日前，2020—2021年度中國(guó)建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單揭曉，深圳北理莫斯科大學(xué)項(xiàng)目名列榜單。
深圳北理莫斯科大學(xué)這所將中式建筑與哥特式建筑風(fēng)格完美融合的校園，是中建一局華北公司項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)用“5.5精品工程生產(chǎn)線”，用“中國(guó)品質(zhì)”精心建造的中俄文化交流的代表作品。
“積木”如何拼出“北莫之星”？
深圳北理莫斯科大學(xué)校園總建筑面積近29萬(wàn)平方米，其主樓遠(yuǎn)觀為典型的哥特式建筑造型，施工工藝復(fù)雜。項(xiàng)目在建設(shè)過程中，榮獲了多項(xiàng)科技質(zhì)量成果。該大學(xué)校園的塔尖——“北莫之星”建造技術(shù)榮獲3 項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利， “類哥特式鋼結(jié)構(gòu)尖塔安裝施工技術(shù)”被鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
“北莫之星”是校園的最高點(diǎn)，它與俄羅斯莫斯科國(guó)立羅蒙諾索夫大學(xué)校園內(nèi)的另一顆“星星”遙相呼應(yīng)，被稱為“雙子座”。鋼結(jié)構(gòu)塔尖位于主樓中心位置，外形為塔狀，塔身高達(dá)56.95米，頂部鑲嵌“北莫之星”，造型為約5米寬的五角星，單個(gè)構(gòu)件吊重最大達(dá)6.8噸，塔尖距離地面156.4米，安裝場(chǎng)地狹小，最寬位置施工區(qū)域直徑不足10米，安裝難度極大、安全風(fēng)險(xiǎn)高，屬于超高超重鋼結(jié)構(gòu)塔尖吊裝。
項(xiàng)目多次論證，借助BIM技術(shù)優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)方案，模擬鋼結(jié)構(gòu)安裝全過程。通過深化設(shè)計(jì)分析，項(xiàng)目將塔尖鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化分解，就像拼積木一樣，將各分解模塊合理進(jìn)行構(gòu)件拆分后，進(jìn)行工廠加工、地面預(yù)拼裝。
通過塔式起重機(jī)及汽車吊協(xié)同作業(yè)，將各個(gè)拼裝模塊調(diào)整為地面直立狀態(tài)，并對(duì)拼裝式操作平臺(tái)及其他附屬構(gòu)件進(jìn)行施工，最終通過塔式起重機(jī)運(yùn)輸至指定標(biāo)高，進(jìn)行模塊安裝。項(xiàng)目還研發(fā)了多邊形拼裝式操作平臺(tái)，有效解決了作業(yè)面狹小難題。最終，原計(jì)劃30天的塔尖安裝時(shí)間縮短至13天，且一次安裝成功，安裝精度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
綠色建造如何助力“雙碳減排”？
環(huán)形外廊、空中連廊、兩層通高的閱覽大廳、玻璃幕墻、修長(zhǎng)尖塔、哥特式建筑、中式園林……這都是學(xué)校的景點(diǎn)。
除了運(yùn)用最新科技為深圳北理莫斯科大學(xué)提供最優(yōu)質(zhì)的建筑硬件之外，項(xiàng)目還結(jié)合基地自身及周邊自然環(huán)境，順應(yīng)地形、環(huán)境景觀之“勢(shì)”形成基本規(guī)則布局，同時(shí)將現(xiàn)代建造技術(shù)運(yùn)用到綠色施工中，推進(jìn)建筑節(jié)能、降低建筑使用過程中的能源消耗、提高能源利用效率，助力“碳達(dá)峰、碳中和”雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。比如，項(xiàng)目通過3D掃描技術(shù)的深度應(yīng)用、優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了土方零外運(yùn)，項(xiàng)目路燈全部采用風(fēng)能太陽(yáng)能進(jìn)行互補(bǔ)發(fā)電，具備光能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電兩者的優(yōu)勢(shì)，既節(jié)能減排，又綠色環(huán)保。
