广州新体育馆建设工程新技术新工艺的应用

1、广州新体育馆建设工程新技术新工艺的应用 摘 要：广州新体育馆是为了迎接“九运会”在广州举行而建设的一座综合性多功能体育设施，是一个以体育比赛为主，兼顾文艺表演、会议展览的多功能综合性体育建筑，也是广州市新世纪重点、标志性建筑。在该工程建设过程中，采用了许多国内外的新技术、新工艺、新材料，结合新的承包经营管理方式，使得项目在工期紧任务重的情况下圆满完成。文章详细介绍了该工程土建、结构、设备等工程施工方面的难点及其新技术、新工艺和新材料的应用，这些在该项目的建设及竣工后的经营管理中都产生了良好的效果。 1、工程概况 广州新体育馆位于广州市白云大道南原白云苗圃地段，占地约24万m2，总建筑面积约17

2、万m2，总投资约9.3亿元。它具有造型新颖、结构复杂、质量标准高、施工难度大和工期短等特点，是公开竞标由某企业总承包建设和经营管理，并由其与广州市政府共同投资建设的开创了大型体育设施由政府和企业共同投资，由企业建设并经营管理的先河。工程于19990211开工，于20010630竣工交付使用。广州新体育馆建设内容包括主场馆、训练馆、大众馆、行政楼、餐厅、中央能源中心、停车场等，如表1。是一个以体育比赛为主，兼顾文艺表演、会议展览的多功能综合性体育建筑。主场馆、训练馆、大众馆三个场馆均采用下沉式设计，充分利用了地形特点，与自然环境巧妙融合，使建筑物与优美的生态环境溶为一体。主场馆观众席共设大小包厢

3、24个，常规座位10018个，其中，贵宾席654个，固定座位5044个，活动座位约4320个。训练馆内设有田径项目练习区、游泳池、篮球场、赛前热身室、体育信息和学术交流的科技厅等功能配套设施。由于该工程是一项多功能、多设备、多专业、组织协调要求高、技术难度大的复杂工程，为确保九运会能按时召开，在两年多的施工中采用了许多新技术、新工艺和新材料等，克服了在施工过程中的许多难点，获得市优良样板工程、五羊杯奖、省优良样板工程和鲁班奖等称号。 2、土建施工新技术新工艺的应用 2.1地质勘查阶段采用跨孔电磁波透视技术，对地基岩中隐伏溶洞进行探测 建设初期在对地基进行工程地质初步勘察时，发现部分基础位于碳酸

4、盐岩地层中，而且岩溶发音。为圈定基岩中隐伏岩溶的分布位置，并提供详实的地质情况资料，采用了跨孔电磁波透视扫描探测技术，对广州新体育馆地基基岩中隐伏岩溶进行了探测。跨孔电磁透视法是利用在钻孔中不同深度连续发射高频电磁波信号，接收机在另一钻孔中，沿不同深度接受来自以岩体作为传导媒质的电磁波讯号。 主要是依据完整灰岩与溶蚀裂隙带，溶洞、破碎带之间存在电性差异，即完整灰岩，具有较高的电阻率；充泥溶蚀裂隙带、溶洞等“目标”，则为相对低阻体，其吸收系数与完整灰岩有明显差异。利用电磁波在通过充泥溶蚀裂隙带、溶洞时，将产生波的折射、反射、散射等现象，使透视断面的吸收系数值增大，场值振幅减少，从而产生明显的异常

5、。通过研究这种变化来确定溶蚀裂隙带、溶洞发育形态、规模及分布位置。通过对测试结果的不同与钻探资料对比进行认真分析处理，对新体育馆的地基划分三个不同等级区段，即划分A区为非岩溶发育区，B区为岩溶发育较弱区，C区为岩溶发育区。为体育馆基础的设计与施工，提供了隐伏溶洞方面详实准确的勘察资料。 2.2施工测量放线采用了计算机技术与全站仪进行轴线控制测量 体育馆轴线基本上是由弧形及放线组成，场地面积大，且有部分圆心在建筑外，无法直接进行建筑物施工控制轴线的测设。根据以上特点，现场采用了极坐标法来进行测量放线，现场放线前，先用计算机使用AUTOCADR14计算绘出施工轴线图，计算出放样所需的极坐标夹角及距

