北京大兴国际机场在 6 月 30 日将会竣工。站在外形如同金色凤凰的航站楼里面,脚下的拼花地面和上空的曲线吊顶相互呼应。构成的光影让人们好像站在锦缎之上。这个体量非常巨大的航站楼核心区以及覆盖在其上的自由曲面屋顶,其建设难度可以称得上是世界级的。从这里向四周辐射出的五条候机指廊,同样的工序至少需要重复五遍,施工的难度很大,而更困难的是要与时间进行赛跑。
航站楼核心区内景 白继开摄
从 2015 年 9 月 26 日开始进行基坑开挖,到如今。北京城建集团和北京建工集团的“铁军”将这些难题逐个攻克了下来,于是国之“凤凰”便诞生了。
核心区揭秘
脚下头顶
全是新难题
自由曲面很美,同时也很难。段先军站在高架桥上,望着大兴机场航站楼,脑海中想象着旅客们熙熙攘攘的情景。他心中暗想:大家会不会觉得它很美呢?身为北京城建集团新机场航站楼项目总工程师,段先军被公认为“智多星”,回顾建设历程时,他感慨难度比预想的要高。
难题榜的第一项任务是为建在火车站上的航站楼处理隔震事宜。航站楼采用层间隔震的方式首都机场3号航站楼钢结构 造价,也就是在负一层与负一层顶板之间的结构柱上,安装了 1152 个橡胶隔震支座,其极限位移能够达到 66 厘米。这就如同安装了一个“伸缩阀”,能够阻止震动向上传导。段先军表示,随之而来的一个问题是,与负一层交接的机电管线以及竖向构件,同样需要柔性节点来实现伸缩。层间隔震属于全新的领域,而柔性节点更是从未被研究过。段先军通过日志本记录待开发的柔性节点,在施工的同时进行研发,一共攒下了 16 本日志。
脚下的难题得以解决,紧接着头顶的难题又出现了。在这个世界规模最大的单体机场航站楼的核心区内,存在着八根极为巨大的 C 型柱。C 型柱之间的空间没有柱子,其空间之大,能够装下整个“水立方”。在 C 型柱的上方,是那迷人的自由曲面空间。
这个自由曲面空间主要是由支撑体系以及屋盖钢网架构成的。屋面钢网架的面积达到了 18 万平方米,用钢量达到了 4 万多吨,进行合龙施工是极为困难的。段先军表示,最终的方案是划分出六个较为完整且稳定的受力单元,进行分区施工,接着在高空进行总体合龙。难点在于每个单元都不是完全一样的,变形情况也不同,必须要确保在高空能够合得上。段先军表示,项目团队借助 BIM 系统对 2550 个球节点的变形值进行了计算。通过模拟,找到了平衡状态,并且最终将其付诸实施。他还说,如果把这些计算过程写在纸上,恐怕得堆满半间屋子。
机电设备
数量规模空前
“难”,几乎是每位采访对象的口头语。
副经理张正主管着核心区机电系统。这个系统对航站楼内的舒适度起着决定作用。其安装规模史无前例,包含电气、暖通、给排水、消防等 108 套机电系统。涉及 24.7 万台(套)设备、541 间机房、1800 公里的电缆电线、58 万平方米的风管以及百万数量级的接口。该系统超过目前所有正在运营中的公共机场。
在有限的空间中排布大量的管线,同时还不能让这些管线发生碰撞,这既体现了技术,又展现了艺术。张正表示,他曾经选取了航站楼一层的一个小区域来生成机电管线碰撞检验报告,然而,结果是电脑在瞬间就死机了,原因是碰撞点的数量实在是太多了。
比安装更为复杂的是调试。从今年年初起,张正每天都待在施工现场,对设备逐一进行调试:要查看喷射水炮的反应时间是否在 6 秒以内;要确认空调运行时的环境噪声能否控制在 45 分贝以下;还要了解楼梯间的风压能否满足 45 到 50 帕斯卡……张正表示:“核心区有 178 门喷射水炮,我们在每一门水炮下都进行了无数遍点火测试。”
0.5毫米精度
让曲线最流畅
