國(guó)家大劇院施工組織設(shè)計(jì)方案362p

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大劇院工程位于北京市西城區(qū)石碑胡同4號(hào)，總建筑面積約為155，000m2，由中心建筑(202區(qū))、北側(cè)建筑(201區(qū))和南側(cè)建筑(203區(qū))三部分組成。其中，中心建筑為長(zhǎng)軸216.57m, 短軸145.57m的橢球體建筑, 內(nèi)設(shè)公眾大廳、歌劇院、音樂(lè)廳、戲劇院和小劇場(chǎng), 球體四周水池環(huán)繞；北側(cè)建筑為地下兩層, 樓面標(biāo)高分別為-7.00m和-11.50m，包括主票務(wù)大廳、停車(chē)場(chǎng)、入口通道等; 南側(cè)建筑為地下三層, 樓面標(biāo)高分別為-7.00m、-11.50m和-18.00m，包括南側(cè)票務(wù)大廳、消防車(chē)輛入口、裝卸貨物區(qū)和其它配套用房等。
設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00初定為絕對(duì)標(biāo)高46.00m，橢球殼體頂部標(biāo)高為+46.28m。建筑物最深處為歌劇院臺(tái)倉(cāng)，其室內(nèi)地坪標(biāo)高為-41.00m，中心建筑物室內(nèi)地坪最底標(biāo)高分別為-28.60m和-22.00m。
該工程結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)單元體系，建筑外立面為橢球鋼結(jié)構(gòu)殼體，徑向?yàn)榛⌒?、變截面、無(wú)翼緣、6cm厚鋼板焊接形成的鋼結(jié)構(gòu)主構(gòu)架；環(huán)向橫構(gòu)件采用直徑194mm、厚度5mm的鋼管，通過(guò)特殊球節(jié)點(diǎn)與徑向鋼結(jié)構(gòu)主構(gòu)架連接。鋼結(jié)構(gòu)總重量約5,000噸，每榀鋼構(gòu)架平均重達(dá)40噸左右。橢球表面采用鈦合金板裝飾，南北側(cè)中部安裝玻璃幕墻。橢球內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，分別在±0.00m和-7.00m設(shè)結(jié)構(gòu)縫,從-7.00m以下是一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，-7.00m以上是三個(gè)結(jié)構(gòu)單元。部分主要梁柱采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系, 橢球殼體底座環(huán)梁、舞臺(tái)口及局部大跨度構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，南北建筑結(jié)構(gòu)、水池結(jié)構(gòu)與中心建筑主體結(jié)構(gòu)是分開(kāi)的，沿著主體結(jié)構(gòu)的外皮設(shè)一道沉降縫。
 
第二節(jié) 工程施工重點(diǎn)
國(guó)家大劇院工程量巨大，工期緊迫。根據(jù)招標(biāo)文件的要求，該工程計(jì)劃2000年4月1日開(kāi)工，2002年8月31日外立面亮相，室外水池蓄水，全部綠化工程完工，室內(nèi)外主要通道暢通，音樂(lè)廳基本具備使用條件，此階段目標(biāo)工期為29個(gè)月；2003年2月28日全部招標(biāo)工程基本竣工并交付使用，總的目標(biāo)工期為35個(gè)月。在上述時(shí)間內(nèi)必須完成以下龐大的工程量：
土方工程：約127萬(wàn)m3；
護(hù)坡工程：約3.2萬(wàn)m2；
降水工程：范圍40,000m2左右；深度達(dá)-43m；
鋼結(jié)構(gòu)工程：約5,000噸；
橢球鈦合金裝飾板及玻璃幕墻工程，約35,000 m2；
鋼筋混凝土工程：約22萬(wàn)m3；
