超大型綜合體“商業(yè)區(qū)提前營業(yè)”的關鍵技術研究與實踐

高衛(wèi)明（上海建工四建集團有限公司，上海 201103）

伴隨城市化進程的快速推進，大型城市綜合體不斷涌現(xiàn)。這類項目具有體量大、建設周期長、資金投入大、回本收益慢等顯著特點，若能將建筑物按照功能劃分，進行分區(qū)域分階段交付運營，實現(xiàn)部分區(qū)域“提前營業(yè)”的模式，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。

超大型城市綜合體通常包含 1 幢甚至多幢超高層建筑，具有空間體量巨大、功能業(yè)態(tài)眾多、結構體系獨特、機電系統(tǒng)復雜等特點，工程本身具有極大的建造難度。部分區(qū)域提前營業(yè)交付運營，需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)運營與持續(xù)施工的需求，由此產(chǎn)生更多的建造技術和管理難題，對施工策劃和統(tǒng)籌管理提出更高的要求。本文以南京某項目為案例，從總體部署、機電系統(tǒng)拆分及合成交付、消防疏散、綜合管理等方面來探索和研究超大綜合體項目商業(yè)部分提前營業(yè)課題。

1 工程背景概況

南京某大型綜合體建筑項目位于江蘇省南京市建鄴區(qū)核心商務區(qū)，地下 4 層，建筑面積約 21.1 萬 m2；地上由 3 幢高度分別為 368 m、328 m 和 300 m 的塔樓，200 m 高的空中連廊、9 層商業(yè)裙房（局部 10 層）以及配套的 15 層立體車庫組成。地上建筑面積約 70.7 萬 m2，總面積約 91.8 萬 m2，總投資約 100 億元，是全球最高的非對稱三塔連體建筑，建成后為華東地區(qū)乃至全國的城市商業(yè)新地標。

項目按照建筑功能業(yè)態(tài)和空間結構劃分為商業(yè)裙房和塔樓兩大區(qū)域。商業(yè)區(qū)域總面積約 49.8 萬 m2，營業(yè)后將一舉刷新韓國釜山新世界百貨以 29.0 萬 m2保持的“全球最大百貨公司”吉尼斯紀錄。

裙房和塔樓共用地下結構，裙房為鋼筋混凝土框架結構；塔樓為核心筒+鋼框架結構；空中連廊為鋼框架桁架結構，與 3 幢超高層塔樓非對稱剛性連接。本工程機電系統(tǒng)復雜，技術接口和聯(lián)動控制技術復雜，各類機房分布面廣，設備種類和數(shù)量眾多，主要大型機電設備有熱水鍋爐 13 臺、冷凍機組 21 臺、板式交換器 19 臺、變壓器 66 臺、開式冷卻塔 22 臺和 PHU、AHU 空調(diào)箱共 678 臺。其中，塔樓的 10 臺熱水鍋爐和 9 臺冷凍機組布置在地下室共用機房；裙房屋面的 10 臺開式冷卻塔同時供向裙房和塔樓；電氣、消防、排水等主管經(jīng)商業(yè)裙房水平布設后與塔樓豎向接駁連通。

2 技術路線和總體部署

項目策劃階段，針對 92 萬 m2的超大型城市綜合體，從建筑功能、結構情況、空間格局、系統(tǒng)布置、總體配套等方面綜合分析提前營業(yè)的可行性，確定總體原則：① 提前交付區(qū)域不少于商業(yè)面積的 80%，即至少 40 萬 m2商業(yè)營業(yè)；② 提前營業(yè)時間比整體竣工時間提早不短于一年，充分體現(xiàn)提前營業(yè)的商業(yè)價值；③ 提前營業(yè)商業(yè)和室外環(huán)境的消防疏散符合規(guī)范；④ 后續(xù)塔樓區(qū)場地和施工環(huán)境因素對商業(yè)安全營運影響最小化。

