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百米深坑筑梦 彰显英雄本色 ——长沙湘江欢乐城项目建设工地采访见闻


  山水洲城长沙秋高气爽,湖南湘江新区生机勃发。8月22日,本报记者走进了“科技创造美好生活:中国建筑开放日”大型主题传播行动第14站——中建五局长沙湘江欢乐城建设工地采访,耳闻目睹了这个建筑奇迹的横空出世。

  长沙湘江欢乐城,这是一个占地面积1.6平方公里,总建筑面积达50万平方米,总投资高达120亿元的旅游产业巨擘,涵盖欢乐广场、欢乐雪域、欢乐水寨、欢乐海洋、欢乐天街等五大文旅主题,构建了一座“欢乐王国”。这是正在一座废弃了近50年、垂直高度达100米的石灰石“深坑”内,建设的一座“悬浮”的冰雪世界。它融入了中建五局和中建西部建设湖南公司这对孪生兄弟关乎勇气、智慧、创新、生态、科技等基因。在湘江边上,5000多名建设者用汗水和智慧书写了一个个人生精彩故事。
  以生态修复“唤醒”百米巨坑
  湘江欢乐城位于湖南湘江新区坪塘镇,原来是长沙市建材和化工工业基地,曾经拥有7家水泥厂、14家化工厂和10余家非煤矿山企业。这里昔日“晴天光灰世界,雨天水泥马路”,工业废水直排湘江,与长沙国家“两型社会”试验区形象格格不入。早在10年前,中共长沙市委、市政府高度重视,关闭了该区域内所有污染企业。如何推进产业转型升级,如何修复生态和开发建设并举,却成了决策者们的“心头”之急。
  尤其在湖南湘江新区纳入国家长江经济带发展大战略后,长沙市打出了“蓝天保卫战”、“绿水青山就是金山银山”、“山水洲城,魅力长沙”等一系列生态文明建设的“组合拳”,与长沙社会经济发展相得益彰。坪塘镇一下成为了投资兴业的热土。大王山旅游度假区、恒大童话世界、文正书院等相继落户。但这个地处长沙南城的“巨坑”,成为了投资者既看好又难啃的“硬骨头”。最终,由中建五局做出的世界上唯一“悬浮”于深坑之中的“冰雪世界”方案,成为项目开发首选。
  在一个废弃的深坑里,以生态修复的方式,创新建设“两型”主题公园——“冰雪世界”,它包括室内的“欢乐雪域”以及室外“欢乐水寨”。“欢乐雪域”以阿尔卑斯风情为主题,置于深坑之中。“欢乐水寨”以热带岛国风情为主题,置于深坑之上。采用地景式谦逊手法,将主体建筑隐藏于地面以下、置于“深坑”之中,使这个巨无霸建筑宛若从矿坑崖壁上兀自长出一般,构建出一道与自然遗产有机融合的人文奇观,建成后将成为世界上唯一冰雪与水结合的主题乐园。
  这是一个值得期待却又充满“冒险”的方案。如今,我们见证了中国五局和中建西部建设湖南公司联袂向地下空间施工做出的大胆创新,挑战最高落差达100米的“中国深度”。他们正在建设着迄今为止世界上在地下最深、面积最大的单体建筑。
  翻开中国建筑史,曾经被誉为建筑奇迹的世界上海拔最低的五星级酒店——上海佘山世茂深坑酒店,建设原址是一个深达80米废弃石灰石大坑,面积约3.68万平方米(5个足球场大小)。而长沙湘江欢乐城主体建筑——“冰雪世界”最深处达100米,总面积约18万平方米的项目,比上海佘山世茂深坑酒店足足深了20米,面积相当于25个足球场。置身其中,我们第一感觉是震撼。
  开展技术攻关,解决混凝土输送难题
  项目施工难,难于北京鸟巢。长沙欢乐城主体项目——“冰雪世界”建造在“深坑”之中,“深坑”呈不规则多边形,南北跨度300多米,东西跨度500多米,最大落差达100米。主体工程呈现“悬浮”意境,其工程结构主要由支撑、平台和楼盖三部分组成。在“深坑”底部由48根墩柱和18道剪力墙支撑,高度37至60米不等。中部主体平台为预应力混凝土结构,面积约3万平方米。楼盖是由主桁架、次桁架、环桁架组成,属于重型空间网格结构+混凝土浇筑,成为露天“欢乐水寨”的大托盘。
  据介绍,这个建筑主体结构向下深达100米,相当于33层楼的高度。整个“悬浮”于深坑中的“冰雪世界”,就像一个“大魔盒”,由钢结构+混凝土构建,重达20余万吨。简直不可思议,这绝对是一个世界级的建筑技术难题。
