奧運10年，從“鳥巢”到“冰絲帶”，北京城建集團建設者用浩蕩激情演奏出一曲跨越時空的冰與火之歌，連接雙奧企業(yè)的昨天和今天，用迭代升級的“城建智慧”再續(xù)奧運建筑傳奇。

寒冬臘月 攻堅樁基

2018年新年伊始，國家速滑館等三項2022年北京冬奧會重點項目“花落”北京城建集團。集團成為全球唯一一家既建造過夏季奧運會主場館又建造冬季奧運會主場館的建筑工程總承包商。

作為2022年冬奧會北京賽區(qū)唯一的新建場館，建設國家速滑館承擔著習近平總書記“把北京冬奧會辦成一屆精彩、非凡、卓越的奧運盛會”的重托。

8.1萬平方米的建筑面積、全球體育場館中規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面、亞洲最大的冰面、3360塊玻璃拼接營造出靈動飄逸的22條“冰絲帶”……巨大的體量、復雜的結構，工期只有2年，建設充滿挑戰(zhàn)，考驗著雙奧企業(yè)的實力與擔當。

重任在肩。北京城建集團工程總承包部迅速調集曾經(jīng)參加過鳥巢、國家體育館、奧運村、T3航站樓、北京新機場、亞投行等重點工程建設的優(yōu)秀骨干，組建起項目管理團隊。

項目執(zhí)行經(jīng)理王中錄帶領項目團隊以“精品工程、樣板工程、平安工程、廉潔工程”的標準，為“冰絲帶”建設夜以繼日，貢獻城建智慧。

面對非常規(guī)的超短工期，項目部倒排工期，確定6月26日實現(xiàn)正負零這一目標。當時就連業(yè)主都認為這一目標太具挑戰(zhàn)。王中錄深知這一目標實現(xiàn)的份量：這既是證明集團實力的一戰(zhàn)，更是提振項目士氣的關鍵一戰(zhàn)，首戰(zhàn)必須告捷。

中標之初尚不具備進場條件，項目常務副經(jīng)理張怡帶領團隊在緊鄰的集團亞投行項目部借用兩間辦公室，開展進場前準備工作，熟悉圖紙、材料采購、臨設準備、篩選勞務隊等工作緊張有序。

在接收場地后，1月22日，農(nóng)歷臘月初六，項目部正式開始樁基施工。此時已臨近春節(jié)，寒冷的天氣對人員、機械的組織帶來不小挑戰(zhàn)，為保證春節(jié)前全部完成654根樁基施工，項目部組織工人24小時不間斷作業(yè)。

1．國家速滑館效果圖

“去年冬天格外冷，夜間氣溫經(jīng)常徘徊在零下12至13度左右，工人夜間進行混凝土澆筑時，捧著泵管不一會兒手套就凍到了泵管上，拽都拽不下來。嚴寒加上臨近年關，剛開始樁基施工第三天就有20多工人撂挑子不干了?！鄙a(chǎn)副經(jīng)理高樹棟說。沒過幾天，又有一撥工人“跑”了。

項目部緊急從北京城建道橋華夏基礎公司調來“援兵”，用大巴車把工人從河南、四川接到施工現(xiàn)場，還適當增加勞務費以便在春節(jié)前留住作業(yè)人員。水壓不夠，項目部外購上百噸水用于打樁。打樁機用九備一。

人材機俱備，鵝卵石地質又成為鉆孔速度的最大障礙。

“原計劃每臺打樁機一天至少打4根樁，但因地質影響能打3根已經(jīng)很不容易”。高樹棟用競賽加獎勵來激勵干勁，他在9臺打樁機班組之間開展競賽，只要每天打樁超過3根就進行獎勵，并且當天兌現(xiàn)。每晚為工人準備夜宵并送到作業(yè)面。為讓工人能安心踏實施工，項目部還提前為他們安排好回家的大巴車，以便讓他們在臘月二十八晚上就能到家。

