北京新機(jī)場(chǎng)打造機(jī)場(chǎng)建設(shè)新標(biāo)桿

本刊記者 張磊慶

2017年12月31日，建設(shè)中的北京新機(jī)場(chǎng)航站樓功能性封頂封圍。經(jīng)過1200余名工人連續(xù)3個(gè)月晝夜奮戰(zhàn)，提前2天完成了18萬(wàn)m2的多達(dá)13道工序的雙曲面金屬屋面，共安裝完成立面超大玻璃4500塊、屋面采光頂異形玻璃8100塊。新機(jī)場(chǎng)航站樓如鳳凰展翼，雛形初現(xiàn)，行云流水般的扎哈曲線造型躍然而出。

北京新機(jī)場(chǎng)是建設(shè)在北京市大興區(qū)與河北省廊坊市廣陽(yáng)區(qū)之間的超大型國(guó)際航空綜合交通樞紐。航站樓綜合體包括旅客航站樓（中央大廳及5個(gè)指廊）、綜合交通中心（停車樓及綜合服務(wù)樓）工程及地下軌道等，總建設(shè)面積超過142萬(wàn)m2。其中，旅客航站樓約70萬(wàn)m2；綜合換乘中心約8萬(wàn)m2，停車樓約25萬(wàn)m2，綜合服務(wù)樓約14萬(wàn)m2，軌道站臺(tái)和站廳層約25萬(wàn)m2。按2025年旅客吞吐量7200萬(wàn)人次、貨郵吞吐量200萬(wàn)t、飛機(jī)起降量62萬(wàn)架次的目標(biāo)設(shè)計(jì)，建設(shè)“三縱一橫”4條跑道。

航站樓主體施工分為3個(gè)標(biāo)段，分別由北京城建、北京建工、中建八局實(shí)施。

回顧北京新機(jī)場(chǎng)的建設(shè)歷程，自2014年12月26日飛行區(qū)工程局部開工、2015年9月26日航站區(qū)工程開工以來(lái)，北京新機(jī)場(chǎng)建設(shè)按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，施工單位克服多項(xiàng)世界級(jí)難題，保證了各項(xiàng)工程順利進(jìn)行。

2017年3月16日，北京新機(jī)場(chǎng)航站樓混凝土主體結(jié)構(gòu)順利封頂。

2017年6月30日，航站樓鋼結(jié)構(gòu)封頂合攏。

2017年8月30日，綜合交通中心工程主體結(jié)構(gòu)全面封頂。

2017年12月31日，機(jī)場(chǎng)航站樓功能性封頂封圍。

2018年1月30日，中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑施工分會(huì)常務(wù)副秘書長(zhǎng)吳學(xué)松及秘書處人員到新機(jī)場(chǎng)工地進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)。北京城建集團(tuán)新機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目技術(shù)副經(jīng)理、總工程師段先軍詳細(xì)介紹新機(jī)場(chǎng)施工技術(shù)。

結(jié)構(gòu)復(fù)雜且施工難度大

航站樓是新機(jī)場(chǎng)的核心區(qū)，主要包括1個(gè)中央大廳、5個(gè)指廊共6大部分，采用五指廊放射構(gòu)型，陸側(cè)的綜合服務(wù)樓形同航站樓的第六條指廊，與航站樓共同形成了一個(gè)形態(tài)完整、特征鮮明的總體構(gòu)型。新機(jī)場(chǎng)航站樓核心區(qū)工程建筑面積約為60萬(wàn)m2，地下2層、地上4層局部5層，主體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，屋面及其支撐系統(tǒng)為鋼結(jié)構(gòu)，屋面為金屬屋面，外立面為玻璃幕墻。航站樓核心區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)合屋蓋放射型的平面功能，由支撐系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)和屋蓋鋼結(jié)構(gòu)組成。其中地上勁性鋼結(jié)構(gòu)包括8組C型柱、12組支撐筒、6根獨(dú)立支撐柱、90根幕墻搖擺柱下勁性結(jié)構(gòu)部分以及F1層北側(cè)異形梁內(nèi)、門頭柱下勁性結(jié)構(gòu)部分。

北京新機(jī)場(chǎng)因其輻射狀的設(shè)計(jì)和首次實(shí)現(xiàn)高鐵下穿，被稱為施工技術(shù)難度最高的航站樓。

1）結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)超大。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度均大于規(guī)范現(xiàn)值，因此需要解決裂縫控制、溫度作用、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等問題。

