--北京城建集团北京大运河博物馆工程创优纪实

 □彭志勇

 

京城之东、大运河畔，在一片空旷的土地上，经过4年的精心施工和攻坚克难，大运河博物馆工程(原名首都博物馆东馆)在北京城建职工的手中拔地而起，犹如绿色海洋之中的一颗璀璨明珠……

大运河博物馆为特大型博物馆，工程总建筑面积9.97万平方米，由主楼和市民共享大厅两栋建筑组成,主楼地上3层、地下2层，高34.9米；共享大厅地上1层，地下1层，高19.5米，建筑结构安全等级为一级，设计使用年限100年。该馆设计理念源于古运河图景中的船、帆、水三个元素，南侧形似巨帆，北侧形如船只，又名“运河之舟”；整体望去仿佛是镶嵌在城市森林中的“古韵风帆”，高低起伏的金色帆船屋面丰富了整个绿心的天际线。

建设过程中，项目团队对标国际一流，对标城市副中心未来，高标准高质量推进工程建设，让“运河之舟”设计理念得到完美的诠释。

首都博物馆东馆东立面

一、勇毅前行，以必胜执念演绎城建铁军精神

首都博物馆东馆于2019年10月正式开工。项目建设的大部分时间都是伴随着新冠疫情，全体员工本着“首战有我、用我必胜”的信心，开工就是决战、起步就是冲刺!项目管理团队采取多种措施克服疫情等不利因素影响，从土护降施工到结构冲出正负零，从钢结构封顶、外立面亮相、机电安装、装饰装修到项目整体完工，以实际行动诠释了“有一必争、有旗必夺”的誓言，取得了一个又一个关键节点的胜利。2023年12月28日，首都博物馆东馆正式对市民开放，高峰期日接待量突破3万人次，极大地满足了首都市民精神文化生活需求，成为副中心的又一网红打卡点。

首都博物馆东馆水街景观

二、攻坚克难，以技术创新引领工程创优

为解决工程建设各种技术难题，项目部成立了创新工作室，针对超大超深基坑、复杂钢结构施工、新型隔震支座安装等开展技术攻关。基坑位于运河故道、潮白河下游，地层复杂，紧邻大运河，地下水丰富，基坑深达31.2米，基坑止水帷幕深达55米!技术人员经过精心研究、比较和论证，决定采取TRD止水帷幕施工技术。这一新技术的使用，不仅解决了施工难题，也开创了北京地区TRD工法施工止水帷幕的先例。

工程主楼钢屋盖排架由5块单元组成，整体为双向弯曲的弧形，弧形梁最大跨度38米，钢梁最高点标高49米。现场8000多根钢构件中就有5000多根主要受力钢构件完全不一样，造型独特、杆件多，弧形、棱形、双曲等，构件超大超重，导致加工难度很大、速度很慢，现场施工组织难度也很大。项目技术团队从深化设计、加工到安装进行创新，有效地解决了诸多难题。

由于主楼屋面帆船造型，6根超高梭形柱每根高58米、倾斜角度60度，是变形变径柱子，也是目前国内最高的单根铰接梭形柱，其加工精度、质量要求及安装难度，也是罕见的。技术人员开展针对性的创新攻关，研究出一种超高铰接梭形柱安装技术，从加工到安装全面应用。在厂家，采用5G技术的全身自动化生产线加工。安装时，采取分三段空中对接，用2台450吨履带吊车、1台250吨辅助吊车同时吊装。地面搭设高34米和47米的高低组合胎架，用于梭形柱连接焊接操作，并在四周设立4个点位同时检测监控。经过连续精心施工，6根梭形柱圆满安装到位，施工误差不超过6毫米，大幅超过了规范要求误差不超过10毫米的范围。这一技术，获得国家发明专利。

    加强对梭形柱球铰支座、柱身销轴与38米跨的人字梁连接以及共享大厅21榀倒三角、两端滑动支座高差11米的鱼腹式管桁架抗侧滑等钢结构项目的精确定位、施工控制和精细施工，大幅提升钢结构焊接质量。钢结构焊缝总长65.5万米， 其中现场焊缝长度约2万米，加工厂焊缝长度约63.5万米。全场焊缝探伤检测一次合格率99.99%，一次返修后全部合格。

