建筑業十項新技術在河南省體育中心游泳跳水館工程中的應用

耿 琳

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

1 工程概況

河南省體育中心游泳跳水館工程占地面積為4.68公頃，建筑東西長86 m，南北寬167 m，總建筑面積為28 910 m2,地下一層，地上二層（局部三層），建筑高度為25.5 m。場館內設3 000座位，屬于甲級體育建筑。

工程采用鉆孔灌注樁后壓漿復合地基，鋼筋混凝土筏板基礎。基礎底板和地下室墻體采用SBS改性瀝青防水卷材防水。工程主體結構為鋼筋混凝土框架——剪力墻結構，屋面為空間索桿支撐曲面鋼結構（張弦結構），鋼結構焊縫均為I級焊縫，鋼梁最大跨度為68.8 m。

工程設有防雷接地系統、等電位系統。設有通訊系統、信息網絡系統、建筑設備監控系統、安全防范系統、體育工藝系統、擴聲系統、智能照明控制系統等共七個智能化系統。

2 建筑科技項目推廣應用與管理

為了確保本工程順利實現省級科技示范工程的目標，成立以項目經理為組長的關鍵施工技術攻關和新技術推廣應用領導小組，組織工程全過程的技術攻關研究和新技術推廣應用。在新成果的轉化實施中，結合工程實踐，開展攻關、推先。隨著工程施工的進展，針對技術攻關研究和推先工作形成的階段性成果，及時進行總結。結合關鍵技術攻關研究正在撰寫《游泳池施工技術研究》報告，結合推先工作開展《提高國際標準泳池瓷磚鋪貼質量》QC活動。這些研究報告及QC活動對推動我公司技術進步起到了積極的作用。

3 推廣應用技術項目情況

3.1 大跨度張弦梁鋼結構屋蓋安裝技術

3.1.1 應用概況

河南省體育中心游泳跳水館內比賽廳和熱身廳的整個屋蓋為預應力張弦梁鋼結構。整個屋蓋體系由上部組合梁結構、下部空間索桿體系、玻璃頂結構、懸挑結構組成。鋼屋蓋主體結構為11榀張弦梁，南部7榀為高跨，跨度68.8 m；北部4榀為低跨度55.9 m，單榀拱架最大自重約43 t。

3.1.2 技術特點

屋面鋼梁為兩榀一弦，施工中要防止上弦主梁受扭失穩；潮濕環境下防桿件內腐蝕，施工中張弦預應力梁張拉等。由于拉索張拉點布置的位置所限和張弦梁上斜撐桿的存在,要求先成型后張拉，限制了張弦梁館外整體吊裝,滑移就位技術的應用，工程屋蓋大跨度鋼結構800 t全部采用吊裝。館內拼裝就位，要搭設滿堂支架，費用比較高，因此采用了橫向雙排架手架和縱向格構式組合式鋼管胎架。

3.1.3 技術攻關與創新及做法

為配合預應力張弦梁分段拼裝施工，在預應力張弦梁下部沿梁軸線搭設鋼管胎架。由于上弦主梁為曲面梁,因此立桿頂端高度應隨之進行調整，同時最上層小橫桿要緊貼曲梁下平。吊裝分段：低跨曲梁跨度為55.9 m分為四段；將高跨曲梁跨度為68.8 m分為五段。

3.1.4 實施效果

工程中屋面鋼結構全部采用加工廠集中加工，現場吊裝，采用焊接連接，在設置張弦梁部位搭設局部鋼管胎架，技術安全、經濟、操作簡便，加快了吊裝速度，節約了施工工期，經濟效益顯著。

3.2 灌注樁后注漿成套技術

3.2.1 應用概況

建筑用地范圍呈矩形，南北長約175 m，東西寬約160 m，占地面積約2.8萬m2。樁基礎采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎加樁端注漿，樁徑Φ500，有效樁長17 m，樁數量為856根。樁基礎采用C30混凝土，錨樁采用C30混凝土，單樁豎向極限承載力2 830 kN。

3.2.2 技術特點

增強樁基礎抗變形能力，并節省樁基材耗和造價。

3.2.3 技術攻關與創新及做法

灌注樁成孔后，在孔內設置注漿管，注漿管下端設出漿口，并用膠帶、塑料膜包住；并用出漿口的位置要高出孔底30～50 cm；灌注混凝土之前，先向孔底倒入碎石或塊石,使出漿口埋入碎石或塊石內，然后再灌筑混凝土。注漿管固定在鋼筋籠上，出漿口采用單向截流閥，并壓入樁底土中30～50 cm。

漿液沿著樁身和土層的結合層上返，消除了泥皮，提高了樁側摩阻力，同時漿液橫向滲透到樁側土層中也起到了加大樁徑的作用。提高單樁承載力40%～120%,增強樁基礎抗變形能力,可減少沉降30%左右，并節省樁基材耗和造價，取得了較好的社會與經濟效益。