2．施工現(xiàn)場

夜間打樁時表層水很快就結一層薄冰，項目部派專人看守隨時“破冰”，保障打樁的連貫性。

“鉆孔又大又深，周邊全是冰，極易打滑，安全風險極大?！表椖堪踩偙O(jiān)田寶新深知雖然工期異常緊張，但安全風險底線不能破，他安排4名安全員晝夜旁站監(jiān)督，鉆孔一旦成孔，立即采取苫蓋、圍擋進行雙層防護，并在樁孔附近打下地錨，拴上安全繩連接工人安全帶，為下鋼筋籠、測量等作業(yè)上好保險。

春節(jié)前能否完成樁基施工決定著“6·26”出正負零目標能否順暢實現(xiàn)，“樁基施工廣受關注，北京城建集團副總經(jīng)理彭成均每天都讓我們上報打樁進度”。壓力即是動力，數(shù)百名工人與項目管理團隊齊心奮戰(zhàn)，用冰般堅毅、火般熱情挑戰(zhàn)寒冬。

2月13日，臘月二十八，京城陽光明媚。歷經(jīng)23天，654根直徑1米的基礎樁全部完工，一場漂亮的寒冬熱身戰(zhàn)完美收官。當天上午，市重大辦黨組書記王鋼率隊到項目部慰問時盛贊“城建集團不愧是能打硬仗的鐵軍！”節(jié)后經(jīng)過第三方檢測，這654根樁全部被評定為一類樁。

第二天，項目部黨支部書記黎方益將一幅“承辦夏奧冬奧會北京世界唯一建造鳥巢冰絲帶城建國企擔當”的春聯(lián)張貼在項目辦公區(qū)，與貼在外墻的“家和”二字相映生輝，激勵著項目團隊齊心團結再出發(fā)，以國匠品質、鐵軍風范高標準打造“冰絲帶”。

全力挖土 匠心清槽

2月25日，正月初十，平昌冬奧會閉幕，冬奧正式進入北京周期，全球目光聚焦到國家速滑館等冬奧重點工程建設上來。

當京城依舊沉浸在濃濃的年味中時，國家速滑館施工現(xiàn)場已是機械隆隆，樁頭剔鑿和土方開挖正熱火朝天。

“投標清單上土方量只有7萬多立方米，但實際挖出的土方量高達27萬立方米?！泵鎸乐爻皹恕钡耐练介_挖任務，高樹棟在前期策劃的基礎上增加人員和機械，高峰期，400多名作業(yè)人員、20臺挖掘機、80多輛運土車24小時在基坑運轉。

土方開挖期間，霧霾天、大風天集中出現(xiàn)，隔三差五的停工挑戰(zhàn)著工期目標，項目部采取白天場內倒土、夜間集中清運等措施盡力搶回工期。

同時，在國家速滑館約5.5萬平方米的基坑中，環(huán)繞橢圓形的FOP（Field Of Play）比賽區(qū)域，分布著通風電纜管溝、制冰管溝、下沉式空調機房、集水坑、電梯基坑等近150個大小不一的嵌套坑，每個基坑邊線呈弧形，并存在60度的坡度，準確定位、精準開挖考驗著作業(yè)團隊。

BIM團隊負責人蘇李淵帶隊建好的BIM模型對基坑排布、坐標點位等逐一深化設計，“面對大坑套小坑、深坑套淺坑的地下作業(yè)，通過BIM模型我們可以非常清晰地看到每一個細節(jié)，通過對工人進行三維可視化交底，極大地減少了操作誤差、避免了返工?！表椖靠偣な纷孕l(wèi)安排測量人員用全站儀一米一個坐標點進行精確定位。

由外到內、由淺入深，當工人拿著自己發(fā)明的修坡神器像雕琢藝術品一樣打磨基坑時，前來調研的業(yè)主以為這是一只技術精良的考古隊伍。

歷經(jīng)20余天霧霾大風天影響造成的停工，5月初，27萬立方米的土方開挖和清槽任務完工。技術利器和匠心打磨讓基坑宛如天成，前來觀摩的專家無不稱贊項目部打磨了一件藝術品。