6、离，再使用DTM310全站仪进行放线。利用计算机放样并结合全站仪的使用，可以很方便的对任意几何曲线形状的建筑物进行放线，经广州新体育馆的实践不仅证实是可靠快捷的，而且避免了手工计算、操作出现的误差，缩短了放线的时间，轴线测量达到设计的精确度要求，取得良好的效果。 2.3大体积混凝土浇注采用“混凝土双渗”、斜面分层等施工技术 广州新体育馆的结构为现浇钢筋混凝土结构，混凝土用量大，强度要求高。为保证混凝土的浇注，在现场设置了一座100m3/h的搅拌钻，供应整个广州新体育馆工程预拌混凝土的需要，浇注高峰期，由罗冲围搅拌站补充不足部分的混凝土。在现场预拌混凝土中采用“混凝土双渗”技术，满足混凝土的强度

7、和抗渗要求。在浇注大体积混凝土时（如基础底板），按施工段采用斜面分层法浇注。在混凝土浇注过程中运用二次振捣的施工工艺，提高混凝土的密实度。在混凝土的养护中同时采用保温和保湿的方法，使内外温差不至于太大，减少混凝土出现裂缝的机会。 2.4钢筋连接采用墩粗型直螺旋连接技术 广州新体育馆主体结构钢筋层次多，密度大，如地下室底板有直径25mm的螺纹钢筋4层，间距150mm，后浇带的位置间距只有75mm，特别是在支座处的钢筋更加拥挤，施工难度大。经对各种钢筋连接方式进行比较，决定采用机械连接技术施工。采用机械连接可全天候作业，气候条件影响小，连接一个接头所用时间少，约1.52.0min即可完成一个接头。

8、如采用电弧焊接，一个接头约需10min，工效慢，不能确保工期。经综合比较决定对直径22mm以上的钢筋采用平螺纹连接，现场对钢筋端头加粗，加工成直螺纹。采用这一方法除工期得到保证外，与采用焊接接头相比，结构钢筋排列拥挤程度得到降低，易于进行混凝土浇注，保证质量。 3、屋盖结构工程施工难点及其新技术新工艺新材料的应用 3.1钢屋架施工难点 广州新体育馆的大跨空间桁架交叉稳定拉索轻钢结构为国内首次应用。由法国ADP公司设计，预应力拉索共1364根。力学精度要求高，检测难度大，在钢结构屋盖施工中有以下技术难点： （1）所有屋盖桁架在场馆外进行吊装。工程结构新颖，其支撑设计、桁架安装过程节点选择，杆件应

9、力、应变控制，主桁架高空拼装和58m超长桁架吊装技术，均需进行严密的验算。 （2）屋盖结构安装完毕，支撑体要拆除，纵向桁架中点挠度值控制在10mm的范围，难度大。 （3）预应力拉索施工难，精度要求高，主场馆836根拉索施加预应力分多次进行，检测工作量大、难度高。 通过科研院校合作，采用国际上先进电脑程序进行分析，多次论证，成功解决工程技术难点。钢结构焊接难度高，制作精度要求高，各种角度现场拼接焊缝，构件的连接焊缝，管相贯多杆节点的杆件采用多维相控切割机加及焊接。现场焊接施工采用先进的CO2气体保护半自动焊为主，辅助手工焊，焊缝采用超声波及磁粒探伤，焊缝质量为一级。 3.2屋架结构拉索 体育馆屋

10、盖采用预应力拉索，由国内生产单位自行研制开发，采用了水平烧铸工艺。已通过上海市科委组织的科技成果及产品鉴定，结论是“国内领先，达到国际水平”。 3.3屋架万向抗震钢支座 该支座为国内著名专家的专利产品，为适应体育馆工程需要，研制过程进行了大量计算分析和试验，由市建委技术处组织国内专家论证通过。 3.4大跨度钢梁整体吊装与压型钢板混凝土组合楼盖 训练馆第1224轴线22.55m标高面为一钢结构楼面，由11条长约60m，高7001300mm，重46t的T型变截面钢梁组成。在施工中采用架桥机与大型起重机配合吊装。由两台80t履带起重机将大梁送入架桥机；再由两组64m长的架桥机将钢梁吊进训练馆内，进行