以交付范圍和交付時間為目標，建立時空分析模型，模擬商業(yè)獨立運營情況下塔樓施工整體工況。以商業(yè)裙房安全運營為前提，統(tǒng)籌協(xié)調(diào) 2 大區(qū)域相互影響、互相作用的邏輯關系，優(yōu)化調(diào)整提前營業(yè)與塔樓施工相互影響因素，確定以商業(yè)提前營業(yè)為重心的策劃技術和作出的總體部署，包含以提前營業(yè)為核心目標的總進度計劃，分階段分區(qū)域的動態(tài)場布，2 大區(qū)域的人流和車流交通流線設計，垂直運輸系統(tǒng)無縫銜接轉(zhuǎn)換，對營運安全有重大影響的分部分項技術路線，2 階段專項驗收及最終合成交付等。

2.1 提前營業(yè)的范圍確定和塔樓工況分析

通過對裙房及地下室使用功能、機電系統(tǒng)、交通流線等的分析，確定商業(yè)提前營業(yè)區(qū)域，包含 4 層地下室、10 層商場、15 層立體車庫、西北下沉式廣場、3 幢塔樓 10 層以下的外框、塔樓核心筒內(nèi)服務商業(yè)區(qū)的管弄井和消防樓梯、除塔樓施工場地外的全部室外總體。

商業(yè)裙房提前營業(yè)時，后續(xù)施工的 3 幢塔樓及空中連廊的主體結構基本完成，機電等大型設備基本吊運至樓層，塔吊等大型機械拆除，T 1 塔樓高區(qū)外幕墻施工中，T 2、T 3 塔樓以及空中連廊外幕墻基本完成，三幢塔樓均處于裝飾階段，以室內(nèi)作業(yè)為主。此工況對提前營業(yè)區(qū)域的運營安全提供最大保障，使營業(yè)區(qū)內(nèi)人群的心理負面影響降到最低。

2.2 突出以提前營業(yè)為核心的總進度安排

經(jīng)工況分析和流程設計，為平衡裙房提前營業(yè)價值和塔樓后續(xù)施工所需場地，確定商業(yè)裙房提前至少 14 個月交付營業(yè)，并將此目標值列為工程最重要的里程碑節(jié)點。

地下室階段，統(tǒng)籌考慮裙房和塔樓施工，按照“塔樓區(qū)域先行”和“裙房范圍有序跟進”的原則，重點部署地下室頂板分區(qū)施工的計劃。上部商業(yè)裙房施工階段，綜合采用“平面分區(qū)，豎向分層，分專業(yè)流水搭接施工”的方式，合理部署機電、幕墻、裝飾、景觀等工序分階段進場，加快裙房進度。

全面梳理塔樓施工的內(nèi)容，對提前營業(yè)有較大影響的施工分項如空中連廊結構施工、塔樓及連廊幕墻、大型垂直運輸設備拆除等，提前安排完成或者將影響降到最低。提前營業(yè)前，裙房和塔樓 10 層以下的機電管線安裝完成，包括服務塔樓 10 層以上的機電豎向總管安裝完畢；與塔樓共用的管弄井內(nèi)服務于商業(yè)區(qū)域的豎向干管及支管安裝完畢；商業(yè)區(qū)機電系統(tǒng)單機和聯(lián)動調(diào)試完成，具備獨立運行功能。施工進度安排重要節(jié)點見圖 1。

圖1 南京某大型綜合體進度安排重要節(jié)點

2.3 空中連廊的施工總體部署

本工程空中連廊位于 200.0 m 高空，投影尺寸約 71.5 m×59.0 m（4 400.0 m2），涉及 43～49 層，共 7 個樓層，總高度約 40 m。空中連廊由底部轉(zhuǎn)換桁架、樓層鋼梁及外立面連接體桁架組成，用鋼量約 7 200 t。

