火神山医院快速建造技术

作者:叶建 余地华 孙克平 郭祖来
单位:中建三局集团有限公司工程总承包公司
摘要:武汉火神山医院具有建设规模大、设施全、工期紧等特点,须克服场地情况复杂、资源组织困难、拼装累计误差风险等建造难点,通过契合地形条件设计优化,使用复合土工膜防渗技术,优化集装箱、污水调蓄池基础,深化集装箱排布等快速建造技术,保工期、保质量地完成施工任务。
关键词:医院快速建造资源渗透集装箱
作者简介:叶建,高级工程师,E-mail:tdyj520@163.com。
基金:中建三局2020年度科技研发课题(CSCEC3B-2020-28):应急呼吸道传染病医院快速建造技术与总承包管理。 -页码-:71-73,79

  1 工程概况

  武汉火神山医院总建筑面积3.39万m2,由病房楼、ICU楼、医技楼及设备辅助用房组成,整体平面布局呈L形,采用鱼骨状布局方式,实现三区两通道设计。负压病房采用装配式建筑技术,最大限度实现模块化,运用集装箱式箱体活动板房和模块化拼接方式进行组装。每个集装箱模块高度集成化,采用3m×6m集装箱标准模块化设计,配件均在工厂加工完成,现场拼装即可。单个集装箱由预制板材及预制钢柱组成,预制板材为3m×6m,钢柱为高3m的L形角钢,角钢和预制板材间通过螺栓连接,3个集装箱板拼成2个病房单元,走廊采用与病房垂直的集装箱板。

  2 快速建造思路

  本工程建设规模大、功能设施齐全,在严峻的疫情形势下建设工期异常紧张,必须保工期、保质量完成施工任务。

  本工程建筑设计为1~2层大平面布置,有10余家参建单位,借鉴兵团作战思路,分片区包干,各区同时投入精干力量及充足甚至富余的资源,组织24h不间断施工,歇人不歇作业面。基础结构施工、箱式房吊装、墙板安装、机电安装等关键工序施工间也要及时穿插,做到有工作面就有施工。

  3 制约快速建造难点

  3.1 场地情况复杂

  工程选址周边市政配套不完善,市政排污管网距场地远,无现成施工电源,均需重新配置临时发电设备。

  场内有山坡、沟壑、泥塘等多种复杂地形,最大高差约10m,需清理的杂物多,场地平整量大。

  场内有多处房屋、管道和高压线,导致场地土方施工和场地平整存在间断,无法为后续工程提供完整工作面。

  3.2 资源组织困难

  施工期间,供货停止、交通封闭,市外物资进入武汉困难,不能按照常规工程模式根据设计要求选购及订制材料设备。施工人员组织难度大,难以组成成建制的施工队伍。

  3.3 拼装累计误差风险

  由于集装箱材料供应存在标准尺寸误差,按建筑设计方案,2个标准模块横向布置+1个标准模块竖向布置(走廊)的拼装形式,将出现拼装误差远大于标准模块间隙的情况,若缝宽处理不当会产生屋面漏渗隐患,同时影响室内后期装修及医疗设备安装。

  4 快速建造技术措施

  工程整体工期短、相关参建方众多,特殊环境下施工组织难度巨大,为保障工程按期交付,工程决策指挥体系、资源组织、施工进程必须高效,最大限度消除过程衔接耗用及等待时间。针对以上难点,施工过程中采取以下技术措施,保证医院如期交付,实现快速建造。

  4.1 契合地形条件设计优化(见图1)

  图1 契合地形条件设计优化

  图1 契合地形条件设计优化  

   

  场地平整施工过程中,东西两侧场平标高相差2.1m,为避免产生冗余土方工作量,采用双标高。整个医院设置2个标高,1号病房楼区域24.350m,2号病房楼区域为22.350m。高差处采用挡土墙,环形道路采用平缓放坡,大大减少土方挖填量。

  根据第1版图纸,垃圾暂存间布置于2号病房楼右侧,施工过程中发现该处土层以淤泥为主,故与设计方进行沟通,将暂存间及焚烧炉、吸引站、氧气站等附属配套设施移至2号病房楼南侧土质相对稳定区域,同时避免占用施工道路。

  ICU楼与2号病房楼连接处采用错层设计,设置连廊,连通ICU楼1层与病房楼2层,同时由于东侧病房楼为双层结构,按传统要求需安装≥2台医疗用大空间电梯,集装箱模块化结构形式与电梯安装预留的上下连通洞口相冲突,经与设计方沟通,将电梯优化为由1层延伸至2层的2个定型化钢坡道(见图2),避免集装箱上下开洞、电梯设备安装等耗时工序。

  图2 定型化钢坡道设计

  图2 定型化钢坡道设计  

   

  通过建筑平移、道路调整、放坡支护、电梯替换为坡道等系列措施,充分保证总平面布局的合理性,降低施工难度,为后续工序的及时插入提供条件。

  4.2 基础形式优化

  4.2.1 集装箱基础优化

  火神山医院集装箱基础若采用常规混凝土条形基础,基槽开挖、钢筋绑扎和模板支设等工序多且施工时间长,无法满足工期要求。经与设计单位商定,采用浮桥设计概念,确定筏板+方钢条形基础形式,施工灵活、高效,方钢可根据集装箱排布进行灵活调整,化解拼装累计误差带来的尺寸偏差。地面与集装箱间形成架空空间,保证集装箱通风隔潮,为负压病房隔离换气、水管和电缆线综合布线提供作业空间,此优化方案极大提升建造效率。