11、平移就位安装。为加强楼面混凝土结构与钢梁的整体连接，也应工期所需，训练馆22.55m标高的楼面采用了压型钢板混凝土组合楼盖技术。压型钢板既作为施工模板又可起受力钢筋作用，对缩短工期，增强结构整体性能效果显著。 3.5天花底板大面积条形砖粘贴技术 广州新体育馆在设计时为达到“白天三朵白云，夜晚三颗明珠”的建筑效果，法国建筑师保罗安德鲁选用223mm45mm的白色无光釉面砖做体育馆外墙、天花的饰面材料，并要求釉面砖在粘贴时要采用无缝粘贴的工艺，砖缝的最大宽度不能大于23mm。由于广州新体育馆各场馆为一贯通整体，外走廊的天花及雨蓬檐口总长度约为1300m，宽度为8m，天花部分釉面砖粘贴的总面积超过了

12、1万m2，且广州地处温热地带，早晚温差大，混凝土板受温差变化的影响产生收缩变化，易造成釉面砖起鼓、松脱、造成隐患。为了取得较好的建筑效果，采用了相当精细的大面积条形砖粘贴技术，很好地完成了设计师的设计思想，被法国建筑师保罗安德鲁先生称之为只有在中国才可能实现的建筑精品。在使用过程中也取得了很好的使用效果，经过二年多时间的使用未发现一块釉面砖出现起鼓和脱落的情况。 3.6采光天幕系统采用聚碳酸脂两层结构多层板 该工程采光天幕系统选用从以色列进口的聚碳酸脂两层结构多层板，该系统获世界专利，安装技术难点如下： （1）首次在国内大型重点项目采用，须进行一系列试验和论证工作，如模型调试测试，风压承重试验

13、等。 （2）大跨度轻钢桁架相邻表面平整度公差不能大于5mm的试验标准。屋面呈锥形，采光天幕系统安装平整度要求极高，主次檩条需进行繁杂调整施工，通过多次专题研讨后确定最优方案。 （3）在调整前通过施工方实测及请专业测量队伍进行测量，采用了测量的新方法和新工艺，测量精度高，为顺利安装提供可靠的依据。 3.7其他新材料的应用 （1）德国进口的海棉吸音棒。为保证场馆的音响效果，在屋架钢檩条上安装了从德国进口的白色高密度海绵吸音棒，与白色屋面板浑然一体，美观简洁，经专业建声测试，效果达到设计要求。 （2）贴条形砖施工。体育馆外围一周走道楼板底面大面积贴条形砖施工，国内少见，场馆为椭圆形，许多切口处为圆弧

14、形，施工要求不能出现鼠尾，以及防止条砖脱落，施工难度较大，经过反复研究，采用了特殊的工艺，使施工质量得到保证。 （3）屋面防水排烟百页。国内重大工程首次使用，是国际专利产品。它既可以利用安装在屋盖主桁架上的排烟风机，将聚集在场馆上空的热气流排出室外，保证馆内通风透气，又可以在暴雨的情况下，使雨水自动流入排水槽，防止雨水溅入场馆内。 4、设备安工程等新技术新工艺的应用 在广州新体育馆的建设过程中，还有其他新技术、新工艺的应用。 （1）在急电设备安装工程中，空调和防排烟消防系统采用了板边自成法兰机制风管连接技术。 （2）在智能化系统中，采用楼宇设备自动控制系统（BAS）、闭路电视监控系统、出入口控

15、制系统、保安巡更系统、停车场管理系统、结构化综合布线系统（PDS）、系统集成技术。 （3）在主场馆的观众席和比赛场中，国内首次采用了座椅下送风的置换通风空调系统。 （4）在供电电源方面，设置了三路10kV高压电源进线和保安电源，并在现场照明灯光中增加了热启动器。 （5）对4台冷水机组，不仅采用了群控系统，而且设置了控制器EDC对冷源系统中的所有设备进行集中监控。 （6）采用了现代通信和数据处理系统和4种语言的同步翻译系统，提高了运动会指挥调度水平，推动了体育系统信息化建设。 （7）设置了智能化“分布式控制”的主场馆灯光照明系统。 （8）应用非开挖顶管施工技术，解决了从新体育馆至供电源之间的7km埋管施工问题。 （9）采用了全自动气压消防供水设备定时自动巡检系统。 （10）采用比通常气压给水设备平均节能2