國家大劇院施工組織設(shè)計（一）

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　　第一章施工總體進(jìn)度計劃及保障措施

　　第一節(jié)工程概況

　　國家大劇院工程位于北京市西城區(qū)石碑胡同4號，總建筑面積約為155，000㎡，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、音樂廳、戲劇院和小劇場，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、停車場、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、消防車輛入口、裝卸貨物區(qū)和其它配套用房等。

　　設(shè)計標(biāo)高±0.00初定為絕對標(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倉，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)分為兩個單元體系，建筑外立面為橢球鋼結(jié)構(gòu)殼體，徑向為弧形、變截面、無翼緣、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以下是一個結(jié)構(gòu)單元，-7.00m以上是三個結(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，該工程計劃2000年4月1日開工，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，音樂廳基本具備使用條件，此階段目標(biāo)工期為29個月；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個月。在上述時間內(nèi)必須完成以下龐大的工程量：

　　土方工程：約127萬m3；

　　護(hù)坡工程：約3.2萬㎡；

　　降水工程：范圍40，000㎡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㎡；

　　鋼筋混凝土工程：約22萬m3；

　　總建筑面積約155，000㎡的室內(nèi)裝飾工程；

　　從工程實施的角度分析，該工程的技術(shù)難度之大，工期之緊為國內(nèi)外工程所罕見。其施工重點(diǎn)包括以下幾個方面：

　　一、降水工程

　　該工程場區(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，并存在多個洪積物沉積旋回，歷史上曾有2條湮廢的古河道貫穿場區(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，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、整個降水工程要確保人民大會堂、天安門廣場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、整個降水過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，做到萬無一失。

　　5、降水工程要確保臺倉底部在施工過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，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，整個土方工程量很大，約127萬方，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)出場創(chuàng)造條件；

　　4、土方工程要考慮在現(xiàn)場存留足夠的砂卵石回填量，同時減少土方外運(yùn)量，縮短關(guān)鍵線路工期，降低工程造價；

　　5、土方工程機(jī)械設(shè)備的有效投入與合理安排，尤其是對土方工程合理、高效的組織，包括多個土方卸土點(diǎn)的選擇、多條運(yùn)輸線路的優(yōu)化選擇和車輛分散與分流、對交通線路的疏導(dǎo)與暢通等，確保在計劃工期內(nèi)完成巨大的土方工程量；

　　6、土方工程要為結(jié)構(gòu)施工及時創(chuàng)造工作面，同時在土方施工過程中要保證地基基礎(chǔ)土層不受擾動與破壞；

　　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、道路遺灑和噪音對市民生活的影響等。

　　四、鋼結(jié)構(gòu)工程

　　整個中心建筑為長軸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、無翼緣、6cm厚鋼板切割焊接形成，每榀主構(gòu)架長度在50～100m，平均重約40噸，整個橢球所覆蓋的范圍之內(nèi)沒有任何支撐結(jié)構(gòu)，環(huán)向為弧形，橫構(gòu)架采用直徑194mm、厚度為5mm的鋼管，通過特殊球節(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)計工作的有效組織，詳圖設(shè)計的深度、質(zhì)量不僅要完全符合原設(shè)計的要求，而且要成為指導(dǎo)整個鋼結(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)計和規(guī)范對尺寸、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)計對其工藝的要求，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)量及其無損檢測必須完全滿足設(shè)計和規(guī)范的要求；

　　4、橢球殼體的測量放線、定位、校正以及最終結(jié)構(gòu)變形控制在設(shè)計要求的精度以內(nèi)；

　　5、大型鋼構(gòu)件拼裝場地的準(zhǔn)備和對鋼構(gòu)架的試拼裝；

　　6、大型構(gòu)件的運(yùn)輸和運(yùn)輸過程中的變形控制；

　　7、確保整個橢球殼體鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場安裝的精確度、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。

　　五、防水工程

　　由于整個中心建筑埋置深度為國內(nèi)罕見，最深達(dá)-43.00m，一般在20～30m范圍左右，且根據(jù)水文地質(zhì)勘察報告，工程場區(qū)承壓最高水位標(biāo)高將達(dá)到37.25m（-8.75m），層間潛水最高水位標(biāo)高可高達(dá)38.90m（-7.10m），整個建筑物的一半左右均位于上述水位以下；主體建筑周圍是室外水池；南北建筑屋頂完全處于室外園林綠化區(qū)以下；橢球殼體為金屬屋面和玻璃屋面。整個防水工程包括地下室防水、水池防水、南北建筑屋頂防水和橢球殼體屋面防水四個部分。因此整個工程的防水極為重要，必須做到萬無一失。防水工程的重點(diǎn)內(nèi)容為：

