大型体育馆看台下部复杂节点施工技术

袁贵福，王光武，吕经诚，王 兵，艾 维，刘 智，李铉诚

(中建三局集团有限公司西南分公司，四川 成都 610041)

1 工程概况

成都东安湖体育公园三馆项目包含多功能体育馆、小球馆、游泳跳水馆，建筑面积约19.9万m2，是2021年第31届世界大学生运动会主场馆。赛时多功能体育馆作为体操比赛场馆，小球馆作为训练场馆，游泳跳水馆作为专业游泳比赛场馆。多功能体育馆为甲级大型体育馆，建筑面积90 169.37m2， 地上建筑面积85 195.64m2。地上主体1层，局部4层，建筑高度44.85m(见图1)。看台总坐席18 071 座，其中活动坐席2 699座，固定坐席15 273座，主席台99座。建筑抗震设防烈度为7度，建筑设计使用年限50年，建筑防火分类为单、多层民用建筑，耐火等级为地上一级、地下一级。

图1 多功能体育馆剖面

多功能体育馆四周全部为看台板，下层看台21环，上层看台15环，同时局部设有主席台、指挥室等，看台阶梯梁标高多、整体标高复杂(见图2)。本工程共计看台板1 296块、踏步1 031个。其中高区为476块预制看台板、496个预制踏步；低区为820块预制看台板、535个预制踏步。高区看台建筑标高为16.350～23.900m，低区看台建筑标高为3.450～13.500m。预制看台板剖面如图3所示，预制看台设计概况如表1所示。看台下部墙体剖面如图4所示。

图2 看台三维模型

图3 预制看台板典型剖面

表1 预制看台板设计概况

图4 看台下部墙体典型剖面

多功能体育馆砌体按照抗震烈度8度构造进行设计，多功能体育馆0m层、4.5m夹层、9m层内墙(不含楼梯间、电梯井、管井)采用蒸压加气混凝土隔墙板施工；13.5m层、18m层、23.9m层墙体(不含电梯井、管井)及所有外墙采用蒸压加气混凝土砌块进行施工。

多功能体育馆观众席采用低速单风道全空气二次回风系统，阶梯旋流风口送风，气流组织为下送上/下回。比赛大厅采用低速单风道全空气一次回风系统，风机变频，气流组织为上送下回；预冷或大球比赛时运行工频，但举行小球比赛时，运行机组变频以确保场地风速要求，必要时可关闭场地中央部分送风支管上的电动风阀。

2 施工方法及流程

结合多功能体育馆各专业工序穿插，按照二次结构墙体施工→看台座椅送风系统机电管线安装→防火封堵的顺序进行施工。

2.1 二次结构施工技术

1)蒸压加气混凝土砌块施工技术

加气块先施工至看台板底下部1.5m处，待看台座椅送风管道安装完成后，再施工上部墙体生根及封堵墙体。施工流程如下：楼面测量放线→构造柱、边框、压顶、现浇带(水平系梁)、过梁、墙体拉结筋固定→基座(导墙)混凝土浇筑→隔墙砌筑→构造柱、边框、压顶、现浇带(水平系梁)、过梁钢筋绑扎及支模→浇筑混凝土→拆模清理→质量验收。看台下部加气块墙体构造如图5所示。

图5 看台下部加气块墙体构造

加气块砌筑施工前应根据图纸放线，使用墨线将墙身和门窗洞口轮廓线弹在地上，相邻两面墙体应采取拉通线复核方法，确保墙体顺直，外墙放线时应复核上下吊通线。放线时以轴线为准，放出门窗洞口线，宽度按照洞口线砌筑，放过梁时，从50cm高度水平控制线处量准尺寸。砌墙处楼地面如有局部不平，高差>30mm时，采用C15细石混凝土进行找平后才可砌筑，不得仅用砂浆找平。砌筑完每一楼层后，应校核墙体轴线位置和标高。对允许范围内的轴线偏差，应在基础顶面或本层楼面上校正。标高偏差宜逐层调整上部墙体的水平灰缝厚度。采用专用砌筑砂浆或普通砌筑砂浆砌筑时，应在砌筑当天喷水湿润砌块砌筑面。蒸压加气混凝土砌块的相对含水率为40%～50%；砌筑砂浆采用预拌砂浆，在3h内使用完毕，当施工期间最高气温>30℃ 时，应在2h内使用完毕。砌筑门窗洞口时，洞口每边宜放大2cm，以保证门窗安装，窗台处和因门窗安装需要，在门窗洞口两侧填充墙上、中、下处采用其他块体进行局部嵌砌。本工程抗震烈度为8度，相邻横墙或框架柱间距>5m时，墙段内增设构造柱，间距≤3.0m。高度≥3m但<5m的墙体半层高处或门窗洞口上沿采用C25混凝土浇筑通长水平系梁；当高度≥5m时应在门洞顶以上墙高范围内，每隔2m增设C25混凝土通长水平系梁。

