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寶雞市青少年科技活動中心設計... 閱讀 6143 次 依靠科技創新建設千年寶剎—法門寺合十舍利塔工程
摘要：法門寺合十舍利塔工程是陜西省委省政府確定的重點項目。陜建集團按照省政府的要求，盡全力將合十舍利塔工程打造成“千載佛家圣地，萬世人文經典”和“陜西第二文化符號”。...
依靠科技創新建設千年寶剎—法門寺合十舍利塔工程
陜西省土木建筑學會副理事長、陜西建工集團副總經理、總工程師薛永武的講話：
主題：依靠科技創新 建設千年寶剎
時間：二〇〇九年五月陜西建工集團總公司
法門寺合十舍利塔工程是陜西省委省政府確定的重點項目。陜建集團按照省政府的要求，盡全力將合十舍利塔工程打造成“千載佛家圣地，萬世人文經典”和“陜西第二文化符號”。
該工程2007年4月8日開工，2008年元月8日主體封頂，原計劃2008年8月8 日完工開放，由于資金等原因，確定新的時間為2009年4月20日完工。
2009年4月20通過竣工綜合驗收。2009年5月9日隆重舉行合十舍利塔落成典禮、佛指舍利安奉 典禮 。
我的匯報分為三個部分：
1. 工程基本情況
2. 合十舍利塔核心施工技術研發與創新
3. 綠色施工與領導關懷
1 . 工程基本情況
1.1 工程位置
工程所在地——位于陜西省寶雞市扶風縣法門鎮。距西安市110公里，寶雞市90公里。
1.2 總體規劃
法門寺佛教文化景區建設總體規劃分為：佛教文化展示區和綜合服務區兩大區塊。規劃區總面積9平方公里。其中，佛教文化展示區又分為：佛、法、僧三分區。
本次承建的法門寺合十舍利塔工程即為規劃中的佛區部分，占地面積約3000畝。
1.3 工程簡況
佛區部分包括：主塔區、佛光大道區、山門區三個單位工程。
佛光大道長1.27km，寬108m 。
山門區由佛光門、般若門、菩提門、圓融門及東西廣場組成。山門總建筑面積為約70000㎡。
1.4 建筑設計
法門寺合十舍利塔主體建筑根據使用要求，并結合佛教教義進行了合理的設計和布局。
主塔居中，塔身上部左右分開，雙向折線往復傾斜，然后在頂端合攏。立面呈雙手合十造型。雙塔外側為鋁板幕墻鑲配轉角玻璃，內側為萬佛龕。
四周裙樓為蓮花臺基造型，干掛石材外裝。
主塔布局：
地下室為佛指舍利瞻奉大廳；
一層為大雄寶殿（化身佛殿）；
二層為報身佛殿；
三層為法身佛；
頂部為許愿橋、摩尼珠和塔剎。
1.5 結構形式選型
根據建筑平面及空間布置，本工程塔樓主體結構形式選擇勁性鋼筋混凝土框筒組合結構，充分吸取鋼結構和混凝土結構兩者之優點。
周邊裙樓主要采用鋼筋混凝土框架結構。局部則根據不同情況采用型鋼混凝土組合結構。
型 鋼： 采用Q345GJ-C低合金建筑結構鋼；
鋼 筋： 采用HRB335、 HRB400級鋼筋；
混凝土： 主塔采用C60高強混凝土。
裙樓采用C35混凝土。
結構體系： 勁性鋼筋混凝土筒體組合結構
高層建筑高度級別： B
結構重要性系數： 1.1
結構的設計使用年限： 100年
結構安全等級： 一級
抗震設防類別： 乙類
抗震設防烈度： 7度
結構抗震等級： 框架一級，筒體特一級
地基基礎設計等級： 甲級
建筑樁基安全等級： 一級
建筑場地類別： Ⅱ類
耐火等級： 一級
1.6 工程責任主體
工程名稱：法門寺合什舍利塔工程
建設單位：法門寺文化景區建設有限公司
監理單位：陜西中建西北工程監理有限公司
設計單位：大原建筑設計咨詢上海有限公司
上海建學建筑與工程設計所有限公司
中國建筑西北設計研究院有限公司
施工總承包單位：陜西建工集團總公司
參建單位：陜西建工集團三公司
陜西建工集團五公司
陜西建工集團機械施工公司
陜西建工集團設備安裝公司
陜西建工集團承包八部
陜西省華山路橋工程公股份有限公司
2.合十舍利塔核心施工技術
研發與創新
研發與創新
2.1 工程特點
本工程就整體而言，突出地具有“難、高、緊”的特點。
難——雙塔雙折異型超高建筑；
高——結構100年耐久性要求；
緊——三分之一超短施工工期。