3.3 中水回用系統技術

3.3.1 應用概況

中雨水機房設在地下一層。中水水源為水處理管道反沖洗排水為中水原水量:平均日300 m3/d。中水處理設備設置在地下室一層的中水站房內，每天運行15 h，處理能力20 m3/h；中水系統原水蓄水池為地下池約400 m3,與雨水蓄水池合建設置在室外，中水儲水池位于地下室中水處理機房，容積為200 m3，中水用于衛生間沖廁、綠化。

3.3.2 技術難點

管道規格多樣，管道材質有別，使得施工方法和措施多樣化，比如單機調試和系統調試。

3.3.3 主要做法

中水處理系統由中水調節池、原水提升泵、一體化污水處理設備、過濾設備、消毒設備、中水儲水箱等組成。中水原水為淋浴間和衛生間臉盆排出的優質雜排水及空調冷凝水和游泳池排水，中水處理后接到衛生間沖洗廁所。實現污水、廢水的資源化，節約用水，治理污染，保護環境。

根據已有研究，在現澆混凝土中添加HEA-JL型抗裂防水可以保證接觸界面的黏結強度，提高接觸界面的拉拔、劈裂以及抗折強度，減小混凝土的收縮變形，而且可以使局部現澆段有很好的防水能力.選用聚丙烯纖維硅灰水泥漿的界面劑[12]，可以使現澆混凝土與預制混凝土之間緊密結合，二者形成良好的黏結強度，減少混凝土裂縫，將裂縫細化[13].

3.3.4 實施效果

中水處理系統設計處理廢水為15 h/d，假設每天按10 h處理能力,一年內節約用水的費用就可收回中水處理系統成本62萬元，5年內可節約用水的費用為303萬元，大大節約了運營成本。

3.4 低溫熱水地面輻射供暖技術

3.4.1 應用概況

游泳館池岸處采用了低溫熱水地面輻射供暖，供暖面積達到4 000 m2左右。

3.4.2 技術特點

地板輻射采暖施工中由于塑料管具有無接頭、容易彎曲、易于施工等優點。塑料管具有抗老化、耐腐蝕、不結垢、承壓高、無環境污染、不易滲漏、水阻力及膨脹系數小等特點,在50℃環境下使用可達50年。

3.4.3 技術攻關與創新

低溫熱水地板輻射采暖是一種利用建筑物內部地面進行采暖的系統。將塑料管敷設在樓面現澆混凝土層內，熱水溫度不超過55℃，工作壓力不大于0.4 MPa的地板輻射供暖系統。該系統以整個地面作為散熱面，地板在通過對流換熱加熱周圍空氣的同時，還與人體、家具及四周的維護結構進行輻射換熱，從而使其表面溫度提高，其輻射換熱量約占總換熱量的50%以上,是一種理想的采暖系統,可以有效地解決散熱器采暖存在的問題。

3.4.4 主要做法

管件和管材的內外壁應平整、光滑，無氣泡、裂口、裂紋、脫皮和明顯痕紋、凹陷；管件和管材顏色應一致，無色澤不均勻；裝卸運輸和搬運時應小心輕放，不能受到劇烈碰撞和尖銳物體沖擊，不能拋、摔、滾、拖，避免接觸油污，在儲存和施工過程中要嚴防泥土和雜物進入管內，存放處避免陽光直射。

3.4.5 實施效果

低溫熱水地板輻射采暖節省燃料,電力消耗低，具有舒適性強、高效節能、熱穩定性好、使用壽命長等特點。

4 綜合效益分析

本工程通過運用建設事業“十一五”重點推廣應用項目技術，通過游泳池施工技術研究和大量新技術綜合推廣應用，解決許多施工技術難題，取得縮短工期、提高質量、降低成本、推動企業技術進步的綜合效益。

4.1 縮短工期

屋蓋為預應力張弦梁結構，兩榀一張拉結構形式在省內均為首例，采用鋼管胎架做為支撐體系施工、設計-施工的一體化、施工過程的仿真模擬，既保證了質量和安全,又有效地節約了工期和投資。工程中采用了6類建設部和河南省的建設科技成果推廣項目的19項，每一項應用覆蓋率都達到了90%以上，減少工期約為30 d，節約金額507.88萬元，得到了建設單位的好評。

4.2 保證工程質量

本工程一次通過竣工驗收、竣工備案。建筑外觀效果好，細部處理到位，充分體現了設計意圖，達到了設計預期效果，榮獲國家優質工程銀獎。

4.3 社會效益

該工程在施工過程中積極開展技術集成與自主創新、科技示范等活動，積極推廣應用新工藝、新材料、新技術、新設備；體現了產學研相結合的管理理念，領導重視，措施得力，將國際先進的設計施工理念、綠色環保的建筑思想全面貫徹到項目中,培養了一批科技專業技術人才；高質量、高速度、低能耗地完成了施工建設。