陜西省土木建筑學會副理事長、陜西建工集團副總經(jīng)理、總工程師薛永武的講話：

    主題：依靠科技創(chuàng)新 建設(shè)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(jīng)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(shù)研發(fā)與創(chuàng)新

    3. 綠色施工與領(lǐng)導(dǎo)關(guān)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(zhèn)。距西安市110公里，寶雞市90公里。

 

    1.2  總體規(guī)劃

    法門寺佛教文化景區(qū)建設(shè)總體規(guī)劃分為：佛教文化展示區(qū)和綜合服務(wù)區(qū)兩大區(qū)塊。規(guī)劃區(qū)總面積9平方公里。其中，佛教文化展示區(qū)又分為：佛、法、僧三分區(qū)。

    本次承建的法門寺合十舍利塔工程即為規(guī)劃中的佛區(qū)部分，占地面積約3000畝。

    1.3  工程簡況

    佛區(qū)部分包括：主塔區(qū)、佛光大道區(qū)、山門區(qū)三個單位工程。

    佛光大道長1.27km，寬108m 。

    山門區(qū)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(shè)計

    法門寺合十舍利塔主體建筑根據(jù)使用要求，并結(jié)合佛教教義進行了合理的設(shè)計和布局。

    主塔居中，塔身上部左右分開，雙向折線往復(fù)傾斜，然后在頂端合攏。立面呈雙手合十造型。雙塔外側(cè)為鋁板幕墻鑲配轉(zhuǎn)角玻璃，內(nèi)側(cè)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(jié)構(gòu)形式選型

    根據(jù)建筑平面及空間布置，本工程塔樓主體結(jié)構(gòu)形式選擇勁性鋼筋混凝土框筒組合結(jié)構(gòu)，充分吸取鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩者之優(yōu)點。

    周邊裙樓主要采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。局部則根據(jù)不同情況采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。

    型    鋼：                                  采用Q345GJ-C低合金建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系：                                勁性鋼筋混凝土筒體組合結(jié)構(gòu)

    高層建筑高度級別：           B

    結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：                     1.1

    結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限：              100年

    結(jié)構(gòu)安全等級：                  一級

    抗震設(shè)防類別：                  乙類

    抗震設(shè)防烈度：                  7度

    結(jié)構(gòu)抗震等級：                  框架一級，筒體特一級

    地基基礎(chǔ)設(shè)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(shè)單位：法門寺文化景區(qū)建設(shè)有限公司

    監(jiān)理單位：陜西中建西北工程監(jiān)理有限公司

    設(shè)計單位：大原建筑設(shè)計咨詢上海有限公司

                  上海建學建筑與工程設(shè)計所有限公司

                  中國建筑西北設(shè)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(shè)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(shù)
    研發(fā)與創(chuàng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)部分127m的超高設(shè)計，目前國內(nèi)尚無先例。在建筑上是一個創(chuàng)新，在結(jié)構(gòu)上是一個挑戰(zhàn)。——超限審查專家王亞勇語。

 

    因此也就在施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性保證、模架體系選擇、大傾斜鋼構(gòu)吊裝、施工三維測量定位、混凝土超高泵送等技術(shù)方面，給施工帶來了諸多的難度。

 

    超常規(guī)的100年結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計，一方面要求鋼構(gòu)部分的對接焊縫為質(zhì)量等級一級，評定等級一級。這超過了國內(nèi)奧運工程之一。——鳥巢的設(shè)計要求。（其為質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jù)設(shè)計方估算的合理施工工期應(yīng)超過四年，實際合同工期僅為一年半。其中主體結(jié)構(gòu)地下部分為三個月，地上部分為六個月。加之工程邊設(shè)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(zhì)量驗收一次合格率提出了更高的要求；同時也給關(guān)鍵施工技術(shù)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(zhì)量目標是：確保省級優(yōu)質(zhì)樣板工程，即“長安杯”；爭創(chuàng)國家優(yōu)質(zhì)工程“魯班獎”，“全國新技術(shù)應(yīng)用示范工程”。

 

    在工期目標上全力確保按期交付使用，實現(xiàn)省政府的要求；現(xiàn)場管理目標為創(chuàng)建省級文明工地、國家級科技應(yīng)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(wù)，把合十舍利塔項目建設(shè)成用戶和社會的放心工程、滿意工程。

 

    2.4 加強對工程建設(shè)的組織領(lǐng)導(dǎo)

    一、根據(jù)法門寺合十舍利塔工程規(guī)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(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、安全的目標，集團總公司成立了由總經(jīng)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(chuàng)優(yōu)領(lǐng)導(dǎo)小組。

 