2)蒸压加气混凝土隔墙板施工技术

隔墙板先安装至看台板底下部1.5m处，待看台座椅送风管道安装完成后，再封堵上部墙体。施工流程如下：蒸压加气混凝土隔墙板材进场→材料验收→板材运至各楼层→测量放样→混凝土反坎施工→钢柱钢梁安装→板材就位安装→调整、整平→固定→板四边填实，修补缝隙→接头处修补→清理→验收。

当墙体净高≤6m时采用竖装方式。当墙体净高>6m，<6.5m时，在楼地面浇筑与墙体同厚的C25素混凝土反坎。当素混凝土反坎高度>400mm时，沿墙断面设2根直径6mm、间隔600mm的 HRB335钢筋。当墙体净高≥6.5m时采用横装方式，钢柱选用Q345200×200×8热镀锌钢管，柱间距≤6 000mm。 施工作业前先放基准线、再加密、后放内墙线，先长线、后短线，先放平行线、后放垂直线和交叉线，最后确定门洞位置线。根据钢柱定位线采用8mm厚钢板、φ12膨胀螺栓固定于楼地面及梁或板底面。采用小型起重机(额定起重1 000kg)将钢柱吊装于放线位置并焊接在钢板上。墙板安装前复核墙体净高尺寸，板材实际长度比墙体净长或净高短20～40mm，宜从柱边或门边依次进行安装。使用撬棍将板材微调至准确位置，垂直平整度符合要求，同时使用木楔临时固定。采用3m×3m脚手架平台+底部万向轮安装板材时，操作平台底部所有万向轮需全部处于锁定状态。当层高9m时，将人员操作平台扩大为3m×4.5m，搭设间距同下部。登高车仅用于隔墙板勾缝、挂网涂抹等作业，不得用于墙板安装扶正。隔墙板板缝及板材下端与楼面、混凝土梁底面缝隙使用专用砌筑砂浆嵌填密实。木楔应在砂浆结硬后取出，且填补同质专用砌筑砂浆。板缝采用专用勾缝剂勾缝，板缝两侧挂玻纤网格布，缝两侧各宽出100mm，挂网及嵌缝剂抹平厚度凸出墙面≤4mm。操作平台脚手架搭设立面如图6所示。

图6 操作平台脚手架搭设立面

2.2 看台下部机电管线系统安装施工技术

1)看台下部机电管线安装施工

看台板下主要为排烟风管、空调风管、空调水管、风机盘管设备及消防喷淋支管。座椅送风管线垂直于看台下部径向，接软管连接横向支管，最后连接径向大风管。管道施工流程如下：安装看台板送风主管→安装看台板送风支管→安装看台板回风→安装排烟及排风风管→安装盘管机→安装盘管风管及水管→安装消防水管。

2)看台座椅送风管道安装施工

看台座椅送风管道系统施工流程如下：深化设计→焊接生根点→安装支架→安装风管风阀→进行严密性试验→安装风口→安装保温及防火装置。

2.3 防火封堵施工技术

看台送风系统上部机电管线密集、高低不一，无法采用加气块、隔墙板等进行砌筑封闭，为保证防火分区隔墙封闭性，采用一体板进行封堵施工，一体板耐火极限需达到3h。

2.4 施工重难点

1)本工程墙体砌筑最高达9m，砌体操作脚手架搭设高度高，双排脚手架架体搭设安全稳定是本工程重难点之一。施工中按一定间距增设斜撑，设抱柱、抱梁，保证砌筑施工安全。

2)看台板下部墙体稳固生根是重难点之一，采取如下优化措施确保墙体安全稳固：①对加气块上部设置钢骨架生根节点进行改造；②在超高隔墙板墙体增加水平钢梁，保证墙体平面外稳定性。