“建造過程中，項(xiàng)目在路旁設(shè)立了LED顯示屏，上方的各種傳感器，就像人的耳朵和鼻子，‘聽’得到噪音，‘聞’得到粉塵，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各處的噪聲、揚(yáng)塵、溫度等信息。”項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)博說道，“在后期市政管網(wǎng)與前期市政管網(wǎng)進(jìn)行對(duì)接時(shí)，利用MR技術(shù)，實(shí)景表現(xiàn)前期市政隱蔽工程模型，結(jié)合智能放線機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)精確放線，避免開挖時(shí)對(duì)已完工程造成破壞，進(jìn)一步擴(kuò)大永臨結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，也大大提高了雨水的排放回收能力，并為施工現(xiàn)場(chǎng)提供了高規(guī)格的綠化、硬化及配套設(shè)施，大大節(jié)約臨建資源投入，減少建筑垃圾產(chǎn)生。”
設(shè)計(jì)師將“海綿城市”的建設(shè)理念運(yùn)用到學(xué)校的設(shè)計(jì)當(dāng)中，項(xiàng)目部用通過現(xiàn)代技術(shù)，優(yōu)質(zhì)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)師的藍(lán)圖。項(xiàng)目將收集的生活用水、雨水通過第一道凈化后排入人工生態(tài)湖，借助湖中生態(tài)化魚貝植物進(jìn)行第二道凈化，凈化后的湖水用于校園綠植澆灌，實(shí)現(xiàn)了雨水回收利用率100%。
智慧建造如何讓挖掘機(jī) “看圖識(shí)路”？
“學(xué)校的師生在食堂二樓可以一邊就餐，一邊欣賞不遠(yuǎn)處的園林與毗鄰的湖色。”項(xiàng)目總工程師孫健介紹，校園1萬(wàn)平方米人工湖湖岸線復(fù)雜，坡面形式多樣，工期緊張，施工時(shí)間處于雨季，采用傳統(tǒng)施工方法測(cè)量工作量大，施工難度高。項(xiàng)目部將人工湖三維設(shè)計(jì)基準(zhǔn)模型、互聯(lián)工地基準(zhǔn)站、坡度控制系統(tǒng)等技術(shù)手段相結(jié)合，形成一套直觀可視的智能土方開挖數(shù)字化系統(tǒng)，就像是挖掘機(jī)長(zhǎng)了“眼睛”能“看路”，保證人工湖高精度開挖。
智能土方開挖數(shù)字化系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，互聯(lián)工地基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)向挖掘機(jī)上的接收機(jī)發(fā)送信號(hào)，安裝在挖掘機(jī)上的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)和無(wú)線電接收器，接收衛(wèi)星信號(hào)和基站發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)厘米級(jí)定位；系統(tǒng)經(jīng)過讀取安裝在挖掘機(jī)上的各種坡度傳感器，解算校準(zhǔn)過的主要樞軸尺寸，獲得鏟斗實(shí)時(shí)、精確的三維位置信息。系統(tǒng)通過比較數(shù)字化三維設(shè)計(jì)基準(zhǔn)模型與當(dāng)前鏟斗所處位置信息，以機(jī)器模擬圖形、數(shù)值和聲音信號(hào)等多種方式指示實(shí)際鏟斗與目標(biāo)工作面的相對(duì)位置，操作工人根據(jù)控制箱中顯示數(shù)值精確施工。
智能土方開挖數(shù)字化技術(shù)以無(wú)需測(cè)量人員測(cè)量，減少人機(jī)混合的作業(yè)時(shí)間，提高機(jī)械工作效率，以及在視力不及的盲區(qū)（例如水下），鏟斗也具備精確完成坡度、高程控制等優(yōu)勢(shì)，且在雨季等不利施工條件下也能精確完成坡度、高程的控制，成功縮短施工工期。
深圳北理莫斯科大學(xué)項(xiàng)目在施工過程中，總結(jié)形成創(chuàng)新技術(shù)5項(xiàng)，實(shí)用新型專利5項(xiàng)，省部級(jí)工法1項(xiàng)，技術(shù)論文5篇，BIM技術(shù)在該工程中得到了廣泛應(yīng)用；累計(jì)開展QC活動(dòng)10項(xiàng)，獲得國(guó)家級(jí)QC成果3項(xiàng)，省部級(jí)QC成果4項(xiàng)，有效解決了施工難題，確保施工質(zhì)量，先后獲得廣東省優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)、廣東省建設(shè)工程優(yōu)質(zhì)獎(jiǎng)、中國(guó)建筑工程裝飾獎(jiǎng)、“中建杯”優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎(jiǎng)等20項(xiàng)省部級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)。