2.2 工程難點分析
本工程的特點形成了施工的難點。
雙塔雙折異型，且總高148m、型鋼混凝土結構部分127m的超高設計，目前國內尚無先例。在建筑上是一個創新，在結構上是一個挑戰。——超限審查專家王亞勇語。
因此也就在施工過程中的結構穩定性保證、模架體系選擇、大傾斜鋼構吊裝、施工三維測量定位、混凝土超高泵送等技術方面，給施工帶來了諸多的難度。
超常規的100年結構耐久性設計，一方面要求鋼構部分的對接焊縫為質量等級一級，評定等級一級。這超過了國內奧運工程之一。——鳥巢的設計要求。（其為質量等級一級，評定等級二級）
另一方面要求混凝土澆注的表面裂縫寬度不能大于0.1mm，這也高于一般混凝土結構表面裂縫寬度不大于0.3mm的標準。
本工程的正常工期無施工定額可以直接套用。據設計方估算的合理施工工期應超過四年，實際合同工期僅為一年半。其中主體結構地下部分為三個月，地上部分為六個月。加之工程邊設計邊施工，前期準備不十分到位，對過程中各分項工程施工質量驗收一次合格率提出了更高的要求；同時也給關鍵施工技術突破，以及立體交叉施工的安全性增加了難度。
2.3 高起點高標準目標策劃
鑒于法門寺合十舍利塔工程重要的社會意義和特殊的社會影響，集團總公司對此給與了高度的重視。從工程一開始就堅持高起點、高標準地進行管理目標策劃——將該工程列為集團重點核心工程，明確工程的質量目標是：確保省級優質樣板工程，即“長安杯”；爭創國家優質工程“魯班獎”，“全國新技術應用示范工程”。
在工期目標上全力確保按期交付使用，實現省政府的要求；現場管理目標為創建省級文明工地、國家級科技應用示范工程；用戶目標是全方位、全過程地為用戶提供至誠至美的服務，把合十舍利塔項目建設成用戶和社會的放心工程、滿意工程。
2.4 加強對工程建設的組織領導
一、根據法門寺合十舍利塔工程規模特別大、施工難度特別高、工期特別緊的特點，為了加強對工程的組織、協調、領導，實現優質、高效、安全的目標，集團總公司成立了由總經理任組長、集團各參建單位、科研院所、職能處室的主要負責人擔任成員的工程創優領導小組。
同時成立了以總工程師為組長的法門寺施工技術攻關領導小組，成員由各參建單位總工程師和集團科技研發中心組成。
二、確定了由集團總公司總承包的管理模式，集合集團優勢資源，加強現場協調管理，抽調優秀人員組建成立了總承包項目經理部，任命集團副總經理、總工程師擔任總承包項目經理部的總經理，挑選了三公司、五公司、機械施工公司、安裝公司、集團總公司承包八部、華山路橋公司等單位，組成強有力的現場施工力量，在總公司項目經理部的統一組織下，步調一致，協同作戰，共同打造集團品牌。
2.5 全面實施科技攻關
合十舍利塔工程是集團總公司成立以來承接的最大項目，涉及的施工技術也是最難的項目。鋼構、砼、模板、鋼筋均屬非常規施工，其技術難點多數也是國內土木工程方面的前沿研究課題。從課題研究到施工準備，乃至工程施工都是一個復雜的多專業交叉的系統工程。
根據工程的實際狀況，項目部首先確定了技術攻關的整體思路——堅持實施“三個結合”， 即設計與施工相結合、科研與項目相結合、專家與專業工程技術人員相結合。把施工的難題作為技術攻關的課題，形成相應的施工工藝標準，并在此基礎上制訂出相應的施工技術方案，在反復研究論證實踐的基礎上最終形成企業自有的施工工法。
具體實施措施：
一是，科技攻關領導小組下設置總工辦公室，將集團內一流的技術管理人員匯集起來，在科技攻關領導小組的具體指導下，定期進行討論，確定技術攻關課題、組織科研論證、研討施工技術方案。
二是，聘請了多位各相關專業的國內知名專家作為項目的技術顧問，對課題的立項、論證、研究及成果匯總，給予全面指導。
專家顧問團
葉可明（中國工程院院士）
徐永基（西北建筑設計院原總工程師）
趙玉章（中國建筑學會模板與腳手架專業委員會, 常務副主任兼秘書長）
郝際平（西安建筑科技大學研究生院院長）
王社良（西安建筑科技大學特聘教授）
崔慶怡（陜西省建科院總工顧問、混凝土專家）
陳涉生（陜西省建科院混凝土所所長）
張宣關（陜西省建科院鋼結構所所長）