  “不是‘鸟巢’,堪比‘鸟巢’。”中建五局湘江欢乐城项目指挥长高维强告诉记者,“‘冰雪世界’造型呈椭圆形,悬浮于深坑之上,外形似树枝上的鸟巢,主体空间由钢结构和混凝土组合而成。从立面外观及结构上与北京奥运主场馆‘鸟巢’有相似之处。施工难度却大于‘鸟巢’,一是‘鸟巢’为无盖开放空间,而‘冰雪世界’有钢结构+混凝土楼盖,且楼盖由大跨重载钢构件支撑,整个钢结构半空中嵌入岩壁形成封闭空间,因此结构更为复杂;二是‘鸟巢’位于地面,大型机械设备可任意运行,而‘冰雪世界’是半空悬浮,依附于崖壁,周围场地和条件都十分有限,施工难度极大;三是在‘冰雪世界’楼盖之上,要修建一个3万平方米“欢乐水寨”,平均每平方米钢结构需荷载3吨以上,承载要求比‘鸟巢’更高。”
  据悉,美国Discovery频道在寻找全球“之最”项目时,已将湘江欢乐城项目入选“世界九大最难施工项目之一”。如今,Discovery摄制组不定期来长沙项目现场进行拍摄,采访录制项目建设者如何挑战施工难度,打造最深工程建筑案例,并将制作成长约45分钟的纪录片在全球播出。
  混凝土输送难,难于上青天。“在人们的想象中,在混凝土浇筑时,其技术难点在输送。没错,我们经常看到混凝土输送高度屡破纪录的新闻,迄今高达600米。”湘江欢乐城项目混凝土技术负责人冷政告诉记者,“当下,我们却每天鏖战于长沙百米深坑,驰骋在商砼科技疆场。”
  据观察,在这个世界上唯一的“悬浮”于深坑之中,建筑主体又“埋在”地下最深、面积最大的单体项目,要实行混凝土超深、超远和多级输送,其技术难度之大,史无前例。在创纪录的“中国深度”面前,在最高落差达100米的“深坑”中,中建西部建设湖南公司的建设者们面临着前所未有的挑战。
  据冷政介绍,如何将混凝土高效、稳定、安全的向下输送至深达百米的基坑,这是一个没有任何经验可循的技术难题。为此,中建西部建设湖南公司的技术团队和湘江欢乐城项目中建五局施工团队精诚合作,开展技术创新攻关,征服了在百米深坑中输送和浇筑混凝土一道又一道技术难题。
  首先,中建西部建设的技术团队结合深坑地形特点,创造性地提出了“大落差溜送+二次搅拌+向下泵送”的施工工艺,为施工指明了方向。该方案通过岩壁设置钢筋锚杆、焊接支撑角钢和钢爬梯、设计安装溜管管件、焊接进出口料斗等工艺实施,并通过喷水管保湿、主溜管末端设置缓冲装置及二次搅拌等措施保证混凝土输送的安全,确保混凝土入模前的质量稳定。
  其次,由于混凝土向下溜送过程中浆体和骨料所受阻力和重力作用不同,极易出现离析、浆骨分离、堵管等问题。且使用封闭管道,长距离向下大深度溜送,此工艺在国内尚无先例,无疑面临全新挑战。为此,他们从混凝土骨料级配、外加剂、含气量、配合比等方面进行不断优化,并自主研发出混凝土抗离析性与黏聚性检测装置,可定量分析混凝土抗离析性能,同时在此基础上研究制定了高性能混凝土工作性能评价体系,并严格执行该评价体系,从而确保施工过程中混凝土质量稳定可控。
  最后,在混凝土输送过程中,通过喷水管保湿、主溜管末端设置缓冲装置及二次搅拌等措施为混凝土输送的安全及质量稳定上了一道“双保险”。
  在一环紧扣一环的混凝土输送技术创新与严格的施工管理控制下,中建西部建设湖南公司为湘江欢乐城项目量身定制的高性能混凝土,在大落差向下溜送过程中,其流动性、粘聚性、保水性等工作性能指标表现优异,溜送后3小时内不离析、不泌水、不抓底,粘聚性保水性良好,坍损不超标,28天强度全面达标。并且实现了施工节电、节水、低噪音和绿色环保。2015年12月16日,在对冰雪世界主体施工过程中,项目百米深坑溜管输送混凝土试验取得圆满成功,向下输送100米,刷新了国内混凝土向下输送深度新记录。
  有关专家认为,中建西部建设湖南公司成功征服“百米深坑”混凝土高难度输送,其意义在于:一方面,中建五局与中建西部建设湖南公司联袂通过建筑领域的高科技手段,借助生态修复方案,完成了对城市“疮疤”的修复。另一方面,标志着中建西部建设在工程建设中,创造了大落差、远距离、大深度向下输送混凝土的新纪录,为整个混凝土行业积累了极其宝贵的经验,意义非凡。
  展现央企实力,彰显创新智慧
  中建五局作为一家具有“投资、建造、设计、运营”全产业链优势的现代化投资建设集团,再加上有中建西部建设湖南公司做“帮手”,几乎无所不能。