  采用钢筋混凝土筏板基础,地基承载力特征值取值60k N/m2,筏板厚度大范围为300mm,小范围为450mm,筏板底设置100mm厚级配砂石垫层,基础混凝土强度等级为C35,钢筋HRB400,采用双层双向通长布置。箱式房与钢筋混凝土基础间设置□300×300×12架空,起防潮作用,且为后续水、暖、电专业的插入留下空间。基础形式优化如图3所示。

  图3 基础形式优化

  图3 基础形式优化  

   

  4.2.2 污水调蓄池基础优化

  医院化粪池、消毒池原结构设计方案为筏板基础,根据工程经验,钢筋混凝土筏板施工流程需要的钢筋绑扎、混凝土泵车调配、混凝土浇筑及养护、混凝土硬化等工序所需时间>12h。实际开挖过程中,该处基底均为性质较好的中风化基岩,考虑设备使用荷载较小,故迅速提请结构设计单位根据地质情况调整基础方案,将筏板基础改为粗细砂调平形式,节约时间,同时满足污水调蓄池设计与使用要求。

  4.3 复合土工膜防渗技术

  医院位于湖畔,周边分布武汉市职工疗养院及凯德知音湖畔等居民区,为避免医疗废弃物对土壤及周边环境的影响,基础需采取隔渗处理。相比普通黏土防水、卷材防水等工艺,HDPE防渗膜具有较好的防腐、防潮、防渗漏性能,且拉伸强度高、施工速度快,可有效防止医疗污水和废弃物渗透到土壤。基础防渗层结构采用2层土工布和1层HDPE防渗膜的形式,在平整过的地面上,先铺设20cm厚细砂,依次在细砂上铺设1层土工布+1层HDPE防渗膜+1层土工布,然后再铺设20cm厚细砂,土工布为600g/m2丙纶长丝,HDPE防渗膜为2.0mm厚双糙面防渗膜。

  土工布与HDPE膜结合,不仅增大HDPE膜的抗拉强度和抗穿刺能力,还因土工布表面粗糙,增大接触面的摩擦系数,有利于复合土工膜及保护层的稳定。复合土工膜施工流程简单,对施工人员专业性要求低(见图4)。

  图4 复合土工膜施工流程

  图4 复合土工膜施工流程  

   

  4.4 集装箱排布深化

  根据市场集装箱供货量,集装箱种类多,存在标准和非标准尺寸,整体拼装难度大,采购集装箱尺寸与原建筑设计方案标准模数有偏差,同时现场建筑平面累计误差偏大:(1)标准模数误差设计尺寸分别为6 000,3 000mm,实际尺寸分别为6 055,2 990mm,平面误差分别为55,-10mm;(2)建筑平面累计误差设计尺寸分别为129 000,72 000mm,放样尺寸分别为130 397,72 729mm,累计误差分别为1 397,729mm。

  按原建筑设计方案平面功能集装箱布置原则,长、宽方向累计误差分别为1 397,729mm。误差将导致原设计筏板边界不满足集装箱排布要求,影响现场施工方案选择。

  现场通过预知此情况,按采购集装箱实际尺寸1∶1比例进行深化设计,重新排布,根据深化设计的平面布置图重新设计筏板边界线位置,绘制筏板偏差位置误差图,指导现场筏板后续增补施工。

  5 结语

  火神山医院场地条件错综复杂,资源供给极度紧缺,预制化拼装施工等带来不可避免的误差问题,项目通过优化场地平整布置和基础形式,减少不必要的土方开挖,简化基础施工工序,有效节约作业时间。本着“有什么,用什么”的原则,选择常用且能快速组织的建筑材料与设备,保障材料设备资源快速组织到位,为作业人员提供便利的施工条件。提前深化排布与系统误差等技术问题,提出可行性方案与解决措施。以上技术措施解决了火神山医院施工过程中的阻碍,最终实现如期交付。

  应急传染病医院工期极其紧张是一大特点,而快速建造可能会影响工程质量。进度与质量的平衡应按功能、安全性要求分情况考虑,重要使用功能或涉及重大安全隐患的内容必须确保质量;不影响主要使用功能且无安全隐患的内容,在无法达到工期要求时,可适当放宽要求,但必须达到合格标准。医院具有极高的安全风险,因此质量管理必须严格,不得牺牲质量保证工程进度,否则将产生严重后果,也会增加维修难度及成本,需做好进度与质量管理的平衡。

   

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Technical of Rapid Construction in Huoshenshan Hospital
YE Jian YU Dihua SUN Keping GUO Zulai
(General Construction Co.of CCTEB Group Co.,Ltd.)
Abstract: Huoshenshan Hospital has the characteristic of large construction scale,complete facilities and a tight construction schedule,construction difficulties such as complex site conditions,difficulty in resource organization and risk of accumulated errors is needed to be overcomed,by matching the design optimization of topographic conditions,composite geomembrane anti-penetration technology is used,the foundation of container and sewage storage tank is optimized, technical measures for the rapid construction of containers is deepened,the construction period and quality is ensured.
Keywords: hospitals; rapid construction; resources; penetration; container
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