“剔鑿下來的樁頭不再作為建筑垃圾運到渣土消納場，我們將樁頭破碎后的大塊石料制成堆石混凝土用于肥槽、擋墻等的回填，將另一部分樁頭粉碎制成再生骨料，用作預制看臺板的構件原料?！笔纷孕l(wèi)說，項目部踐行綠色辦奧理念，通過技術創(chuàng)新探索廢料再利用的多種途徑。

同心奮戰(zhàn) 破繭而出

5月，工程全面進入基礎底板施工階段，項目部掀起“突擊55天出正負零”勞動競賽，“冰絲帶”建設全面加速。

雖然已進度過半，但對于“6·26”出正負零，勞務隊仍舊缺乏信心。

剩下的55天，要完成5萬立方米混凝土澆筑、近1.2萬噸鋼筋綁扎、2000噸勁性鋼結構施工，工程量太大。

“更重要的是，國家速滑館橢圓形的底板造型決定每相鄰兩根鋼筋的長度都不一樣，而且差異都在厘米級，特別是在南北兩端弧度較大區(qū)域，鋼筋密集分布，只依據(jù)圖紙進行翻樣得來的數(shù)據(jù)并不準確?！表椖考夹g副經(jīng)理楊應輝說。項目部采取現(xiàn)場實測實量的方式對每根鋼筋應有長度進行精確測量，高峰期僅翻樣工就多達20人。而經(jīng)加工后到達現(xiàn)場的鋼筋，每捆近40根、每根長度各異，項目人員協(xié)助勞務隊逐根挑選鋼筋，在強化對勞務隊的指導與幫助中讓勞務隊的信心日漸堅定。

1、2．國家速滑館效果圖

3、4、5．施工現(xiàn)場

國家速滑館全冰面設計對混凝土澆筑提出新要求?！皣宜倩^工程地下結構混凝土總用量為9.1萬立方米，其中90%以上都是特殊混凝土?！笔纷孕l(wèi)介紹。工程底板、外墻、頂板梁全部采用補償收縮混凝土，F(xiàn)OP比賽區(qū)域采用抗凍等級高達F250的抗凍混凝土，同時，F(xiàn)OP比賽區(qū)域每個制冰單元之間左右各2米還使用了抗凍鋼纖維混凝土。而配制出抗凍鋼纖維混凝土絕非易事，既要達到高性能高耐久功效，又要確保鋼纖維摻量適宜、不堵塞甭管，項目部與混凝土攪拌站專家多次論證、實驗，最終確定每立方米混凝土鋼纖維摻量30公斤。

項目部通過優(yōu)選并指定重要原材料和外加劑、控制混凝土水化熱、混凝土專倉專線生產(chǎn)、逐車對進場混凝土驗收，以確?；炷凉|量。采取蓄水養(yǎng)護、土工布覆蓋養(yǎng)護等加強對混凝土養(yǎng)護，將養(yǎng)護時間延長至14天，安排專人灑水，確保養(yǎng)護水到位提高混凝土成型質量。

生根于底板，柱芯為H型鋼骨、周圍鋼筋密布的勁性鋼骨柱也對施工帶來考驗。

32根橢圓形勁性鋼骨柱將豎直“長”到地上6.1米處，與兩道環(huán)向勁性鋼骨梁共同外挑160根懸挑勁性鋼骨梁；48根不規(guī)則四邊形勁性鋼骨柱將傾斜“長”到速滑館地上3層，支撐起8100噸的馬鞍形鋼環(huán)桁架?！癏型鋼骨周邊鋼筋密布，少則70根、多則160根，與勁性梁內鋼筋和鋼骨相互交叉，梁柱節(jié)點鋼筋處理是極大的挑戰(zhàn)?！笔纷孕l(wèi)說，通過BIM模型對鋼筋排布深化設計、建立三維模型，對工人進行三維交底，有效指導施工順暢展開。