為降低高空作業(yè)對商業(yè)營運造成的安全風險，模擬構建高空吊裝工況與裙房的空間位置關系；梳理連廊提升的前置條件，如加固裙房屋面和布置拼裝胎架、3 幢塔樓施工至預定高度，對應連廊層的塔樓結構強度達到設計值，3 幢塔樓的結構沉降趨于穩(wěn)定，裙房屋面收尾和預留時間調(diào)試等。經(jīng)方案比選后確定“底部轉(zhuǎn)換桁架層整體提升+上部鋼構件散拼”的技術路線，確保連廊施工對商業(yè)提前營業(yè)的影響降至最低。

空中連廊技術路線從方案設想、模擬計算、設計確認、專家論證到正式部署，歷時 2 年多，最終于 2017 年 10 月 26 日順利完成提升（歷時 8 d），消除了裙房營業(yè)最大的威脅。

3 機電施工關鍵技術

機電系統(tǒng)以機房、設備的供向為安裝策劃核心，主要管線、管井為主干，消防、安保、弱電系統(tǒng)為前提，綜合外總體及市政配套為基礎，采用“總、分、總”的方法（綜合總體考慮，分區(qū)分階段實施，整體合成），綜合分析各系統(tǒng)支撐提前營業(yè)區(qū)域的可行性，以及正式水電氣等外界能源分階段接入及供應的利弊。針對兩大區(qū)域分階段分區(qū)域調(diào)試及系統(tǒng)二次接駁合成的可行性及可能遇到的問題，統(tǒng)籌優(yōu)化機房、設備、管線合理布局及分區(qū)分階段實施采取的措施。

以商業(yè)提前營業(yè)為目標，選定機電設備和弱電系統(tǒng)，確定各系統(tǒng)安裝進度節(jié)點、擬訂設備采購計劃、機房啟用時間、系統(tǒng)開通時間及 3 幢塔樓的聯(lián)動調(diào)試計劃等。機電工程系統(tǒng)細分營業(yè)區(qū)、施工區(qū)的系統(tǒng)界面和接口處理方式，要滿足商業(yè)區(qū)設備和管線正常運行，兼顧后續(xù)塔樓管線設備的有序施工，保障提前營業(yè)區(qū)和塔樓施工區(qū)的系統(tǒng)相互獨立，分段調(diào)試，達到分區(qū)驗收的條件。針對提前交付內(nèi)容，結合單位工程劃分報監(jiān)，提前策劃并與受監(jiān)部門溝通商業(yè)裙房竣工驗收事宜，完成人防、規(guī)劃、消防、資料等專項驗收。

3.1 商業(yè)區(qū)機電系統(tǒng)部署

商業(yè)裙房實現(xiàn)提前交付運營的必要前提是機電系統(tǒng)獨立運行。通過營業(yè)區(qū)機電系統(tǒng)梳理，提前營業(yè)前需完成的機電工作主要有：大型設備吊裝、10 層以下垂直干管敷設、分階段受電、二次接駁預留、營業(yè)區(qū)系統(tǒng)調(diào)試、消防驗收等。

塔樓機電系統(tǒng)部分設備布置在裙房機房內(nèi)，這類設備需提前選型和采購，在裙房營業(yè)前吊裝就位。途經(jīng)營業(yè)區(qū)的塔樓各系統(tǒng)管道隨裙房進度同步敷設到位，如給排水系統(tǒng)管道、暖通系統(tǒng)中的冷凍機房管線及冷卻塔、電氣系統(tǒng)中高壓室及發(fā)電機房至塔樓各變電所的供電線路等可根據(jù)塔樓施工進度延后安裝，將位于營業(yè)區(qū)的管線提前安裝到位，塔樓區(qū)管線施工至 10 層設備層，預留二次接駁位置和單獨標識。

本工程部分后澆帶對設備用房的交付有著制約作用。后澆帶在地下 4 層、3 層橫穿冷凍機房，在地下 3 層穿越商業(yè)變電站，后澆帶不封閉將直接影響商業(yè)機電安裝和系統(tǒng)運行的完整性。通過梳理確認，溫度后澆帶要在相鄰結構完成2個月后封閉。對于沉降后澆帶，要優(yōu)化、調(diào)整位置和根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)確定提前封閉的時間。

