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　　由中鐵建工集團(tuán)承建的于家堡站是中國(guó)第一條高速城際鐵路——京津城際高鐵延伸線的新建終點(diǎn)站,工程總建筑面積86168平方米，為全地下工程。工程設(shè)計(jì)空間大，造型新穎獨(dú)特，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，技術(shù)含量極高。為了把于家堡站建成高鐵站房中的精品，中鐵建工集團(tuán)北方工程有限公司項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持以科技為先導(dǎo)，強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，不斷挖掘和釋放技術(shù)潛力，在建設(shè)過(guò)程中攻克六大難關(guān)，并創(chuàng)造了六項(xiàng)“國(guó)內(nèi)外之最”，鑄造了“技術(shù)精品”，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域多項(xiàng)空白，站房綜合施工技術(shù)更是被中國(guó)工程院評(píng)為國(guó)際領(lǐng)先水平，堪稱(chēng)高鐵站房建設(shè)的“工法博物館”。

　　一、地連墻綜合施工技術(shù)攻克65米超深地連墻施工難關(guān)

　　于家堡站是全地下式車(chē)站，三面環(huán)海河，地質(zhì)情況十分復(fù)雜。于家堡站地下連續(xù)墻深度達(dá)到地下60米，最深處65米，有“T”“Z”“L”“一”字形等多種形式，地連墻成槽、鋼筋籠加工、吊裝及接縫處防滲漏等要求極高，給施工帶來(lái)了極大難度。為保證地連墻的施工質(zhì)量，確保土方開(kāi)挖時(shí)的安全，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)成立了課題組，充分開(kāi)展試驗(yàn)，取得土質(zhì)、地下水位、泥漿比重、成槽垂直度控制、成槽速度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)后訂制了專(zhuān)項(xiàng)施工方案，并邀請(qǐng)清華大學(xué)、天津大學(xué)等高校專(zhuān)家對(duì)施工方案進(jìn)行了多次論證。通過(guò)采用18米深水泥攪拌樁穿過(guò)淤泥層0.5米對(duì)地連墻兩側(cè)槽壁進(jìn)行加固、三抓成槽工藝、泥漿配比優(yōu)化、地連墻防繞流及鋼筋籠整體加工分段吊裝等技術(shù)，高質(zhì)量完成了圍繞整個(gè)基坑一圈周長(zhǎng)為1435米的“地下城墻”。在后期的土方開(kāi)挖階段地連墻垂直度偏差極小，也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)滲漏水的現(xiàn)象。地連墻施工速度和施工質(zhì)量獲得了業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的高度評(píng)價(jià)。由項(xiàng)目組織編寫(xiě)的《60MT型地連墻垂直度控制技術(shù)》獲國(guó)家級(jí)QC成果二等獎(jiǎng);《淤泥層、砂層中60米地連墻施工技術(shù)》獲中施企協(xié)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國(guó)中鐵科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

　　二、精度控制技術(shù)攻克HPE液壓鋼管柱施工難關(guān)

　　在蓋挖區(qū)鋼管柱設(shè)計(jì)直徑1.4米、長(zhǎng)度29米，單根重量最大為48噸。鋼管柱作為蓋挖施工支撐柱，需插入到AM擴(kuò)孔灌注樁內(nèi)3米。由于鋼管柱位于鐵路線間，根據(jù)高鐵限界要求，設(shè)計(jì)要求鋼管柱垂直度為1/600-1/1000。面對(duì)如此巨大鋼管柱吊裝和地下垂直定位的精度要求，鋼管柱的施工難度巨大。因?yàn)槊恳桓摴苤鶎?duì)應(yīng)一根灌注柱，它的定位是唯一的，一旦施工有偏差將無(wú)法挽救。為保證鋼管柱施工質(zhì)量，技術(shù)團(tuán)隊(duì)前后組織了大小13次專(zhuān)家論證會(huì)，并利用計(jì)算機(jī)模擬施工。通過(guò)反復(fù)論證，最終選擇使用HPE樁機(jī)對(duì)鋼管柱進(jìn)行液壓施工。首先測(cè)量人員按照精益求精要求，使用全站儀找好點(diǎn)、定準(zhǔn)位，然后調(diào)整HPE樁機(jī)就位并兩次對(duì)中，以便于鋼管柱下壓時(shí)位置準(zhǔn)確及下壓過(guò)程中的精度調(diào)整。鋼管柱就位后利用全站儀進(jìn)行第二次定位，確認(rèn)無(wú)誤后在鋼管柱法蘭盤(pán)X、Y兩個(gè)方向分別安放垂直度偏差傳感儀器裝置，并根據(jù)目前已經(jīng)垂直定位的鋼管柱進(jìn)行垂直度和初始數(shù)值的設(shè)定，將傳感器數(shù)據(jù)線連接至HPE機(jī)主機(jī)進(jìn)行鋼管柱施工。鋼管柱在下壓過(guò)程中隨時(shí)根據(jù)傳感器所測(cè)數(shù)值進(jìn)行垂直度調(diào)整。考慮到從灌注柱澆筑完成到組織鋼管柱下插到位的時(shí)間及預(yù)留10個(gè)小時(shí)的應(yīng)急處理時(shí)間，灌注樁砼的初凝時(shí)間調(diào)整到36小時(shí)。據(jù)此難點(diǎn)與混凝土公司多次進(jìn)行超緩凝混凝土配置試驗(yàn)，調(diào)整混凝土配合比。通過(guò)不斷努力，最終100根HPE液壓鋼管柱垂直度全部在1/600-1/1000的范圍，滿足了站房行車(chē)限界要求，完美地解決了超長(zhǎng)、超重鋼管柱在蓋挖逆作中精度控制的難題。