首都博物馆东馆工程是城市副中心三大建筑中唯一的一个设计有抗震设施的项目。在位于-9.4米至-7.3米、层高2.1米的隔震层，设计有242个直径为0.9米、1.2米、1.5米三种规格的橡胶支座，通过隔震支座、球铰和滑动支座，降低地震发生时对馆藏文物的影响。技术人员针对常规隔震支座抗倾覆能力差的特点，研究一种新型抗拔隔震装置保护施工技术，采取在建筑外侧四角处围绕单个支墩布置新型抗拔隔震装置，同时附加结构阻尼，一旦发生地震，新型抗拔阻尼器在有压剪状态下侧边阀门打开，不影响支座运动、压剪状态下起到粘滞阻尼器效果、受拉状态下阀门关闭，避免支座受拉破坏，防止建筑倾覆，减小结构地震响应（这段念念，确保没有毛病）。这一技术获得北京市工法，得到了有关部门的赞扬。

首都博物馆东馆西立面

三、精雕细刻，以智能建造技术刻画运河之舟

首都博物馆东馆造型复杂，形似帆船，异性结构多。工程技术人员在项目管理全过程中采用BIM智能建造技术，把深化设计、构件加工、施工组织、现场安装各个环节利用智慧建造平台串联起来。钢结构构件在加工厂采取5G智能焊接技术，提高了加工焊接的质量，质量合格率达到100%。对所有出厂的钢构件粘贴二维码、写上编号。施工时用手机一扫码，就能顺利安装到制定位置。通过空间定位、智能监测，多台大型吊车配合安装，大幅提高了安装精度，加快了施工速度，仅用三个月的时间就完成了按正常工序需要五个多月才能完成的任务，再次刷新了副中心速度！

工程屋面采用装饰铝板和彩釉玻璃，整个工程屋面檐口由4122块金属板组成，这些金属板没有两块是一样的。材料加工、安装和运输都是难题。项目团队在施工前就运用BIM技术进行三维建模，在虚拟的三维空间中搭建出与实体结构1：1比例的模型，拟合完整的挑檐铝板屋面体系，计算出每一块异形曲面铝板的坐标点和参数。加工时，技术人员必须提供最少6组数据给厂家，才能完成一块铝板的加工。4122块屋面檐口金属板，最少需要提供24732组数据。安装时，又必须对号入座，对施工人员的细心、耐心是极大的挑战（找一句类似的合适的话，使句子完整）。

室内装饰也由于博物馆的功能多样，导致装饰材料种类繁多，大量选用A级木饰面作为墙面装饰材料。弧形墙面饰面板施工难度大，精度控制要求高。共享大厅的鱼腹梁格珊数量多达2万多根，大厅地下一层餐厅区顶面采用GRG曲面顶棚，每一块均为不规则形状。为解决精装施工难题，项目采用机器人对结构完成面进行三维扫描，通过建立实体扫描模型进行装饰面层排版，把装饰材料、预埋吊件、吊杆长度、安装弧度、安装高度等均不同的每一根杆件、装饰板都独立开模制作并编号，在施工前又利用BIM技术模拟施工，有效解决了异形结构装饰难题，确保了装饰效果。

首都博物馆东馆文创室

四、不辱使命，以追求卓越彰显“国匠”品质

针对创高优工程的质量目标，项目提前策划，制定了一套完善的创高优措施，开展了以异型钢结构安装技术、超高条板安装技术、隔震体系施工技术等多课题的QC活动。通过理论验算、现场试验、测量等方法，将条板的安装一次验收合格率由83.2%提高到95.86%，实现单根梭形柱最大垂直度偏差小于3mm，最终确保施工按期、按质完成。在QC活动过程中，“1毫米的坚持”的精神尤具代表性：钢结构安装时，QC小组发现人字梁销轴连接节点超厚钢板的焊接变形超出了标准的允许范围，仅仅是1毫米的偏差可能会导致9900吨钢结构的安全隐患。QC小组会同焊接团队进行了详细的分析和讨论，决定重新调整焊接工艺，确保每一处焊缝都达到最严格的标准。

该工程已完成创新成果62项，其中荣获国家实用新型专利26项、国家发明专利4项；《北京城市副中心复杂地层超大超深基坑综合施工技术研究与应用》课题成果达到国内领先、国际先进水平；《首都博物馆东馆大跨度空间曲面钢结构施工技术与应用》达到国内领先、国际先进水平。这些新技术的开发应用，对解决施工难题、提高施工质量，起到了至关重要的作用。

只有将质量文化内化于心、外化于行，才能真正做到在每一个环节中贯彻落实。从全员培训到严格的质量控制，从先进的技术应用到细致的施工管理，每一个环节都体现了对质量的高度重视。在集团和项目全体人员的共同努力下，项目先后获得了全国工程建设优秀质量信得过班组一等奖、北京市结构长城杯金奖、北京市竣工长城杯金奖、中国钢结构金奖、中国钢结构金奖年度杰出工程大奖。项目团队正在为争创鲁班奖全力以赴。