2）鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜。中心區(qū)屋蓋支承結(jié)構(gòu)采用C型鋼柱和格構(gòu)式鋼柱，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜及需要解決結(jié)構(gòu)縱向、橫向剛度不對(duì)稱的問題。

3）高鐵穿過航站樓。航站樓中心區(qū)下部設(shè)有高鐵、地鐵車站，且高鐵需要高速通過，因此需要解決結(jié)構(gòu)振動(dòng)、基礎(chǔ)沉降控制等問題。

4）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。由于高鐵和地鐵車站結(jié)構(gòu)柱的位置與航站樓結(jié)構(gòu)柱的位置不同，因此，航站樓的結(jié)構(gòu)柱需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。此外，由于建筑使用功能的要求，部分豎向構(gòu)件上下錯(cuò)位，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，尤其是C型鋼柱部分。

5）采用隔震技術(shù)。航站樓中心區(qū)結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)、超大，鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要針對(duì)中心區(qū)采用隔震技術(shù)。

高鐵下穿航站樓世界首次

“五縱兩橫”空地一體化的綜合交通系統(tǒng)是北京新機(jī)場(chǎng)的一大特色，其中軌道交通在以北京新機(jī)場(chǎng)為核心的綜合交通體系中起到了重要的作用。北京新機(jī)場(chǎng)從設(shè)計(jì)之初就秉承“零換乘”的先進(jìn)換乘理念，引入高鐵換乘，其航站樓將成為世界上首次高鐵下穿的機(jī)場(chǎng)航站樓。北京地鐵新機(jī)場(chǎng)線、京霸高鐵、廊涿城際、S6線等多條軌道交匯于此，同時(shí)航站樓地下還預(yù)留了2條軌道交通線，多維軌道交通將京津冀緊密相連。

交通帶來(lái)便利的同時(shí)，也為施工單位出了難題。新機(jī)場(chǎng)航站樓是大跨度建筑，因此要特別考慮抗震。由于時(shí)速350km的高鐵下穿主航站樓，當(dāng)?shù)赜痔幱诘卣饠嗔褞В瑴p隔震技術(shù)非常關(guān)鍵。新航站樓采用了先進(jìn)的組合隔震技術(shù)，核心區(qū)設(shè)置了1152個(gè)橡膠隔震支座和彈性滑板支座，大幅度提高航站樓結(jié)構(gòu)的抗震性能。通過在建筑物底部設(shè)置橡膠支座，形成一道柔性隔震層，減輕對(duì)建筑物的影響和破壞。這些橡膠隔震支座直徑小的600mm，大的1500mm，最重的達(dá)5t，可讓整個(gè)航站樓抗震烈度達(dá)9度，新機(jī)場(chǎng)航站樓也因此成為全球最大的單體隔震建筑。根據(jù)電腦模擬實(shí)驗(yàn)，未來(lái)高鐵從新機(jī)場(chǎng)下方飛馳而過，航站樓里的乘客幾乎不會(huì)感到震動(dòng)。

創(chuàng)造性的鋼棧橋用于施工材料的水平運(yùn)輸

由于航站樓核心區(qū)基坑超長(zhǎng)超寬，平面尺寸達(dá)531m×411m，混凝土結(jié)構(gòu)施工如果使用塔機(jī)把建筑材料吊運(yùn)到中間位置，需要多次倒運(yùn)，功效低。為了解決水平材料運(yùn)輸問題，北京城建集團(tuán)新機(jī)場(chǎng)航站樓項(xiàng)目部自主設(shè)計(jì)，在基坑范圍內(nèi)建造了兩條跨越式鋼棧橋，一條長(zhǎng)489m，一條長(zhǎng)670m，呈東西方向布置，連接材料加工場(chǎng)和基坑施工現(xiàn)場(chǎng)。每座鋼棧橋上鋪設(shè)4條鐵軌，其中中間設(shè)置2處變軌，并配備8臺(tái)“小火車”，每臺(tái)“小火車”最大載重30t。這樣，通過“小火車”把材料從材料加工場(chǎng)運(yùn)輸?shù)剿栉恢茫儆伤C(jī)直接調(diào)運(yùn)到作業(yè)面，有效解決了水平、垂直運(yùn)輸?shù)膯栴}，工作效率提高了3至4倍。這是國(guó)內(nèi)房屋建筑工程施工中首次使用“小火車”。