　　三、半順半逆及臨時(shí)鋼便橋施工工藝攻克基坑施工難關(guān)

　　站房工程基坑開(kāi)挖期間的出土效率是保證主體工程進(jìn)度的前提。經(jīng)事先論證比對(duì)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為普通龍門(mén)吊出土方式完全達(dá)不到配合進(jìn)度的時(shí)限要求，而且項(xiàng)目要比最初規(guī)劃推遲一年進(jìn)場(chǎng)，工期十分緊迫。更為不利的是，周邊四家單位負(fù)責(zé)的市政配套工程已全面展開(kāi)施工，致使項(xiàng)目施工區(qū)域處于被“全面包圍”狀態(tài)，難以滿足正常大面積出土施工的條件。如何實(shí)現(xiàn)“土方開(kāi)挖、材料運(yùn)輸、工期追趕”三管齊下成為亟待解決的難題。技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)“BIM空間3D建模”分析，提出了“以技術(shù)趕工期，向創(chuàng)新要效益”的思路。在基坑施工階段采取了“半順半逆的施工工藝”，即先進(jìn)行負(fù)一層土方明挖作業(yè)，然后施作中板有筋墊層，在墊層上吊裝負(fù)一層鋼骨，鋼骨安裝完成后施工中板結(jié)構(gòu)，待中板結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行負(fù)一層鋼筋砼的施工，同時(shí)進(jìn)行負(fù)二層土方開(kāi)挖及結(jié)構(gòu)施工。根據(jù)以上施工總體思路，為科學(xué)合理組織施工，項(xiàng)目自主創(chuàng)造了鋼便橋，即從地面層修筑了一條寬10米、跨度54米的鋼便橋直通中板，然后從中板修筑臨時(shí)出土通道直達(dá)負(fù)二層，這樣土方車(chē)輛就可以直接到出土作業(yè)面，使原來(lái)蓋挖出土改為了“明挖”，日出土量最多可達(dá)5000立方米，是普通龍門(mén)吊出土量的10倍，極大提高了出土效率。地下結(jié)構(gòu)施工期間頂板鋼骨梁、模板、鋼管等材料也均可利用鋼便橋直接到達(dá)所需位置。鋼便橋的創(chuàng)新不僅大大縮短了施工工期，也大量減少了現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械使用等費(fèi)用，有效降低了施工成本。

　　四、科研合作攻克大跨度單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè)難關(guān)

　　于家堡站“貝殼”型大跨度穹頂，南北向長(zhǎng)143.9米、東西寬度80.9米、最高點(diǎn)離地面25.8米，重量達(dá)4200噸，相當(dāng)于半個(gè)埃菲爾鐵塔的重量。穹頂主要桿件采用36根正螺旋和36根反螺旋變截面曲線鋼箱梁相互交叉連接，中間卻沒(méi)有任何支撐物，全部是鋼結(jié)構(gòu)承重，全靠周邊36個(gè)基座施力，且鋼結(jié)構(gòu)有1000多個(gè)不同節(jié)點(diǎn)、2000多個(gè)不同桿件，每連接一次就要變換一次方向。但普通的高空散裝很難保證精確度，也沒(méi)有以往施工工藝可資借鑒。為保證鋼結(jié)構(gòu)的精確性和穩(wěn)定性，技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇與天津大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)科研團(tuán)隊(duì)合作，成立了15人的課題攻關(guān)小組，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全程研發(fā)和監(jiān)控，圍繞鋼結(jié)構(gòu)穹頂支撐課題進(jìn)行了多達(dá)83場(chǎng)大小論證會(huì)。經(jīng)多番嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)論證，最終采用“地面拼裝、部分散裝、中心提升”的方案，即將鋼結(jié)構(gòu)穹頂在地面拼裝好后，再設(shè)置21個(gè)提升點(diǎn)，分區(qū)域、分步驟地實(shí)現(xiàn)同步提升。2013年9月25日，穹頂鋼結(jié)構(gòu)整體提升，在各種數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，順利到達(dá)預(yù)定位置，標(biāo)志著項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)完成了國(guó)際首例大跨度單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)的安裝。因其結(jié)構(gòu)獨(dú)特，在提升中引入全過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)外，還設(shè)立了全球首例“全壽命健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，對(duì)穹頂鋼結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步保證了鋼結(jié)構(gòu)的使用安全。2014年站房穹頂鋼結(jié)構(gòu)被中國(guó)工程院認(rèn)定為國(guó)際領(lǐng)先水平，并攬獲中國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)工程質(zhì)量最高獎(jiǎng)——中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)。