  “冰雪世界”是长沙湘江欢乐城的主体项目,体量大,对投资承建方综合实力要求高;施工难度大,国内无任何先例可以参考借鉴;地质条件复杂,施工技术难度空前;参建单位多,建设高峰期多达20多家;组织难度大,各分部施工相互之间犬牙交错。在不到2平方公里的土地上,集聚了中建五局和中建西部建设湖南公司4大业务板块的所有专业。犹如在“小厨房办大宴席”,既要精雕细刻,更要合理安排。
  中建五局选派优秀单位和施工团队,由局投资公司牵头,各二级单位协同,开展集团联合作战:对项目进行了全周期的合理规划和精心布局;通过“产业联动、投资牵引”,确保“一切行动听指挥”,凸显出央企组织保障、投资实力和技术智慧。
  据了解,坑壁加固是“冰雪世界”施工路上的第一只“拦路虎”。废弃多年的坑壁溶洞、裂隙、断层及破碎带分布广泛,施工难度非常大。为此,项目部组织了12场专家讨论会和10多次的现场验证后,自主研发出国内首例微扰动控制预裂爆破工法,最终爆破岩体石方达10万立方米。爆破完成后,又遇到第二只“拦路虎”,钻探遇到了渗水、溶洞、断层等,通过引进三峡大坝支护施工队伍,这些“悬崖上的舞者”,将2000多根锚索牢牢钉在了坑壁上,筑起了一道足够支撑起“冰雪世界”的“铜墙铁壁”。
  据介绍,冰雪世界主体工程钢结构楼盖总用钢量约为2.3万吨,共有主桁架9榀、环桁架20榀。被称为项目“脊梁”的最大主桁架高8米、跨度78米、重达1350吨,经过施工人员8小时的齐心协力,这个“庞然大物”最终被提升至35米高空,其施工难度不言而喻。
  践行创新理念,打造科技创新高地
  在百米落差的深坑“悬浮”建设“冰雪世界”,这是一项极其复杂、浩大的工程,“深坑”本身就带来无数的技术难题,超高陡峭复杂岩溶地质矿坑岩壁加固施工、百米深坑远距离向下泵送混凝土、百米深坑高平台巨型梁施工、水乐园防水施工问题等尤为突出。作为一个世界性的建筑难题,每一步都意味着创新,每一次创新也面临着前所未有的压力和风险。因为,任何一个细节的失误都是致命的。
  湘江欢乐城项目指挥部组建了“百米深坑建筑技术创新工作室”,配置了多名博士、硕士研究生组成的技术团队,研发出一套“百米深坑多功能复杂建筑绿色建造施工技术”。目前,百米深坑长距离大落差溜管输送混凝土施工技术、百米深坑间接附着垂直运输系统的施工技术、百米深坑施工降排水技术、基于GPRS开关磁阻电机远程控制附着于塔吊上现场临时照明技术、基于BIM与现场结合数字建造等8项创新技术,都得到了成功应用。
  截至目前,该项目已产出省部级工法6项,核心期刊发表论文30篇,实用新型专利12项,发明专利授权3项。还获评中国钢结构金奖、全国青年安全示范岗等国家级荣誉6项,省部级32项,地市级45项,培养专业人才100余名。目前正在全力争创鲁班奖,冲刺国家科技进步奖。
  保护绿水青山,城市“双修”立标杆。去年底,全国建筑施工创新技术交流暨城市“双修”项目观摩会,在长沙湘江欢乐城项目盛大举行。200余名来自全国土木工程各领域的院士、企业领导、行业专家、工程师和新闻媒体记者等亲临现场观摩。
  “长沙湘江欢乐城项目对于城市修复、生态修复具有重要意义,是国家‘双修’项目的典范。它的施工难度世界罕见,运用了大量先进技术和绿色施工技术,破解了大量世界级施工难题,也是中国建筑绿色建造、智慧建造的典范。”在观摩会后,重庆大学教授、英国皇家特许建造学会资深会员张希黔给予度评价。
  为减少建筑物对城市界面及自然环境的空间压迫,将3万平米的“冰雪世界”悬浮于深坑之中,隐匿于崖壁之间,保留了工业遗产的历史文化价值。通过采用坑底淤泥固化技术,有效解决了11万立方米淤泥的处置;采用水处理技术,将深坑天然储水用于室外“欢乐水寨”补水和园区绿化浇灌等;采用创新技术,充分利用陡峭岩体,将边坡危石直接作为景观体,赋予废弃深坑以新的生命。
  “冰雪世界”项目突破性地将“水乐园”置于“雪乐园”楼盖之上,形成水与雪的垂直叠加。这样既能让嬉水的游客尽情领略深坑自然风光,又为雪乐园室内保温环境提供了天然的隔热屏障,有助于降低“雪乐园”的能耗和运营成本。
  湘江欢乐城将充分利用水资源优势,结水成网,打造独具特色的芙蓉水城。同时将与之相邻的另一个矿坑,建成矿山复绿公园,恢复树常绿,花常开,水常清。

  敢为人先的中建人,正以更加宏大的胸怀和“野心”,将使湘江欢乐城成为全国乃至全世界生态修复和环境提质的示范工程。

编辑:唐峥耀