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【特稿】时空叩问——写在“国之重器”浙大超重力项目实验大楼正式交付使用之际

发布日期:2025-01-09 信息来源:轨道交通分局 融媒体中心   作者:胡佳琳 王建贞 龚家卉   字号:[ ]

星河浩瀚,重力无处不在。

大国重器,叩问无尽时空。

在浙江杭州未来科技城,一座建筑宛若来自浩渺宇宙的飞舟,静静地泊于都市的一隅,散发着超越凡尘的光辉。它,就是全球容量最大的超重力场大设施——浙大超重力离心模拟与实验装置项目。

作为“十三五”时期优先建设的十个国家重大科技基础设施之一,面向世界科技前沿、面向国家重大需求的“国之重器”,这一项目全部建成后,能够构建从瞬态到万年、从原子级到千米级的时空尺度,模拟出“一眼万年”“一步千里”的压缩时间和空间的效果。近期,水电十一局承建的项目实验大楼交付使用。

这,不仅是一座建筑的巍然矗立,更是智慧与梦想的璀璨绽放。它让“相去万余里,各在天一涯”的人们,也能感受到“天涯若比邻”的浪漫。

深度达38.3米,如何保持“天坑”最小形变?

在施工现场,三个巨型“天坑”一字排开,蔚为壮观。这些基坑的深度达38.3米,相当于12层的普通住宅楼。

项目指挥长杨士勇深知其难度之大:“深基坑是项目施工遇到的首道难题。虽然对于软基开挖我们不陌生,但这么深的基坑开挖并不多见。”

项目部迅速成立实施领导小组和专家咨询小组,专门负责解决工程中的技术难题。他们的目标只有一个,那就是将这个工程打造成行业的标杆。大家秉持着专业精神与严谨作风,精心构建了一套完善的技术质量管理体系,于细微处见真章,精益求精,追求卓越。

在描述这块场地最初的模样时,项目总工程师杨亚的语气中带着几分诙谐:“这个占地89亩的项目场地,原先大多是沼泽、淤泥和池塘。我们在前期平整场地时,挖机都陷在淤泥里动弹不得,我们还意外挖出了两只乌龟呢!”

由于超重力大设施技术指标在全球处于领先地位,大部分施工内容均无前例可借鉴,这意味着项目团队需要在摸索中前行,在创新中突破。

他们充分展现出工匠精神,严格遵循高起点、高标准、高质量、高效益的“四高”准则,不断对施工方案进行细致入微的推敲、调整与优化,力求每个细节都达到尽善尽美。为确保基坑开挖的安全与质量,项目部特别成立了基坑开挖监测管控小组与技术咨询小组,团队成员之间紧密协作,共同守护基坑的安全防线。

工程技术部年轻的负责人雷亮,是项目建设中的重要角色。他深知基坑开挖每一个细节的至关重要性,时刻对基坑的支护结构进行全面细致的监控。雷亮说:“在挖掘作业中,我们始终保持高度警觉和严谨态度,一旦监测数据超过预警值,监测管控小组立即协同技术咨询小组进行数据分析,并依据分析结果迅速采取应急措施,以确保基坑的绝对安全。”

在一个暴雨倾盆的夜晚,由于项目所在地势较低,场地迅速积水,最深处达半米。面对紧急情况,总工程师杨亚毫不犹豫地带领青年职工冲入瓢泼大雨中,迅速部署应急水泵,并有效调度现有排水设备,成功防止了雨水倒灌基坑。他带领团队每日整理和分析监测数据,精准预测基坑的变形趋势。每当基坑收底的关键时刻,杨亚都会在现场指挥,确保基坑开挖精确平顺。

2021年7月1日,项目部圆满完成了主基坑的土方开挖任务,同时取得了令人瞩目的成就:地下连续墙深层水平位移最大值仅为28毫米,不仅打破了浙江省公共建筑最深基坑的纪录,还刷新了同类深度基坑在变形控制方面的最小纪录,彰显了项目团队卓越的专业能力和精湛的工艺水平。

能抗6级地震,如何练就高强度的“金钟罩”?

因为要安装大型离心机,深基坑要足够牢固,能抗击六级地震压力。

据项目总工程师杨亚介绍,超重力场大设施基础抗振和防水要求高,设备基础由3.45米厚高强度大体积混凝土构成,施工期温度控制、地下结构防水难度大。尤其基坑开挖深度近40米,换撑技术复杂。

混凝土运输和供应问题让杨亚倍感棘手。据他介绍,工程坐落于S15省道与东西大道交叉口的东南角,东边紧邻河道,西侧唯一通行的市政道路正忙于高架桥施工,车流量密集,加之项目内部施工道路呈环形设计,导致混凝土运输和供应因单向进出而受限。项目指挥长杨士勇说:“除了运输和供应的难题,混凝土浇筑质量也是我们关注的重点。因为它既是展示我们技术水平的良机,也是在国家重大科技项目中塑造品牌形象的关键所在。”