生产副经理熊计富当年肩负“军令状”来到新机场,明确表示不完成桩基施工就不回家。500 多台设备在 10 万平方米的基坑中紧密排布。他们日夜不停地施工,仅用 112 天就完成了 251 万方土方的施工。同时,还完成了 1392 根护坡桩、75000 延米锚杆和 8275 根工程桩的施工。其中,一根工程桩的高度相当于 16 层楼那么高。
副经理刘汉朝每天都要前往现场查看吊顶的安装情况。14 万块漫反射装饰板,每一块都需要用仪器来核准其点位,目的是确保安装精度能达到 0.5 毫米,从而让曲线看起来最为流畅,就好像是一体生成的一样。
项目经理李建华作为“掌舵人”更是如此。60 万平方米的航站楼核心区,每一个角落都有李建华的足迹。在他的办公室里,挂着一张张进度计划表,这些进度计划表标注着不同的颜色。“这是世纪工程,每个细节都要精益求精。”
从高空俯瞰航站楼,金色屋面的造型与海星极为相似。其核心区如同海星的中央盘,五条指廊则宛如海星的五个腕。李建华告诉记者:“最上层的装饰板数量将近四万块。”为了给新机场航站楼披上这层金色外衣,每个工人平均每天需安装超过 2400 个螺钉,并且要弯腰 5000 余次。这是通过一钉一铆的努力干出来的。
指廊看点
三条下穿隧道
一次浇筑而成
晚上 6 时,郭双朝拿着当日的进度计划表走进了会议室。每晚都会召开一次生产协调会,这是他最为重视的会议。他感慨道:“时间对于指廊而言就是生命线。在 1200 天里,我们每天都在进行着同一件事,那就是与时间赛跑。”
赛跑刚开始,项目部就面临一道“奥数题”。北京大兴国际机场拥有“五纵三横”的交通体系,其中有“两纵”是直接下穿航站楼的中南指廊,分别是轨道新机场线和京雄铁路。并且,规划中的轨道 R4 线也需要在中南指廊下预留出一条隧道。这种情况在全国机场航站楼建设中是首次出现的。
这三条隧道相对独立,其净高达到 11.55 米。对于如何支设模板,这是一个重要的课题。工程部部长孙博进行了介绍。项目部经过反复试验和可行性论证后,决定采用定型“木工字梁”整体模板。这种模板刚度大且重量轻,最重要的是能够定制成 12 米的高度,这样就可以实现一次浇筑“成活”。
精工细做在钢结构施工中有所体现。五条指廊的屋面钢网架,需焊接 8472 个焊接球和 55267 根杆件,所使用的焊丝若依次相连,能够绕地球赤道半圈。为保证钢结构焊接探伤通过率达到 100%,一台超声波探伤仪投入使用。焊接部位内部即便只有针尖大小的气孔、夹渣或裂纹,也难以逃过这台机器的“观察”。
焊工赵庆如拥有 20 多年经验。他说首都机场3号航站楼钢结构 造价,在超声波探伤仪的察验下。所有部位的焊接都通过了。并且是以满分通过的。
金色屋面
是个超级夹心面包
中南指廊的负责人韩晋认为,金色屋面的安装难度堪比“奥数题”。
大家所看到的金色“羽衣”,仅仅是屋面最上层的装饰板罢了。屋面整体实际上是一个有着 13 层的超级夹心面包。韩晋开始细数“面包瓤”,其中有主檩托,还有主檩条,以及次檩托。另外还有防潮隔汽层、岩棉保温层、装饰板钢龙骨、复合金属装饰板等等,种类繁多,不一而足。
因为曲线造型是众所周知的,所以每一块装饰板的尺寸各不相同,每一根龙骨的尺寸也都需要在现场进行测量,测量完分别编好号后再一一对应。在 2017 年的冬天,也就是从 11 月开始,屋面钢板上结了一层薄薄的霜,稍不留意就容易摔倒。郭双朝记得,那时候,每天 6 点,有一支除霜队会爬到屋面上进行人工清霜。只有当霜都消失了,他们才会放心让工人们抬着长达 45 米的装饰板在高空行走。
13道工序
打造中国园“万字符”