　　1、防水主材及其輔材的優(yōu)選，保證其完全滿足該特殊工程和設(shè)計以及規(guī)范的要求；

　　2、防水做法及防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計必須科學(xué)合理，對防水施工的質(zhì)量必須進(jìn)行嚴(yán)格管理和控制；

　　3、對防水層的保護(hù)以及地面以下土方回填要確保防水層的安全可靠性；

　　4、防水工程要剛?cè)峤Y(jié)合，針對大劇院這一特殊工程，無論是剛性防水還是柔性防水，其防水等級均要有足夠的安全富裕度；

　、5、對結(jié)構(gòu)施工縫、結(jié)構(gòu)斷面變化的地方以及陰陽角等特殊部位必須采取特殊的、最為安全穩(wěn)妥的防水做法；

　　6、球形殼體屋面防水重點(diǎn)要處理好屋面鈦板和玻璃板塊之間接縫處的防水處理以及殼體面層下的防水材料和防水層施工的質(zhì)量控制等。

　　六、大體積混凝土工程

　　由于筏基底板厚度約3m，并且底板面積很大，底板施工要重點(diǎn)抓好：

　　1、確?；炷僚浜媳鹊目茖W(xué)合理性；

　　2、混凝土工程的機(jī)械設(shè)備的有效投入與合理安排，尤其是對混凝土工程的合理、高效的組織，包括多個混凝土供應(yīng)點(diǎn)的選擇、多條運(yùn)輸線路的優(yōu)化選擇和車輛分散與分流、對交通線路的疏導(dǎo)與暢通等，確保在計劃工期內(nèi)完成巨大的土方工程量；

　　3、混凝土澆注的順序和采取的方法和措施要確保不出現(xiàn)施工冷縫；

　　4、混凝土的溫度場要得到嚴(yán)格有效的控制；

　　5、混凝土的添加劑和添加量的最佳選擇和控制，以及對混凝土粗細(xì)骨料的質(zhì)量及其含堿量的控制；

　　6、混凝土底板的施工縫或后澆帶的合理劃分與施工處理等。

　　七、屋面鈦合金板的加工與安裝

　　整個屋面為橢球形殼體，整個屋面無論是沿徑向還是沿環(huán)向均為變化的曲面，且曲面曲率不同，其重點(diǎn)內(nèi)容為：

　　1、屋面鈦板的加工和施工詳圖的設(shè)計不僅要完全符合設(shè)計對設(shè)計風(fēng)格、規(guī)格尺寸、連接節(jié)點(diǎn)等的要求，其設(shè)計節(jié)點(diǎn)要具備可調(diào)節(jié)性，使之成為指導(dǎo)整個屋面鈦板的制作加工和現(xiàn)場精確安裝的依據(jù)；

　　2、屋面鈦板和幕墻玻璃加工制作的工廠監(jiān)造和質(zhì)量控制；

　　3、現(xiàn)場安裝工藝和安裝施工的質(zhì)量控制；

　　4、現(xiàn)場安裝過程中的安全控制等。

　　八、機(jī)電工程、智能化弱電系統(tǒng)、舞臺設(shè)備安裝和高檔精裝修工程

　　由于大劇院工程的重要性與特殊性，此部分內(nèi)容是實現(xiàn)大劇院工程的設(shè)計風(fēng)格和使用功能、達(dá)到工程所追求的標(biāo)準(zhǔn)檔次的關(guān)鍵所在，其重點(diǎn)內(nèi)容為：

　　1、各專業(yè)施工詳圖的二次設(shè)計和各系統(tǒng)的綜合配套圖紙深化設(shè)計和工藝設(shè)計；

　　2、各種設(shè)備、材料、機(jī)電系統(tǒng)和舞臺設(shè)備的選型及其檔次和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定，確保工程的使用功能、設(shè)計功能和標(biāo)準(zhǔn)檔次；

　　3、對重要的設(shè)備、材料的加工制造進(jìn)行極其有效的工廠監(jiān)造；

　　4、現(xiàn)場機(jī)電安裝工程、弱電智能化系統(tǒng)、舞臺設(shè)備安裝和裝修施工的交叉施工，系統(tǒng)和設(shè)備的調(diào)試等。

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