申善強（省建筑業聯合會秘書長）等
三是，采取“走出去、請進來”的方法，先后前往北京、上海、廣州、哈爾濱等地調研學習100多人次，回來后反復進行內部方案討論，另外還先后邀請工程院士、結構大師等10多位專家，以及中國建筑科學研究院、機械科學研究院哈爾濱焊接研究所、中國西北建筑設計研究院、清華大學、西安建筑科技大學、北京模架協會、陜西省質監站、寶雞市質監站等多家單位的專業技術人員，組織召開技術研討和方案論證。
科研協作單位：
清華大學
建筑科技大學鋼結構研究所
陜西省結構研究所
中國模架協會
陜西省建筑科學研究院
中國西北建筑設計研究院
四是，先后多次派出技術人員，前往上海設計院溝通了解設計情況。積極主動與設計院就設計圖紙溝通討論，發現問題及時提出建議，使設計方案更加優化。
五是，為解決施工工藝難題，驗證方案的可行性和實施效果，在施工現場對工程鋼筋、模板、混凝土進行了足尺模擬試驗，檢驗了高支模大體積混凝土墻體及墻內箱型鋼柱的混凝土澆注等施工方法及效果。
在工程施工技術攻關領導小組的統一領導下，項目部已逐步形成了從分析工程難點、確定研究課題、論證施工方案、開展科研攻關、指導施工、完善方案，到最終編制企業施工工藝標準和工法的一套科學完整的技術工作流程，既促進了項目的科技創新工作，也進一步發展豐富了集團的技術儲備。
截至目前，進行的重點課題研究有30項，已形成的施工方案有138個。這些施工方案陸續成為企業工藝標準和工法，其中，七項工法已通過省級工法評審。另外，還有四項科研成果已申報新型實用技術專利。有五項工法申報國家級工發。
2.6主要施工工藝及技術方案：
具體施工特點與要求：
結構雙向傾斜，控制點難以垂直投遞。
受氣溫、日照、風載影響，各部位坐標均處于變化之中，不易精確定位。
隨著結構自重的增加，結構將產生復雜的變形。
鋼構工程量大，總重約16000噸。
在54米標高處，單榀桁架最大起吊重量27.5噸。
焊縫質量設計等級高、驗收標準高，現場作業環境差。
使用大型專業計算機軟件，按照施工圖完成三維建模后，再根據不同施工階段的實際工況條件，進行模擬計算分析，得出結構構件的受力情況和施工變形預調值，用于指導現場的鋼構吊裝施工，以及后續的鋼筋、模板工程施工。
通過使用專業計算機軟件，建立構件的三維坐標系，然后用基準柱測控標識計算構件坐標，在柱各側面上貼反光貼片，用雙機通過外控網對構件在三個方向精確定位。
雙機抬吊
在主塔的施工塔吊選擇時，為了降低電力消耗，選定了兩臺480塔吊與兩臺320塔吊，分兩組搭配使用。在超重構件吊裝時，由于同組兩臺塔吊型號不同，同一性能指標的參數有所差異，使得雙機抬吊的操作要求非常高。因此實施前，除在計算機上反復進行空間模擬操作外，還組織相關技術人員充分討論雙機抬吊方案和操作細節。確保了抬吊的成功實施。
焊縫總長20萬米，全部對接焊縫為質量等級一級，評定等級一級。受野外作業、溫差變化等影響，現場工況下不易達到要求。
焊接方法：對稱施焊、二氧化碳氣體保護、多層、多道施焊。
消除殘余應力：后熱處理
為保證質量，項目部根據當地近十年來的氣象條件調查資料，專赴哈爾濱進行了-10℃低溫條件下焊接工藝評定。在取得工藝突破后，進行了仿真實驗和評定。
焊工培訓與選拔：全國范圍內選拔優秀焊工，通過試焊訓練和考核，按能力定崗。
臨時水平連接桁架是本工程主塔主體施工過程中，為保證結構穩定性設置的臨時輔助設施。主塔施工完成后，需予以卸載拆除。
由于主塔結構的特殊性，卸載時主體結構的受力方向不同于以往常見的重力方向，而為水平方向。對此，項目部專門研究制定了加熱置換水平放張卸載技術方案，并邀請了各相關專業的專家多次對方案進行討論論證，保證了這一專項施工方案的完善性和可行性。
現場實施的各階段中，相關數據經設計方審查，認為各階段實測結果與方案預計結果的符合性很好，卸載是成功的，主體結構安全性未受影響。
根據主塔主體結構位形觀測結果，到目前為止，位形變化最大處（74m標高指根處東西方向）的偏差為26mm。
混凝土配合比研究
現場建立高標準的試驗室；與集團科技研發中心合作，進行高強高性能高流態C60混凝土配合比研發