八角亭玲珑精巧,廊榭静谧清幽……作为新“国门”,北京大兴国际机场既是中国首都的城市入口,又是传统文化的展示之地。中方设计团队在新机场的设计里引入了中国元素。在这些元素中,最亮眼的部分是五条指廊末端的五个室外庭院。这些庭院以传统“丝绸之路”为主题,分别是丝园、茶园、瓷园、田园和中国园。其中,中国园的文化元素最为丰富。
中国园内的面积为 425.96 平方米,这里几乎包含了中国古建筑的所有样式。其中有八角亭,有六角亭,有游廊,有敞轩,有垂花门,有歇山顶,有硬山顶,还有悬山顶等。这是项目党支部书记李万博所介绍的内容。
2019 年 3 月 12 日,中国园开始进行施工。在那个时候,新机场航站楼的指廊工程已经到了收尾阶段。那些曾经修缮过神武门、慈宁宫花园、午门雁翅楼的古建“匠人”团队,展现出了如同“把大象带出瓷器店”般的谨慎态度,临时把中南指廊中最靠近中国园的登机廊桥移除掉了,然后利用廊桥开口的空间,将混凝土泵管接入进行打灰作业。
这里的每根木头都要经历“一麻五灰”的处理过程,包括斩砍、撕缝、汁浆、捉缝灰、通灰等 13 道工序,并且一道工序都不能缺失。给木头做了 27 年“衣服”的油工徐海涛向记者表示,“一麻五灰”是古建筑彩绘油漆传统做法的典型代表,同时也是古建筑施工最为标志性的做法。中国园里的 1000 个“万字符”也需要 13 道工序。仅涂刷油漆这一项就需要 5 遍,最后贴上金纸才算完工。
核心区项目经理 李建华
“科技解放生产力”
李建华是航站楼建设的“老兵”,他参与过从北京首都机场 T2、T3 航站楼到也门萨那国际机场新航站楼,以及如今的北京大兴国际机场航站楼的建设。他表示,在新“国门”建设中,科技解放生产力是最大的进步,正是因为将最先进的 BIM 系统运用得十分充分,才实现了如此美丽的自由曲面屋顶。他还说,自己需要好好做一番总结,因为先进的管理体系必定是未来的发展趋势。
在建设新“国门”的第四年,李建华由一位普通建设者转变为“网红”建设者。在短视频网站快手上,李建华的粉丝数量不如当红主播,然而在建设领域,他是独一无二的。有人称,李建华做了一件很了不起的事。李建华觉得,自己只是一个能让更多人了解新“国门”的窗口。能得到肯定,我自然会感到高兴。然而,赞美其实也是一种压力,我必须要尽力去做得更好,这样才能够不愧对这份肯定。
指廊项目经理 郭双朝
“每天都在和时间赛跑”
80 后在新“国门”担任项目经理的情况并不多见,而郭双朝就是其中的一位。
2017 年记者第一次采访郭双朝时,给人的印象是他腼腆、内秀且不善于在镜头前自我表达。两年之后,郭双朝依旧话不多,然而话语里所展现出的沉稳和自信却有了明显的增多。郭双朝表示:“这三年的感受是,一年比一年的挑战更大,自己丝毫不敢放慢脚步,每天都在与时间赛跑。”
2016 年,郭双朝担任西边两条指廊的负责人。2017 年,他被提拔为项目经理。他说:“当了项目经理,就不能只专注于眼前的那一部分事情,必须要从整体上进行把握,做好协调工作。”2018 年的主要任务是机电安装和装饰装修。他还表示:“需要协调的事情非常繁杂,就像墙面上预留的三个孔,可能就需要去协调十几家专业分包单位。”
采访当日晚上 8 时 30 分,郭双朝开始进行现场巡查。到了晚上 10 时,他背着月光回到了办公室。他说:“到了交成绩的日子,我们要做得更精致些,不能给自己留下遗憾。”
从0到1
2016年2月25日
深槽区施工。新华社发
2016年9月20日
地下结构工程“跃”出地面。甘南 摄
2017年6月30日
航站楼钢结构封顶。新华社发
2018年1月11日
实现功能性封顶封围后。甘南 摄
2018年12月28日
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