    同時成立了以總工程師為組長的法門寺施工技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，成員由各參建單位總工程師和集團科技研發(fā)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(yōu)勢資源，加強現(xiàn)場協(xié)調(diào)管理，抽調(diào)優(yōu)秀人員組建成立了總承包項目經(jīng)理部，任命集團副總經(jīng)理、總工程師擔任總承包項目經(jīng)理部的總經(jīng)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(xiàn)場施工力量，在總公司項目經(jīng)理部的統(tǒng)一組織下，步調(diào)一致，協(xié)同作戰(zhàn)，共同打造集團品牌。

 

    2.5  全面實施科技攻關(guān)

    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(shù)也是最難的項目。鋼構(gòu)、砼、模板、鋼筋均屬非常規(guī)施工，其技術(shù)難點多數(shù)也是國內(nèi)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(fù)雜的多專業(yè)交叉的系統(tǒng)工程。

 

    根據(jù)工程的實際狀況，項目部首先確定了技術(shù)攻關(guān)的整體思路——堅持實施“三個結(jié)合”， 即設(shè)計與施工相結(jié)合、科研與項目相結(jié)合、專家與專業(yè)工程技術(shù)人員相結(jié)合。把施工的難題作為技術(shù)攻關(guān)的課題，形成相應(yīng)的施工工藝標準，并在此基礎(chǔ)上制訂出相應(yīng)的施工技術(shù)方案，在反復(fù)研究論證實踐的基礎(chǔ)上最終形成企業(yè)自有的施工工法。

 

    具體實施措施：

    一是，科技攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)置總工辦公室，將集團內(nèi)一流的技術(shù)管理人員匯集起來，在科技攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組的具體指導(dǎo)下，定期進行討論，確定技術(shù)攻關(guān)課題、組織科研論證、研討施工技術(shù)方案。

    

    二是，聘請了多位各相關(guān)專業(yè)的國內(nèi)知名專家作為項目的技術(shù)顧問，對課題的立項、論證、研究及成果匯總，給予全面指導(dǎo)。

 

專家顧問團

    葉可明（中國工程院院士）

   徐永基（西北建筑設(shè)計院原總工程師）

    趙玉章（中國建筑學會模板與腳手架專業(yè)委員會, 常務(wù)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(guān)（陜西省建科院鋼結(jié)構(gòu)所所長）

    申善強（省建筑業(yè)聯(lián)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(diào)研學習100多人次，回來后反復(fù)進行內(nèi)部方案討論，另外還先后邀請工程院士、結(jié)構(gòu)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(shè)計研究院、清華大學、西安建筑科技大學、北京模架協(xié)會、陜西省質(zhì)監(jiān)站、寶雞市質(zhì)監(jiān)站等多家單位的專業(yè)技術(shù)人員，組織召開技術(shù)研討和方案論證。

 

科研協(xié)作單位：

    清華大學

    建筑科技大學鋼結(jié)構(gòu)研究所

    陜西省結(jié)構(gòu)研究所

    中國模架協(xié)會

    陜西省建筑科學研究院

    中國西北建筑設(shè)計研究院        

  

    四是，先后多次派出技術(shù)人員，前往上海設(shè)計院溝通了解設(shè)計情況。積極主動與設(shè)計院就設(shè)計圖紙溝通討論，發(fā)現(xiàn)問題及時提出建議，使設(shè)計方案更加優(yōu)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(xiàn)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(nèi)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(shù)攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)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(guān)、指導(dǎo)施工、完善方案，到最終編制企業(yè)施工工藝標準和工法的一套科學完整的技術(shù)工作流程，既促進了項目的科技創(chuàng)新工作，也進一步發(fā)展豐富了集團的技術(shù)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(xù)成為企業(yè)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(shù)專利。有五項工法申報國家級工發(fā)。

 

2.6主要施工工藝及技術(shù)方案：

    具體施工特點與要求：

    結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)自重的增加，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生復(fù)雜的變形。

    鋼構(gòu)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(zhì)量設(shè)計等級高、驗收標準高，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境差。

    使用大型專業(yè)計算機軟件，按照施工圖完成三維建模后，再根據(jù)不同施工階段的實際工況條件，進行模擬計算分析，得出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力情況和施工變形預(yù)調(diào)值，用于指導(dǎo)現(xiàn)場的鋼構(gòu)吊裝施工，以及后續(xù)的鋼筋、模板工程施工。

 

    通過使用專業(yè)計算機軟件，建立構(gòu)件的三維坐標系，然后用基準柱測控標識計算構(gòu)件坐標，在柱各側(cè)面上貼反光貼片，用雙機通過外控網(wǎng)對構(gòu)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(gòu)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(shù)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(fù)進行空間模擬操作外，還組織相關(guān)技術(shù)人員充分討論雙機抬吊方案和操作細節(jié)。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(zhì)量等級一級，評定等級一級。受野外作業(yè)、溫差變化等影響，現(xiàn)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(yīng)力：后熱處理

 