-15度超高泵送混凝土配合比技術的研發
現場建立高標準的試驗室；與集團科技研發中心合作，進行高強高性能高流態C60混凝土配合比研發
-15度超高泵送混凝土配合比技術的研發，混凝土質量過程控制的重點要素
購置電子含水率快速測試儀，檢驗砂石含水率；
采取合理的冬季施工措施，確保混凝土攪拌質量；
采用先進的電子測溫技術，控制大體積混凝土內外溫差，減少混凝土表面收縮裂縫；
利用超聲波檢測技術，保證箱形柱內混凝土澆注的密實度。
基礎筏板混凝土施工
筏板混凝土量12.950 m3 ，底板總厚度8米，分三次澆筑。澆筑厚度分別為3米、3米、2米，創造了省內現場攪拌混凝土日澆筑量2300立方米的最高紀錄。澆筑后未發現質量缺陷。混凝土強度均達到設計要求，澆筑性能良好。在基礎部位超大體積混凝土施工過程中，進行了大量試驗，積累了技術數據、豐富了施工經驗。
汶川5.12地震后的全面檢查
扶風的地震烈度報告為6度
現場震感明顯，塔剎擺幅有1m以上，施工電梯軌道嚴重變形。
3、綠色施工與領導關懷
本工程自編制施工組織設計開始，就將節能減排綠色環保作為重要的著眼點，從材料選擇，施工工藝確定，到施工現場管理等諸多方面都給與了充分的重視與兼顧。
3.1 優化混凝土配合比、最大限度減少CO2排放量
本工程設計中， ±0.000以下采用的是C35混凝土， ±0.000以上主要采用的是C60高強混凝土。
作為其主要材料的水泥，在生產過程中不但要耗費較多的能源，而且還要排放出大量的CO2廢氣。因此我們將減少水泥用量作為首選的攻關課題加以研究。
通過科研和對比實驗，優化混凝土了配合比。 C35配合水泥用量由330kg優化到260kg。每立方米節約水泥70kg；C60配合水泥用量由500kg優化到395kg。每立方米節約水泥105kg。
根據計算，C35混凝土節約水泥約6000噸。C60混凝土節約水泥約6400噸。
3.2 節約鋼材
本工程的核心部分——合十舍利塔主塔，為勁性鋼筋混凝土結構。該結構充分發揮了鋼材的性能，加之較為合理的鋼骨布置，使得設計含鋼量僅為4.2％左右。較之普通鋼筋混凝土結構，大大降低了鋼材的用量。
同時，對于大量的箍筋綁扎，采用新的箍筋對焊工藝，及鋼筋直螺紋連接工藝，僅在±0.000以下節約鋼材130多噸；
3.3 節約木材
針對本工程建筑造型的特點，創新發明了如前所述的新型爬模體系。減少了方木的使用量，而且降低了吊裝損耗，提高了木模板的周轉率及支模功效。
為了實現項目的節能降耗，設計中采用了地源熱泵技術，以及節能的中空玻璃。
施工現場管理中，在節水方面，結合現場文明施工管理，設置了雨污水回收池。回收水經沉淀后，用于車輛沖洗，以及路面降塵。
在節電方面，除落實各項節電管理措施外，重點對塔吊等各種大型施工進行精心計算，合理選擇設備型號，減少浪費。
一方面，對各種進場材料設備嚴格把關，任何不符合國家環保要求的材料設備，一律不得使用，并做退場處理。
另一方面，對現場集中堆積的土方，用密目網覆蓋；對混凝土攪拌站實施隔離，在水泥罐上安裝除塵裝置等措施減少環境污染；對施工噪音則執行嚴格的控制標準，盡量減少對鄰近居民的干擾。
通過創建資源節約型項目，營造環境優美型工地，既塑造了項目文化，又提升了企業品牌。
結束語
法門寺合十舍利塔工程是將傳統文化和現代藝術緊密結合的一個標志性建筑，彰顯博大精深的佛教文化和現代建筑的宏大氣勢。
通過承建法門寺合十舍利塔，使我們對特殊工程的技術攻堅工作，找到了方法，形成了思路，為我們今后施工類似工程打下了基礎。
陜建集團在法門寺合十舍利塔工程建設中，接受了挑戰，經受了考驗，鍛煉了隊伍，培養了人才。提升了集團的品牌。借此機會，衷心感謝所有關心、支持法門寺合十舍利塔建設的領導、專家、科研單位和各參建單位。
(本文來源：陜西省土木建筑學會 文徑網絡：文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)
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