用于材料運(yùn)輸?shù)匿摋蚝汀靶』疖嚒?/p>

航站樓核心區(qū)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)

世界規(guī)模最大的機(jī)場(chǎng)鋼網(wǎng)架安裝

2017年6月30日，北京新機(jī)場(chǎng)航站樓鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)封頂。航站樓鋼結(jié)構(gòu)包括核心區(qū)和指廊兩大部分，由支撐系統(tǒng)和屋蓋鋼結(jié)構(gòu)組成，形成了一個(gè)不規(guī)則的自由曲面空間，總投影面積達(dá)31.3萬(wàn)m2，鋼結(jié)構(gòu)總重量達(dá)到5.2萬(wàn)多噸，其中航站樓核心區(qū)屋頂由6個(gè)本身較為完整穩(wěn)定的受力體系連成有機(jī)整體，總用鋼量4萬(wàn)多噸，最大高差約30m，屋蓋鋼結(jié)構(gòu)投影面積達(dá)18萬(wàn)m2，但僅以8根C型柱為主要支撐和12個(gè)塔柱，C型柱間距達(dá)200m。整個(gè)核心區(qū)屋頂由63450根桿件和12300個(gè)球節(jié)點(diǎn)拼裝而成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度極大。核心區(qū)屋頂鋼結(jié)構(gòu)施工由北京城建集團(tuán)承擔(dān)。

C型柱施工

C型柱及氣泡窗

鋼網(wǎng)架安裝完成

指廊鋼網(wǎng)架為不規(guī)則自由曲面，采用桁架和網(wǎng)架混合結(jié)構(gòu)，最大跨度41.6m，網(wǎng)架最大高差約5m。鋼結(jié)構(gòu)桿件采用圓鋼管截面和方鋼管截面，節(jié)點(diǎn)為相貫節(jié)點(diǎn)或焊接球，連接復(fù)雜，5個(gè)指廊屋面鋼網(wǎng)架一共由8472個(gè)焊接球、55267根桿件拼裝而成。指廊屋頂鋼結(jié)構(gòu)施工由北京建工集團(tuán)承擔(dān)。

為攻克鋼網(wǎng)架質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、精度要求高、多工種多工序交叉作業(yè)協(xié)調(diào)難度高、安全管理難度大以及工期緊等方面的難題，施工單位經(jīng)過周密論證、精細(xì)模擬，按照“分區(qū)施工、分區(qū)卸載、總體合龍”原則進(jìn)行，對(duì)不同分區(qū)、部位采用吊裝、滑移、提升等多種方法，應(yīng)用了測(cè)量機(jī)器人定位、計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升技術(shù)、BIM技術(shù)模擬等先進(jìn)技術(shù)。通過計(jì)算機(jī)控制的液壓同步提升系統(tǒng)，平穩(wěn)地把鋼網(wǎng)架提升到指定位置，平均提升速度6～8m/h，提升精度差控制在±1mm以內(nèi)。

為了確保安全，施工單位建立了鋼網(wǎng)架提升會(huì)簽制度，責(zé)任到人，對(duì)提升標(biāo)準(zhǔn)安裝、垂偏情況以及鋼絞線、液壓系統(tǒng)、電控設(shè)備、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、提升上下錨點(diǎn)工裝質(zhì)量、焊縫、強(qiáng)度、穩(wěn)定性情況，現(xiàn)場(chǎng)供電、安全保衛(wèi)等關(guān)鍵部位、工序、程序等進(jìn)行全過程檢查。僅5個(gè)指廊鋼架施工就設(shè)置了220個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)架撓度、位移、空中姿態(tài)全程監(jiān)控，確保了安裝精度。最終，施工方僅用80天就完成世界規(guī)模最大的機(jī)場(chǎng)鋼網(wǎng)架提升，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)建設(shè)的新高度。