3.2 機電系統(tǒng)二次接駁、合成交付

機電系統(tǒng)合成交付前完成二次接駁、分段調(diào)試。

(1) 塔樓機電系統(tǒng)與商業(yè)裙房預留接口接駁。3 幢塔樓 10 層為設備層，與裙房區(qū)域連通，將其作為二次接駁的施工樓層。商業(yè)區(qū)交付營業(yè)前，主要機電管線在 10 層預留接口。接駁前，須通過人工排查和管線氣壓試驗相結合的方式對營業(yè)區(qū)各系統(tǒng)管線進行排查和篩選，同時建立補償機制，對失效的管線查找原因，采取機械疏通或者分段替換的解決方法。如塔樓供水及供熱系統(tǒng)均來源于裙房地下室，塔樓排水系統(tǒng)需通過裙房排向室外，則二次接駁前需對原商業(yè)區(qū)域施工預留管線進行排查，對符合要求的管線完成接駁和單機調(diào)試。

(2) 臨時系統(tǒng)在不間斷營業(yè)下轉(zhuǎn)換成永久系統(tǒng)。臨時系統(tǒng)轉(zhuǎn)換前充分考慮對商業(yè)運營的影響，在商業(yè)營業(yè)影響最小的情況下，進行錯峰施工更換。例如，裙房和塔樓 10 層以下屬共用區(qū)域，為滿足裙房提前營業(yè)，塔樓 10 層以下采用臨時排水管道連接市政管弄井。塔樓外總體施工時，將臨時排水系統(tǒng)在不中斷營業(yè)的情況下更換成永久排水系統(tǒng)。

完成塔樓和裙房的二次接駁和聯(lián)動調(diào)試后，組織工程驗收和合成交付。

4 提前營業(yè)區(qū)域的消防及疏散綜合布置

滿足商場的應急疏散是交付營業(yè)的前提條件。以運營環(huán)境為基礎，消防規(guī)范為前提，按照不同功能樓層起火和蔓延趨勢建立應急疏散模型，包括火災演變分析模型、各樓層人員疏散分析數(shù)字化模型、消防應急救援分析模型等，見圖 2。

圖2 樓層人員疏散模型

結合模型數(shù)據(jù)對防火分區(qū)、疏散通道等消防設計內(nèi)容進行優(yōu)化調(diào)整以適應提前營業(yè)需求，對消防、安保系統(tǒng)、設施及控制系統(tǒng)提前交付、二次接駁時無縫銜接轉(zhuǎn)換作針對性部署。通過對消防救援空間和流線分析，對消防環(huán)道、消防登高等空間需求與施工狀態(tài)進行動態(tài)管理與協(xié)調(diào)，必要時采取補償措施：① 動態(tài)策劃施工區(qū)場布，在施工區(qū)設置臨時消防通道和臨時登高面，實現(xiàn)商業(yè)區(qū)和施工區(qū)消防環(huán)通，保障消防救援“保通可達”。② 商業(yè)裙房營業(yè)區(qū)經(jīng)首層出入口、下沉廣場、地下車庫出入口進行疏散。部分商業(yè)消防疏散口位于塔樓施工區(qū)內(nèi)，在施工區(qū)內(nèi)的消防疏散口布置安全通道指引標識等，滿足商業(yè)人流疏散要求。

除商業(yè)區(qū)域的橫向消防疏散外，對營業(yè)區(qū)與施工區(qū)采取豎向分段分層、水平分區(qū)隔離的臨時措施，阻斷通道、管弄井等可能存在的過火、串煙現(xiàn)象。同時，以商業(yè)區(qū)營運的消控中心為依托，建立運營方與施工方聯(lián)防聯(lián)動的管理機制，協(xié)同應對各類應急情況。