　　五、精細(xì)作業(yè)精準(zhǔn)控制攻克異形透明膜結(jié)構(gòu)安裝難關(guān)

　　基于采光和穹頂承重考慮，于家堡站穹頂采用了鋼結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念。該ETFE膜材料兼具采光性好、安全系數(shù)高、質(zhì)量輕、自潔性能優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)。其與水立方膜結(jié)構(gòu)材質(zhì)相同，但于家堡站是國(guó)內(nèi)第一家在ETFE膜上使用異形安裝的項(xiàng)目，安裝施工的難度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水立方的規(guī)則六邊形施工。站房穹頂安裝膜的總面積7060平方米，被正反螺旋梁分為783個(gè)大小不一的氣枕，其中最大的約42平方米，最小的僅0.5平方米。考慮到膜的價(jià)格昂貴、購(gòu)置時(shí)間長(zhǎng)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)深化設(shè)計(jì)，在鋼結(jié)構(gòu)安裝之同時(shí)，由專(zhuān)人用了兩個(gè)月時(shí)間對(duì)每一個(gè)氣枕膜的尺寸進(jìn)行了高精度測(cè)量定位。在安裝時(shí)，施工人員分成5個(gè)小組進(jìn)行逐一安裝，每個(gè)組由3至5人組成，并安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)安全檢查，全工作段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控拍照，做到誰(shuí)破壞誰(shuí)負(fù)責(zé)。此外，為避免氣枕膜被尖銳物體劃傷，在氣枕膜上安裝了支架，防止鳥(niǎo)類(lèi)停歇等造成不必要損害。還在頂部中央?yún)^(qū)域的18塊氣枕膜周邊安裝了440度電阻絲，有效解決了防火和氣體排放的問(wèn)題。項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)用科學(xué)與集體的智慧讓“鳥(niǎo)巢”和“水立方”在海河之濱實(shí)現(xiàn)了完美融合，“中國(guó)最美麗高鐵站房”呼之欲出。

　　六、大面積異形水磨石綜合施工工藝攻克防開(kāi)裂養(yǎng)護(hù)難關(guān)

　　與其它公共場(chǎng)所通常選用的大理石地面不同，于家堡站進(jìn)站廳、負(fù)一層候車(chē)大廳和公共通道均鋪設(shè)的是大面積仿白麻顏色菱形分格的精美水磨石，與穹頂菱形ETFE膜呼應(yīng)，整體風(fēng)格簡(jiǎn)潔順暢，渾然一體。但由于地面下部為地采暖，需要鋪設(shè)保溫板進(jìn)行隔熱，且大面積的單塊水磨石以及額外荷載極易導(dǎo)致水磨石面層開(kāi)裂，處理不好將極大影響工程質(zhì)量和整體美觀。為此，技術(shù)團(tuán)隊(duì)采用5厘米厚高強(qiáng)度的擠塑板，在墊層處采用雙層鋼筋網(wǎng)片，在保溫板上鋪設(shè)水磨石墊層和水磨石，最后墊層按照水磨石菱形分塊設(shè)置變形縫。在首件試驗(yàn)后，再度細(xì)化施工工藝，專(zhuān)人旁站監(jiān)督，成功避免了開(kāi)裂問(wèn)題。同時(shí)，采取了先進(jìn)的水晶滲硅施工工藝，確保了水磨石高防滑、高硬度、高光潔度，且耐污損、耐腐蝕、無(wú)異味，能保持20年以上的平滑光亮，成功避免了傳統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)致水磨石地面使用3至5年以后，出現(xiàn)因風(fēng)化、磨蝕而變得十分粗糙、污跡斑斑和黯淡無(wú)光的問(wèn)題。