屋面天窗玻璃施工作业现场。                                            ■企业/供图

  在北京城建集团工程总承包部太原武宿国际机场三期改扩建工程项目经理詹新彬的诸多计划中,7月底完成屋面工程安装是最重要的节点,“屋面完成后,顶部的光伏板铺设工作即将展开,而这项工作也成为该项目打造国内首个零碳机场的重要一环。”詹新彬说。

  零碳机场每年“种下”657万棵树

  太原武宿国际机场三期改扩建工程按照满足年旅客吞吐量4000万人次、货邮吞吐量30万吨的终端目标设计。该工程以光伏、中深层地热、空气能等可再生能源综合利用为基础,以多形式储能、建筑光储直柔、多能互补综合利用、绿电高效消纳、能碳智慧管理为支撑,是推动太原机场实现全面绿色低碳转型的综合性项目。

  项目建成达产后,预计光伏年均发电量约1.2亿千瓦时,集中供热面积约98.9万平方米、集中供冷面积约69.4万平方米,年总降碳量11.82万吨二氧化碳,相当于种了657万棵树,增加森林面积7880万平方米。

  在建筑本身绿色节能之外,项目团队还结合施工方案,开发了钢结构全生命周期智能建造管理系统,从钢结构图纸深化到构件安装全过程管理,实现质量可追溯。“深化图纸、材料进场等这些信息全部通过平台来集成,便于我们以最快速度调集力量开展建设,解决了以往窝工、浪费劳动力的问题,实现了绿色组织与调度。”詹新彬说。

  零碳机场底下暗藏玄机

  团队面临的首个难题便是基础条件的复杂。“项目用地为河床,地下条件看似简单,但是地基种类多变,且不均匀分布,这造成打桩难度增加。”项目总工程师张羽说。

  项目自东向西的地层不仅有砂卵石层,还有厚度不均的沙层以及淤泥和黏土地层,最初的设计方案是用4000余根桩分散在结构底部,但面对复杂地层,常规的工艺很难保证桩的精准施工。为此技术团队进行了方案优化,对工程土质进行了补勘,确定地层条件和不同的工艺,再将每根桩由“一变三”,在连接部位使用钢板进行焊接,并在其中增设预应力结构,提高桩自身的强度性稳定,同时采用工厂定制化加工的方式,按照“一桩一码”的原则到场安装,每一道焊缝也都通过信息系统进行记录,确保焊接责任到人。同时项目根据实际进行桩型优化,并实现每桩必探伤,确保信息实时传输到平台,便于建设各方及时了解工程进展。

  近10万平方米的“无痕”地面

  机场类项目最大的特点就是拥有超大、超宽的平面空间,便于旅客通行。在这个项目中混凝土平台单层总面积达到了9.6万平方米。

  传统施工需要进行分区浇筑作业,预留后浇带承载混凝土热胀冷缩的变形,待混凝土结构稳定后再浇筑这些区域。工艺虽然稳妥,却带来了缝隙增加导致的渗漏风险,这一风险不容小觑。为了解决这个问题,项目团队选择了“跳仓法”施工,将整个平面划分成若干区域,采取间隔的方式进行施工,这样等待时间从28天变为7天,便可以进行后续作业,混凝土整体浇筑效果更好。

  “跳仓法”也有了新创意。詹新彬表示,技术团队联合太原理工大学围绕不同约束情况下跳仓最佳时间展开研究,打破传统完全依赖7天的时间概念。所谓不同约束便是跳仓中仓与仓之间是否有浇筑区域,比如靠边的区域可能只有一个方向与浇筑区相邻,这就是单向约束;而在中心的区域可能面临三向或者四向约束,“经过专家论证,这种因仓施策的办法看似一个区域能抢出的时间不多,但是放到近10万平方米的现场,节约了大量时间。”张羽说。

  项目部提前18天实现混凝土结构的封顶,这项技术成果在太原得到验证,北京城建集团另外两个机场项目也根据方案进行优化调整,实现技术快速复制推广。最终,《超大体积混凝土结构跳仓法技术标准》也成为山西省团标,在全省得到推广。

  4.2万平方米超级屋盖整体提升

  太原武宿国际机场T3航站楼的“山西特色”还体现在建筑和空间上,建筑上“脊走光随、檐飞雁翔”——为了追求传统印记的突破,T3航站楼主楼北向出檐深远,巧妙地盖住高架车道边,将重檐的正脊展开,形成连贯的“T”形天窗,让柔和的天光铺洒入航站楼的室内空间。

  据悉,钢结构从竖向立柱便与众不同,航站楼内共有10根“Y”形分叉柱,其底部向上逐渐“由圆变方”,同时越向上,四边的方形还会变为八边形,而梭形的收窄造型,也让立柱像一棵参天大树,同时,项目钢结构未来只以喷涂防火涂料的形式呈现,由于加工精度要求高,项目需要通过三维BIM技术进行钢结构的精确下料,确保每一块到现场的钢结构都近乎于零误差。

  立柱完成后,整个钢结构屋面面临挑檐、扭转、多层、双曲等多变造型。除了加工厂的精确定制外,施工现场的结构分区也至关重要,“三维激光扫描仪等智能设备在吊装过程中始终监控安装精度,同时多台液压提升设备组合起吊,配合扫描设备定位,让许多小单元钢结构在空中扭转舞动成为可能。”张羽说。

  除了中心区域整体提升外,技术团队还采取了“分区安装、分区卸载、整体合拢”的方式。当两侧屋盖就位并达到卸荷安全数值后,工人便可以提前登上屋面进行后续作业,加快了项目整体建设进度。