5 提前營業(yè)的綜合管理

商業(yè)裙房提前交付運營，面對上下立體交叉作業(yè)和地面可利用面積空間少的局面，須增加安全防護及防水、防塵、防噪聲的措施。尤其是安全防護方面，通過對“裙房營業(yè)、塔樓施工”狀態(tài)進行多影響因素耦合分析，采取針對性措施形成地下地上全方位分區(qū)分段的立體隔離及安全防護體系。具體如下。

(1) 營業(yè)區(qū)與施工區(qū)之間的隔離。對人員、車輛進行流線分析，梳理營業(yè)區(qū)和施工區(qū)之間的通道與界面，按重要性程度、區(qū)域特點、視覺需求等建立“多層次、多界面、多種類”的隔離體系，包括：① 地下室和商場通往塔樓施工區(qū)的路徑上布置消防推杠鎖和警示標語，避免顧客誤入施工區(qū)或者施工人員無證進入商場；② 地面上，營業(yè)區(qū)和施工區(qū)用綠色景觀圍擋分開，達到外部美觀和施工隔離的效果；③ 商業(yè)裙房屋面和塔樓 10 層設備層設置門禁系統(tǒng)，從豎向分隔營業(yè)區(qū)和非營業(yè)區(qū)。

(2) 施工區(qū)域布置隔離阻斷、引水系統(tǒng)。對雨水、施工廢水、調(diào)試用水依據(jù)來源、水流路徑和不同區(qū)域?qū)λ拿舾行缘冗M行分析，建立“疏堵結合、永臨結合”“隔離區(qū)、隔離層、隔離點相配套”的嚴密高效的排放體系。具體為：① 分別在 3 幢塔樓的 12 層設置阻水硬隔離，將 12 層作為 “臨時屋面”，施工用水和雨水經(jīng)其有組織地導流到 12 層樓面內(nèi)；② 對樓梯間、管弄井等部位進行臨時封閉，沿著核心筒外側(cè)設置擋水檻；③ 在豎向井道里增加水平阻水隔離，避免水流順著井道前進影響商業(yè)運行；④ 幕墻在位于人貨電梯部位形成的缺口處，上下整體在幕墻與結構接口周邊形成雨水收集和排放系統(tǒng)，通過臨時雨水管接入商業(yè)永久排水管和裙房屋面，最后經(jīng)排水管排入完善的頂板排水系統(tǒng)；⑤ 在重要區(qū)域設置緩沖區(qū)，例如在塔樓 11 層增加一道臨時防水檻，雙重防護設于 10 層的設備層。見圖 3。

圖3 塔樓阻水硬隔離示意圖和實拍照片

(3) 構建多層次立體作業(yè)安全防護體系。應用數(shù)字化手段，對施工區(qū)墜落的風險等級、落點分布、嚴重程度等進行分析，構建涵蓋地下、地面、裙房屋面、塔樓施工的立體安全防護體系：① 在通往地下室商場的自動扶梯上設置防護棚，確保顧客通行安全；② 在臨近商場出入口的施工區(qū)圍擋外設置警戒線隔離、建立緩沖區(qū)；③ 在裙房屋面搭設臨時軟隔離、防護商場采光頂和裙房屋面設備；④ 結合幕墻進度在塔樓外框設置多道外挑鋼制硬隔離及挑腳手隔離，在立體防護下方施工作業(yè)區(qū)。

6 結 語

該項目 48 萬 m2裙房商業(yè)區(qū)于 2017 年 11 月 18 日實現(xiàn)交付營業(yè)，開業(yè)當日客流高達 36.8 萬人次（一年總接待量超過 1 500.0 萬人次），半年銷售總額突破 26.8 億元，榮膺 2018 年亞太區(qū)商業(yè)地標。

經(jīng)過科學策劃、整體部署、技術攻關和認真組織實施，該項目提前交付營業(yè)區(qū)域超過商業(yè)面積的 95%；實際用時 16 個月完成地下室和裙房主體結構，商業(yè)部分營業(yè)時間較工程整體竣工交付提前 2 年多，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效應。工程實踐中總結的經(jīng)驗和管理方法可供同類項目參考。