總建筑面積約155,000m2的室內(nèi)裝飾工程；
從工程實(shí)施的角度分析，該工程的技術(shù)難度之大，工期之緊為國(guó)內(nèi)外工程所罕見(jiàn)。其施工重點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：
一、降水工程
該工程場(chǎng)區(qū)位于永定河洪沖積扇中部，地層土質(zhì)以粘性土、粉土與砂、卵石交互層為主，并存在多個(gè)洪積物沉積旋回，歷史上曾有2條湮廢的古河道貫穿場(chǎng)區(qū)。從地面往下約10m的范圍為滯水層，10～18m為潛水層，20m以下分布著含水層巖性為砂卵石的兩層承壓水，其滲透性強(qiáng)，連通性好。兩層承壓水之間分布有一層5～7m的粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土和粘土層, 分布在-41～-47的深度范圍內(nèi)，承壓水頭為2～6.7m。根據(jù)北京勘察設(shè)計(jì)院招標(biāo)答疑介紹,地下水的滲透系數(shù)為200～300m/day。由于基坑深達(dá)40多米，在北京城市建設(shè)史上還從未有過(guò)，地下含水量大且存在廣大的水量補(bǔ)給源，再加上土層滲透性強(qiáng)、連通性好，并存在較大的承壓水頭，降水工程的重要性十分突出。降水工程的重點(diǎn)內(nèi)容為：
1、     整個(gè)降水工程要確保人民大會(huì)堂、天安門(mén)廣場(chǎng)和南北地鐵以及周邊建筑物不能受降水的影響而產(chǎn)生沉降和發(fā)生建筑物安全隱患；
2、     降水工程必須與土方工程和護(hù)坡工程一體化考慮和安排，大面積和大體量的地下水必須在短期內(nèi)降至工程施工作業(yè)面以下，因此要保證降水工程的科學(xué)可行性和可靠性；
3、     整個(gè)降水過(guò)程必須保證大劇院工程施工期間結(jié)構(gòu)的安全以及浮托力對(duì)結(jié)構(gòu)的頂托；
4、     降水工程要保證結(jié)構(gòu)工程和防水工程施工的順利進(jìn)行，做到萬(wàn)無(wú)一失。
5、     降水工程要確保臺(tái)倉(cāng)底部在施工過(guò)程中決不能被第二層承壓水頂穿。
6、     降水工程要完全符合北京市環(huán)保要求及地下水資源的要求。
7、     降水工程要充分考慮必要的經(jīng)濟(jì)合理性等。
二、護(hù)坡工程
　　　由于基坑深，面積大，基坑標(biāo)高變化多，地層分布中包括房渣土、粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土，砂卵石層，卵石直徑在20mm以上的占卵石層的比例在50～95%，再加上對(duì)工程極為不利含水層分布，導(dǎo)致護(hù)坡工程不僅工程量大，而且施工難度較大。護(hù)坡工程的重點(diǎn)內(nèi)容為：
1、     護(hù)坡方案要科學(xué)合理，切實(shí)可行，確保深基坑邊坡支護(hù)的安全可靠性；
2、     護(hù)坡工程必須與降水工程和土方工程一體化安排，要為降水工程和土方工程的順利施工創(chuàng)造極其快捷和良好的前提條件；
3、     護(hù)坡工程在確保為后續(xù)施工創(chuàng)造出良好的施工作業(yè)面的同時(shí)，還要盡可能地減少不必要的土方回填。
4、     護(hù)坡工程要盡量減少與土方施工的工序穿插的次數(shù)，以縮短工期；
5、     護(hù)坡工程要充分考慮到其經(jīng)濟(jì)合理性等。
三、 土方工程
　　　由于基坑深，面積大，基坑標(biāo)高變化多，整個(gè)土方工程量很大，約 127萬(wàn)方，為后續(xù)工程施工提前創(chuàng)造出良好的工作面是土方工程的關(guān)鍵之所在。土方工程要重點(diǎn)內(nèi)容為：
1、     土方工程與護(hù)坡工程和降水工程的合理銜接與交叉施工，并互相創(chuàng)造條件，并及時(shí)為底板墊層和底板施工創(chuàng)造條件；