为了确保混凝土坚固耐用,项目技术人员进行了全面深入的研究和讨论,决定以混凝土60天的强度作为设计、评定和验收的标准。同时,为了减少混凝土内部的水化热,他们精心设定了拌合过程中的用水量、水泥量、粉煤灰掺量、矿粉掺量等关键参数,通过不断的试验和调整,确保混凝土的各项性能指标达到最优状态。

杨亚强调:“混凝土配合比的优化,是确保工程质量的基础。只有科学合理的配合比,才能确保混凝土在强度、抗渗性和可泵性等方面均表现出色。”项目部不仅注重混凝土的内在性能,还合理选择外加剂和原材料,确保混凝土的整体性能达到最佳。此外,他们还对原材料的进场检验进行了严格要求,以达到质量最优。

十月的杭州,最高温度仍达32摄氏度,这对大体积混凝土内部温度与表面温度的控制提出了严峻考验。为了攻克这一难关,项目部积极采取措施,在整个设备基础内预埋了长达4万多米的冷却水管。混凝土浇筑期间,杨士勇几乎每天都守在工地,监督冷却系统的运行情况,确保每一环节都万无一失。为了实现对混凝土内部温度的精确监测与控制,项目部采用了先进的热敏电阻作为温度传感器,实现了对温度的精准控制。

谈及混凝土如镜面般的外观效果,项目质检员徐大鹏的脸上洋溢着自豪。他表示:“从方案的拟定、实施到浇筑,项目部的每一位同事都付出了巨大的努力。技术质量部门、施工管理部门更是夜以继日地奋战在工地上,确保了每一阶段的混凝土浇筑都能在预定的时间节点内通过质量验收。”

当业主在现场验收中对混凝土浇筑质量给予高度评价时,项目职工所有的辛苦与努力都化为了满满的成就感。他们知道,这不仅是对工作质量的认可,更是对“飞舟”未来无限可能的期许。

长144米的双曲面钢网壳,如何编织“飞舟”超炫屋面?

超重力实验大楼高25米,面积堪比8个网球场。它的设计灵感来源于对未来的无限遐想,造型新颖、科技感强。

实验大楼的屋面采用了复杂的钢网壳+楼承板薄壁混凝土结构,钢网壳以双曲构造形式展现,长144米、宽75米、最大跨度44米,总用钢量高达1300吨,仿佛一艘即将启航的“宇宙飞船”。

面对这一安装工序复杂、精度严苛、单跨距超40米的工程,项目常务副经理刘玉涛感慨:“结构的独特性前所未见,无疑是一场充满挑战的探索!”自项目启动之初,刘玉涛便与技术团队并肩作战,从方案的最初构思到现场布局、工艺革新、精准测量、施工时序、质量控制、安全保障及应急规划,他无不亲力亲为,力求方案的最优化。

原定的屋面钢网壳施工策略是由北向南推进,然而当施工至第9跨时,第10跨跨度达到12米,超出了现有操作平台的承载范围。面对这一突发难题,刘玉涛迅速响应,与业主、设计团队紧密沟通,果断调整策略,改为由南向北施工,从而确保了第10跨钢结构的完美合龙。

对于另一项棘手任务,杨亚记忆犹新:大厅内部三个离心机天坑,与高25米的屋面钢结构形成了超50米的高差,而大厅两侧的空间限制又使得汽车吊无法使用。对此,杨亚带领项目团队主动出击,与业主协商后,决定在200吨行车上搭建起盘扣式脚手架,将其作为操作平台进行原位拼装,既有效控制了成本,又确保了所有钢构件能够顺利吊装到位。

钢网壳之上,是承载着13厘米厚混凝土的楼承板,跨度达到44米,最陡处倾角达60度,加之多专业交叉作业与工序衔接复杂,施工难度极大。项目团队采用“立体+平面”的交叉作业模式,巧妙利用有限的施工空间与时间资源,实现了施工流程的紧密衔接,极大地提升了施工效率。

最终,在全体职工的共同努力下,项目钢网壳屋面于2023年6月5日提前圆满合龙。刘玉涛说:“每一次挑战都是成长的契机。这次的成功,是我们团队智慧与汗水的结晶,也是我们继续前行的动力。”

与此同时,项目部充分发挥党建引领作用,推动开展了劳动竞赛活动。成立“党员先锋队”“党员技术攻坚队”“青年突击队”,激励党员干部铆足干劲、勇于担当、冲锋在前。

借助工程技术的创新驱动力,浙大超重力项目在深基坑开挖技术、高性能清水混凝土应用、曲面大跨度钢结构混凝土屋面的建造,以及施工过程的智能化监控等方面取得了突破性进展,成功研发出一系列实用技术,为同类工程的设计与实施树立了典范,提供了极具价值的参考与借鉴。

从“嫦娥”轻抚月尘,到“奋斗者”深潜海沟;从“北斗”指引方向,到超重力设施傲立余杭……每一项成就都如同璀璨星光,点亮了人类探索未知的征途,书写着科技强国银河中的奇迹。

他们,来自黄河中流,为初心使命而战。

他们,助力“国之重器”,叩问未来的无限可能!

浙大超重力项目实验大楼

主机室基坑

屋面钢壳网施工






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