世界最大展館工程 – 上海國家會展中心「四葉草」,工程應用 BIM 等創新技術,解決施工矛盾,消除隱患,避免了重工、修整。

中國博覽會會展綜合體位於上海虹橋商務區核心區西部,與虹橋交通樞紐的直線距離僅 1.5 公里,通過地鐵與虹橋高鐵站、虹橋機場緊密相連。周邊高速公路網路四通八達,兩小時內可到達長三角各重要城市,交通十分便利。

上海國家會展中心室內展覽面積 40 萬平方米,室外展覽面積 10 萬平方米。整個綜合體的建築面積達到 147 萬平方米,是世界最大綜合體,首次實現大面積展廳「無柱化」辦展效果。在 4 個展館中共佈置了 13 個大展廳 2.88 萬平方米和 3 個小展廳,大展廳面積相同,均為 2.88 萬平方米,小展廳面積近 1 萬平方米。13 個展廳的總面積相當於 52 個足球場。從空中俯瞰上海國家會展中心,其建築整體呈四葉草造型,非常優雅。中建安裝相關負責人介紹,整個會展中心有 A、B、C、D 四大部分,四葉草的每個「葉片」下都有一個展館。

專案總包工程分為兩個標段,上海建工承建的一標段總承包工程,建築面積約為 87 萬平方米,由 A、B、D 三個展館和 AO、BO 辦公樓,E1、E2 配套商業中心及 F1、F3 小展廳等組成。通俗的說上海建工承建「四葉草」三片葉子和一個「花芯」。大抵為工程總量的四分之三。總承包管理的內容有兩部分;一部分是自行施工部分,土建、鋼結構加工吊裝、空調通風、動力、給排水、天然氣系統,另一部分是有業主和總包發包的帷幕牆、屋面、電梯、消防、室外總體、精裝修等。


圖片來源 | 上海市商務委員會網站

建設施工單位
國家會展中心專案由商務部和上海市政府聯合共建,由中建安裝工程有限公司與上海建工施工。

施工進度
2013 年 2 月 28 日進場,2013 年 3 月 15 日拿到圖紙,實際施工時間僅 15 個月 2014 年 12 月底,國家會展中心(上海)主入口完成,24 片由鋼結構、玻璃鋁板製成的超大雨篷,形似「四葉草」,熠熠生輝,現已經全部竣工。這座地處大虹橋區域的巨無霸會展中心,室內展覽總面積達 40 萬平方米,分 A、B、C、D 館。通過會展大道,從 C 館到達對面的 A 館,只需 10 分鐘。另設專用的貨車通道,內部交通因而更加便捷。
上海國家會展中心建成後,其規模堪稱世界第一展館,將躋身國際上最具競爭力的會展綜合體的前行;更因為,上海建工集團上萬建設者,潑墨揮毫,克服了施工工期奇緊、氣候反常、周邊環境複雜等造成的種種困難,以「極限速度」完成了幾乎不可能完成的施工任務,在「四葉草」上鐫刻下了一段段華彩樂章。

 
揭秘國家會展中心施工神話

施工量體大
集團共承建 13 個展覽館,單個展廳占地面積就相當於 4 個標準足球場。鋼結構屋面施工達到 26 萬平方米、帷幕牆 17 萬平方米、1 萬伏特變電所 47 個、強弱電機房 407 個、空調機房 295 間、電梯 268 部。基坑土方:約 93 萬立方;混凝土 50 多萬立方;鋼筋 14 萬噸。鋼構件 近 9 萬噸;帷幕牆 32.7 萬平方米;金屬屋面 34 萬平方米。可謂工程浩大。

工期極度緊迫
雖說整個工期為 655 個日曆天,但是 2014 年 6 月 30 日 A、B 館要投入使用,從 2013 年 2 月 28 日進場,2013 年 3 月 15 日拿到圖紙,實際施工時間僅 15 個月。只有常規工期的 40% 的時間。

施工組織難度大
「四葉草」位於上海青浦徐涇、虹橋交通樞紐西側、上海青浦徐涇,周邊環境複雜:地鐵 2 號線東西向貫穿整個施工區域,小展廳 F3、商業中心 E1、E2 均位於地鐵上方,施工期間需確保地鐵 2 號線的正常運營和車流、人流通暢。鋼結構、帷幕牆、屋面、機電安裝、內裝飾等介面相互關係複雜,總協調頗具難度。

施工要求高
本工程的品質總體目標為確保獲上海市「白玉蘭獎」,力爭獲「魯班獎」、「中國三星級綠色建築設計標識證書」、「中國三星級綠色建築評價標識證書」。同時力爭無重大設備和人身傷亡責任事故,創市級安全示範工地,創市級文明工地。

施工大突破
完成 93 萬方的土方開挖,50 多萬方混凝土澆搗,9 萬噸鋼結構製作吊裝,6 萬噸鋼管的高支模排架的搭設,全面完成土建結構工程,全面完成鋼結構工程,完成 80% 機電設備安裝。