    為保證質(zhì)量，項目部根據(jù)當?shù)亟�十年來的氣象條件調(diào)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(nèi)選拔優(yōu)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)置的臨時輔助設(shè)施。主塔施工完成后，需予以卸載拆除。

 

    由于主塔結(jié)構(gòu)的特殊性，卸載時主體結(jié)構(gòu)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(shù)方案，并邀請了各相關(guān)專業(yè)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(xiàn)場實施的各階段中，相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)設(shè)計方審查，認為各階段實測結(jié)果與方案預(yù)計結(jié)果的符合性很好，卸載是成功的，主體結(jié)構(gòu)安全性未受影響。

 

    根據(jù)主塔主體結(jié)構(gòu)位形觀測結(jié)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(xiàn)場建立高標準的試驗室；與集團科技研發(fā)中心合作，進行高強高性能高流態(tài)C60混凝土配合比研發(fā)

    -15度超高泵送混凝土配合比技術(shù)的研發(fā)

    現(xiàn)場建立高標準的試驗室；與集團科技研發(fā)中心合作，進行高強高性能高流態(tài)C60混凝土配合比研發(fā)

    -15度超高泵送混凝土配合比技術(shù)的研發(fā)，混凝土質(zhì)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(zhì)量；

   采用先進的電子測溫技術(shù)，控制大體積混凝土內(nèi)外溫差，減少混凝土表面收縮裂縫；

   利用超聲波檢測技術(shù)，保證箱形柱內(nèi)混凝土澆注的密實度。

 

基礎(chǔ)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(chuàng)造了省內(nèi)現(xiàn)場攪拌混凝土日澆筑量2300立方米的最高紀錄。澆筑后未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷。混凝土強度均達到設(shè)計要求，澆筑性能良好。在基礎(chǔ)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(shù)數(shù)據(jù)、豐富了施工經(jīng)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(xiàn)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(lǐng)導(dǎo)關(guān)懷

    本工程自編制施工組織設(shè)計開始，就將節(jié)能減排綠色環(huán)保作為重要的著眼點，從材料選擇，施工工藝確定，到施工現(xiàn)場管理等諸多方面都給與了充分的重視與兼顧。       

    3.1 優(yōu)化混凝土配合比、最大限度減少CO2排放量

    本工程設(shè)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(chǎn)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(guān)課題加以研究。

 

    通過科研和對比實驗，優(yōu)化混凝土了配合比。 C35配合水泥用量由330kg優(yōu)化到260kg。每立方米節(jié)約水泥70kg；C60配合水泥用量由500kg優(yōu)化到395kg。每立方米節(jié)約水泥105kg。

 

    根據(jù)計算，C35混凝土節(jié)約水泥約6000噸。C60混凝土節(jié)約水泥約6400噸。

 

    3.2  節(jié)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(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了鋼材的性能，加之較為合理的鋼骨布置，使得設(shè)計含鋼量僅為4.2％左右。較之普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，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(jié)約鋼材130多噸；

 

    3.3  節(jié)約木材

    針對本工程建筑造型的特點，創(chuàng)新發(fā)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(zhuǎn)率及支模功效。

 

    為了實現(xiàn)項目的節(jié)能降耗，設(shè)計中采用了地源熱泵技術(shù)，以及節(jié)能的中空玻璃。

 

    施工現(xiàn)場管理中，在節(jié)水方面，結(jié)合現(xiàn)場文明施工管理，設(shè)置了雨污水回收池。回收水經(jīng)沉淀后，用于車輛沖洗，以及路面降塵。

 

    在節(jié)電方面，除落實各項節(jié)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(shè)備型號，減少浪費。

 

    一方面，對各種進場材料設(shè)備嚴格把關(guān)，任何不符合國家環(huán)保要求的材料設(shè)備，一律不得使用，并做退場處理。

 

    另一方面，對現(xiàn)場集中堆積的土方，用密目網(wǎng)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(huán)境污染；對施工噪音則執(zhí)行嚴格的控制標準，盡量減少對鄰近居民的干擾。

 

    通過創(chuàng)建資源節(jié)約型項目，營造環(huán)境優(yōu)美型工地，既塑造了項目文化，又提升了企業(yè)品牌。

 

結(jié)束語

    法門寺合十舍利塔工程是將傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代藝術(shù)緊密結(jié)合的一個標志性建筑，彰顯博大精深的佛教文化和現(xiàn)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(shù)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(chǔ)。

 

    陜建集團在法門寺合十舍利塔工程建設(shè)中，接受了挑戰(zhàn)，經(jīng)受了考驗，鍛煉了隊伍，培養(yǎng)了人才。提升了集團的品牌。借此機會，衷心感謝所有關(guān)心、支持法門寺合十舍利塔建設(shè)的領(lǐng)導(dǎo)、專家、科研單位和各參建單位。