2、     土方工程的施工順序、施工范圍的合理安排以及土方坡道的合理布置；
3、     土方工程要優(yōu)先為護(hù)坡工程和降水工程機(jī)械設(shè)備的施工進(jìn)出場(chǎng)創(chuàng)造條件；
4、     土方工程要考慮在現(xiàn)場(chǎng)存留足夠的砂卵石回填量，同時(shí)減少土方外運(yùn)量，縮短關(guān)鍵線路工期，降低工程造價(jià)；
5、     土方工程機(jī)械設(shè)備的有效投入與合理安排，尤其是對(duì)土方工程合理、高效的組織，包括多個(gè)土方卸土點(diǎn)的選擇、多條運(yùn)輸線路的優(yōu)化選擇和車(chē)輛分散與分流、對(duì)交通線路的疏導(dǎo)與暢通等，確保在計(jì)劃工期內(nèi)完成巨大的土方工程量；
6、     土方工程要為結(jié)構(gòu)施工及時(shí)創(chuàng)造工作面，同時(shí)在土方施工過(guò)程中要保證地基基礎(chǔ)土層不受擾動(dòng)與破壞；
7、     土方工程必須完全符合北京市環(huán)境保護(hù)要求，科學(xué)組織以減少交通擁堵、道路遺灑和噪音對(duì)市民生活的影響等。
四、 鋼結(jié)構(gòu)工程
整個(gè)中心建筑為長(zhǎng)軸216.67m、 短軸145.57m、球殼頂部標(biāo)高為62.28m的橢球體鋼屋架，主構(gòu)架為弧形、變截面、無(wú)翼緣、6cm厚鋼板切割焊接形成，每榀主構(gòu)架長(zhǎng)度在50～100m，平均重約40噸，整個(gè)橢球所覆蓋的范圍之內(nèi)沒(méi)有任何支撐結(jié)構(gòu)，環(huán)向?yàn)榛⌒?，橫構(gòu)架采用直徑194mm、厚度為5mm的鋼管，通過(guò)特殊球節(jié)點(diǎn)與徑向鋼屋架連接。鋼結(jié)構(gòu)工程的重點(diǎn)內(nèi)容為：
1、     鋼結(jié)構(gòu)加工安裝詳圖設(shè)計(jì)工作的有效組織，詳圖設(shè)計(jì)的深度、質(zhì)量不僅要完全符合原設(shè)計(jì)的要求，而且要成為指導(dǎo)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的制作加工和安裝的依據(jù)；
2、     鋼結(jié)構(gòu)主構(gòu)件和環(huán)向構(gòu)件的切割、加工和焊接的精度必須完全滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范對(duì)尺寸、弧形曲率和變形控制等的要求；鋼結(jié)構(gòu)的球形連接件的精加工要完全符合設(shè)計(jì)對(duì)其工藝的要求，確保環(huán)向構(gòu)件安裝的精度和可調(diào)節(jié)性；
3、     主構(gòu)架的熔透焊接及其變形控制，焊縫的焊接質(zhì)量及其無(wú)損檢測(cè)必須完全滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求；
4、     橢球殼體的測(cè)量放線、定位、校正以及最終結(jié)構(gòu)變形控制在設(shè)計(jì)要求的精度以內(nèi)；
5、     大型鋼構(gòu)件拼裝場(chǎng)地的準(zhǔn)備和對(duì)鋼構(gòu)架的試拼裝；
6、     大型構(gòu)件的運(yùn)輸和運(yùn)輸過(guò)程中的變形控制；
7、     確保整個(gè)橢球殼體鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)安裝的精確度、可靠性和安全性；
8、     鋼結(jié)構(gòu)工程與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的合理安排，最大限度地減少甚至消除其相互影響。
9、     要充分考慮鋼結(jié)構(gòu)工程的經(jīng)濟(jì)合理性等。