科技感十足的曲面屋頂

航站樓完成鋼網(wǎng)架提升安裝后，開始進(jìn)入了屋面安裝階段。

北京新機(jī)場(chǎng)的金屬屋面既是新機(jī)場(chǎng)工程的亮點(diǎn)，也是工程的一大難點(diǎn)。航站樓核心區(qū)18萬(wàn)m2的曲面屋面，由1個(gè)中央天窗、6條條形天窗和8個(gè)氣泡窗組成，具備綠色節(jié)能功能的屋面玻璃幕墻系統(tǒng)，需要用12800塊不同形狀和材質(zhì)的玻璃拼接而成。

屋面從里到外包含了主檁托、主檁條、次檁托、次檁條、穿孔鍍鋅壓型鋼底板、防潮隔汽層、巖棉保溫層、TPO柔性防水層、鍍鋁鋅高強(qiáng)鋼板、裝飾板鋼龍骨和復(fù)合金屬裝飾板等11層結(jié)構(gòu)，具備遮陽(yáng)抗風(fēng)、防水融雪等多功能系統(tǒng)。同時(shí)，曲面屋面的數(shù)萬(wàn)塊玻璃都有唯一的“身份證”，整齊排列的鋁網(wǎng)根據(jù)屋面曲面變化而有不同角度，不僅可避免強(qiáng)烈日照，還能滿足航站樓自然采光需求。

為了保證施工質(zhì)量和效率，主航站樓屋面的6個(gè)區(qū)被劃分為116個(gè)流水段，每個(gè)區(qū)指定1名總包的生產(chǎn)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行管理協(xié)調(diào)，每個(gè)流水段都有總包的管理人員進(jìn)行生產(chǎn)、質(zhì)量、安全查驗(yàn)，保證精細(xì)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、精心的構(gòu)件布置和精準(zhǔn)的輪廓定位。

此外，北京新機(jī)場(chǎng)屋面在世界范圍內(nèi)率先進(jìn)行屋面構(gòu)造層風(fēng)揭實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)室模擬，航站樓屋面可抵抗17級(jí)的龍卷風(fēng)；通過采用特殊的虹吸排水工藝，使屋面的防洪等級(jí)提升到了百年級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。

智慧工地新標(biāo)桿

在機(jī)場(chǎng)建設(shè)中，北京城建集團(tuán)積極利用先進(jìn)BIM技術(shù)，結(jié)合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)成功開發(fā)出“精筑BIM+項(xiàng)目管理平臺(tái)”，運(yùn)用二維碼技術(shù)將物聯(lián)網(wǎng)與BIM模型關(guān)聯(lián)，每個(gè)構(gòu)件上粘貼包含各種信息的二維碼，搭建新機(jī)場(chǎng)智慧工地信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了新機(jī)場(chǎng)工地勞務(wù)實(shí)名制、視頻安防全監(jiān)控、塔吊監(jiān)控防碰撞、污水排放、混凝土溫度監(jiān)測(cè)和鋼網(wǎng)架監(jiān)測(cè)等多種物聯(lián)監(jiān)測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、綜合預(yù)警。

在新機(jī)場(chǎng)航站樓復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程中，數(shù)字化的結(jié)構(gòu)測(cè)量定位數(shù)字模型、永久設(shè)置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)、利用多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人布設(shè)全方位施工測(cè)量控制網(wǎng)技術(shù)、基于三維激光掃描、無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量等先進(jìn)測(cè)控手段，對(duì)主體結(jié)構(gòu)施工和鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行高精度測(cè)控。通過BIM三維建模，完美模擬了新機(jī)場(chǎng)隔震支座安裝、鋼結(jié)構(gòu)C型柱支撐等世界級(jí)技術(shù)難題，為高質(zhì)量、高效率施工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

這些以信息技術(shù)為先導(dǎo)的現(xiàn)代化的管理手段，大幅度提升工程管理水平和建設(shè)質(zhì)量，使得工程從深化設(shè)計(jì)到方案模擬、從工程進(jìn)度到經(jīng)營(yíng)管理等各個(gè)方面都受到了信息化、智能化管控，實(shí)現(xiàn)了智慧建造，打造了國(guó)內(nèi)智慧工地的新標(biāo)桿。

根據(jù)工程規(guī)劃，2018年12月，新機(jī)場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)主體工程完工，2019年7月全部工程竣工，并于10月試運(yùn)行。目前，106個(gè)機(jī)電系統(tǒng)、60萬(wàn)m2裝修工程正在逐步推進(jìn)中。