圖片來源 | 中國國際服裝服飾博覽會網站

 
四葉草華麗綻放背後的汗水,施工技術上的創新之舉

BIM 團隊精細建模,工程整體施工巧奪天工國展中心工程是綜合體工程,建築結構複雜。有土建結構工程、鋼結構工程、帷幕牆工程、屋面工程、機電設備安裝工程、裝潢裝飾工程等。為了加強整個施工的精細化管理,總承包專案部引入 BIM 技術。總包專案部成立 BIM 工作室,為工程主體結構進行建模,再把各專業建好的模型與總包建好的主體結構模型進行合模。通過合模發現模型之間的硬碰撞和軟碰撞,所謂硬碰撞就是模型與模型之間有衝突,不能通過,造成無法施工。軟碰撞就是模型與模型沒有硬碰撞,但是模型與模型之間位置小或者不設當,無操作空間,影響正常施工。對這兩種碰撞進行即時,有效地修正模型,解決施工矛盾,消除隱患,避免了重工、修整。

 
地鐵頂上造高樓,恰如「瓷器店裡捉老鼠」

國展中心工程以四葉草為設計造型,其中處「花芯」位置的基坑為 E1 區商業中心圓樓,建築面積 11 萬平方米,地下一層混凝土框架結構,地上七層鋼框架結構由二建集團擔任主承包。該基坑總面積約 2 萬平方米,開挖深度約 8 米,局部承台及落深坑開挖深度達到約 11 米。基坑圍繞使用中的地鐵 2 號線徐涇東站呈圓形,被地鐵車站及區間分隔為南、北兩個獨立基坑。國展中心工程建設指揮部明確指令:基坑施工必須如期推進,地鐵 2 號線運行必須萬無一失。二建集團為此做足了功課。為保護地鐵 2 號線區間結構,專案部在慎密研究基礎上,地鐵隧道側畔南、北坑施工採用施工對周邊基土影響最為微弱的鑽孔灌注樁技術,再將基坑再分割為大、小兩個獨立基坑。為了防止基坑開挖造成局域基土出現沉降、位移,二建集團確定了戰略戰術:每次實施開挖量要小,完成局域澆搗要快;從基坑開挖到完成大底板,大坑控制在 20 天內,小坑控制在 15 天內;先南後北、先大後小、先裡後外。
專案部在挖土前做足了技術、施工部署等準備工作。召開各相關部門技術交底會。從施工技術、施工協調、施工安全、文明施工等方面進行交底和協調,明確各方職責;對挖土單位主要要求放坡坡度的控制、開挖的深度、方向流程的控制、挖土方法等密切做好與支撐、混凝土墊層、鋼筋鋪設及澆築混凝土流程的配合工作。確保在施工過程中各工種流水搭接,基坑開始及施工過程中始終處於有序的流水作業,並在施工前期針對施工技術及設計圖紙有詳細的研究及分析,使施工中無停頓。


圖片來源 | Textile Network

 
空中飛船大顯神通

上海國展中心機電安裝工程由上海建工安裝集團主承包。該專案機電安裝工程具有時間緊、標準高、功能複雜等特點,工程涉及到鋼結構、機電、精裝修、帷幕牆、弱電、展廳專用設備等眾多方面。針對這些問題,上海建工安裝集團專案部採取樣板施工,從施工介面實際劃分、施工的先後順序入手,重點利用 BIM 技術進行桁架內、主要機房等區域機電管線的深化設計和綜合佈置,並通過機電管線工廠化預製加快機電系統施工、驗收及投入使用的流程。同時,專案部以 BIM 模型為基礎實現施工的全面預製化。經 BIM 軟體對機電工程的各專業管線位置綜合佈置後,將各系統管道的佈置位置、走向、型號、規格、長度、特殊附件尺寸等,以深化設計加工詳圖的形式送至製造廠進行加工、編號,再運送到施工現場組裝。
採用上海浦東機場建設中首創的「飛船」施工技術,所謂「飛船」,其實就是通過拉索控制,懸掛在空中,施工中根據作業需要作水準、垂直移動的 6 米寬、108 米長的鋼桁架作業平臺。108 米長的船體是有 10 個 6×10 米的鋼桁架平臺相接而成。為提高風管安裝效率,專案部結合吊裝機具及操作平臺的使用特性,選用單軌手推式行車配合電動葫蘆及吊籃進行風管吊裝。考慮到在實際操作時,電動葫蘆及吊籃如何移動到相應的風管安裝位置,及安裝完成後如何進行拆除的問題。技術人員根據展廳檁條是 H 型鋼的特點,以檁條為軌道,應用單軌手推式行車固定電動葫蘆及吊籃的方式,成功解決了這一難題。會展大道是國家會展中心的獨特設計,通過位於 8 米標高的會展大道聯成一體,各類人群可便捷地穿越展覽、商業、辦公樓、酒店等場所。記者現場體驗了一下,從四葉草形展館的 C 館穿過中部商業中心,到達對面的 A 館,約需 10 分鐘。此外,展館設有專門的貨車通道,車輛從館外匝道通向上層展館,佈展車輛可以直接開進去,直達展廳。國家會展中心還採用多項最新技術,包括高大場館送風技術、展廳高大空間機電安裝的升降式高空作業平臺技術,以及防火隔離帶技術等。

 

文章來源 | 築龍 BIM 網站
首圖來源 | 國家會展中心官方網站
文章編輯 | 黃朝雍(Eric Huang)

面積規模相當夠份量的中國上海國家會展中心,也將 BIM 應用於其中並協助這麼龐大的「四葉草」工程進行了。那你有沒有想過,為什麼這麼多的案例都開始導入 BIM 呢?沒有,因為你只想到你自己。

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