與此同時，鋼筋加工場由4個增加到7個，人員由1000多人迅速增加到2200多人，汽車吊由3臺增加到7臺，8臺塔吊圍繞基坑成橢圓形分布。

場區(qū)北側，借用世奧集團一條30米寬的道路作為周轉材料堆放場和車輛通行道路。場區(qū)東南角，借用變電站場地為周轉料場地。最終在場區(qū)南側、北側、東南角形成三塊周轉材料場地，滿足連續(xù)作業(yè)需求。

選用兩家混凝土攪拌站，分供南北兩區(qū)施工，既能形成競爭也可互補。鋼筋采用河北鋼鐵集團直供，周轉材料選用兩家供應商，確保滿足后續(xù)三天的需求量。

兩支勞務隊在南北兩區(qū)互相比拼，在比學趕超中沖刺出正負零目標。

“從‘五一’開始，這張圖陪伴我在國家速滑館度過了53個日日夜夜，每個流水段都被我親手標記過三次。難以忘懷的是每天5：30醒來逐段確認進度的心情，難以忘懷的是這只彩筆又可以涂抹一段顏色的喜悅，難以忘懷的是堅持與必勝的信念。今天，它終于被涂滿了！”49個流水段的底板、負二層頂板、負一層頂板混凝土澆筑完成，張怡都會在她的“地下結構施工進展圖”上各標記一次。6月26日，國家速滑館順利實現(xiàn)出正負零，張怡在微信朋友圈曬出這張涂滿顏色的進展圖，喜悅激動之情溢于言表。

這一刻的到來，令項目部每個人都難掩激動。9.1萬立方米混凝土澆筑、2萬噸鋼筋綁扎、2500噸勁性鋼結構施工，從1月22日正式開工到現(xiàn)在，僅用5個月，國家速滑館全面“長出地面”，項目部用堅守和拼搏向外界詮釋了“城建速度”。

智慧建造 精雕細琢

在項目團隊進場的同時，BIM團隊建立起全方位的BIM模型，從臨設布置到深化設計，再到工程施工，推動了地下結構施工的快速、順暢進行。

北京城建集團副總工程師李久林認為，國家速滑館項目將成為集團智慧建造的新標桿。

由北京城建集團自主研發(fā)的智慧工地系統(tǒng)以BIM技術為基礎，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算為支撐，將基于BIM的進度管理系統(tǒng)、基于人臉識別的勞務管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、塔吊防碰撞系統(tǒng)等碎片化應用系統(tǒng)進行整合，搭建起涵蓋進度、技術、質量、安全、環(huán)境及人財物的智慧建造體系，既指導現(xiàn)場施工，也通過數(shù)據(jù)集成、智能分析，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場動態(tài)的、持續(xù)優(yōu)化的、精細化的管理。

而在地下結構施工期間，鋼結構、索結構、屋面結構等的技術準備和施工準備已同步展開，通過平行施工將實現(xiàn)高效高精度建造。

BIM團隊已基本完成屋蓋鋼結構深化設計，環(huán)桁架備料已全部進場，曾經(jīng)的鋼筋加工場將變身鋼結構拼裝場，7月至9月將會呈現(xiàn)“施工區(qū)域地上進行混凝土結構施工、地下進行二次結構施工、外圍進行鋼環(huán)架拼裝”的地上、地下、外圍作業(yè)空間平行施工的壯觀場面。而當9月底地上結構施工完畢，已組裝好的鋼環(huán)桁架將采取“南北兩側原位拼裝、東西兩側整體滑移”的方式進行安裝，短短兩個月，8100噸的鋼環(huán)桁架將在施工現(xiàn)場“組裝”完成。

將BIM技術仿真模擬與裝配式相結合，實現(xiàn)對鋼、索網(wǎng)、屋面等的場外加工、場內組裝，施工現(xiàn)場最終就像一個總裝廠，實現(xiàn)與造汽車一樣造場館的智慧建造。

9月底完成地上混凝土結構施工、11月底完成鋼結構施工、12月底完成索網(wǎng)張拉、2019年6月完成幕墻建設、2019年底實現(xiàn)基本完工……借助智慧建造手段，項目部將一步步兌現(xiàn)助力“舉辦一屆精彩、非凡、卓越的冬奧會”的承諾。