3)看台板下方机电管线需要生根，尤其是接座椅送风风口支管，若采用常规丝杆吊装，只能在预制看台板板面下方打膨胀螺栓。膨胀螺栓会导致看台板板面开裂，故直接在板下进行悬吊的方案不可行。因此，管线支架生根是看台座椅送风难点。通过在每一阶看台下方搭设C型钢，用作转换梁，下方管线通过转换梁进行生根，转换梁同时作为接座椅送风风口支管的托架。由于结构梁跨距较大，需要在跨间设置2组支撑。另外，弧形看台板处需根据弧度设置支撑，以折弯转换梁。

4)本工程工期紧，由于看台板下部二次结构、看台座椅送风系统等工序多，施工中应做好工序穿插及各专业施工协调。

3 施工关键技术

3.1 看台送风系统机电安装

3.1.1看台座椅送风系统深化

看台座椅下部风口多达12 000余个，每个风口还另配1个定风量阀、1个防火阀，同时，局部风口还需使用静压箱。由于场馆各区域管线情况各异，无法统一规格、统一加工。在有限的空间内安装多个部件，操作难度大。选取通用性较强的部位分为若干类型统一进行深化加工，其余部位根据现场测量加工。看台座椅送风系统三维剖面如图7所示。

图7 看台座椅送风系统三维剖面

3.1.2管线支吊架选用

空调风管的横担和立柱根据图集19K112《金属、非金属风管支吊架》(含抗震支吊架)直接选用。横担、立柱按照公式进行验算后，横梁强度、稳定性、挠度符合要求(见表2)。

表2 风管支架横担、立柱验算

3.1.3支架生根方案

在每个台阶下方增设C型钢作为转换梁，下方机电管线通过转换梁生根。避免因膨胀螺栓引起的看台板开裂风险，减少看台板下的丝杆数量，观感效果好，大幅减少膨胀螺栓量。

3.1.4座椅送风系统安装施工

支架生根点为看台板梁与结构梁柱加设埋板配套成品C型钢，C型钢间距850mm，中部间距约2m处设置斜撑支托。斜撑选用└50×5做三角支撑，并选用3颗膨胀螺栓将其固定在看台板梁上。选用MQ72成品带孔C型钢作为通风管道横担，横担下设配套三角支撑，三角支撑通过150mm×150mm×10mm钢板固定在结构主梁上，整体体系作为看台板下层所有机电管线生根点。由于看台板下空间狭小，后期管道施工完成后无法保温，该处风管支管在2个阀门间采用铝箔加筋带保温棉软管进行接驳。

3.2 二次结构施工关键技术

1)看台下部墙体深化分析 通过分析低区看台、高区看台与各结构楼层平面、竖向关系，深化看台下部墙体分布平面，并深化看台板下部墙体与看台板横向、径向、弧形、斜交等布置(见图8)。为保证施工通用性，采取统一生根节点进行深化施工，局部斜交、弧形进行现场实测实量加工加固。

图8 墙体平面

2)加气块墙体生根节点 加气块墙体预留后墙体高达6～7m，为保证墙体安全稳定，必须对预留后的悬臂墙体上端设置生根固定构造。在操作空间狭窄、送风管道密集的条件下，人员无法砌筑。通过设置钢骨架生根节点，可有效解决施工难题。对骨架进行焊接安装，减少湿作业，可提高施工工效。钢骨架均选用Q345B镀锌钢材加工制作而成。加气块墙体顶部生根节点如图9所示。

图9 加气块墙体顶部生根节点

加气块墙体生根固定流程如下：固定角钢→连接卡件→安装通长矩管→焊接安装立柱→防锈处理→完成加气块墙体生根固定。

3)隔墙板墙体安装固定节点 隔墙板竖向钢立柱底部、顶部通过钢板焊接固定，底部钢板使用4M12膨胀螺栓固定，竖向钢立柱间距6m。墙高>8m时，中部设置1道水平钢梁，增强平面外稳定性，钢柱、钢梁进行满焊。当钢柱顶部未对准上部看台梁时，设置横向钢梁转换固接至看台梁侧，以免破坏看台板。

3.3 防火封堵施工技术

1)分析消防分区，明确防火分区隔墙分布 根据建筑防火设计要求，明确各楼层防火分区隔墙分布，深化分析看台下部防火分区隔墙封堵部位，排布防火分区隔墙。施工中对看台上部墙体做封堵，也可保证看台下部各隔墙隔声降噪效果。

2)防火分区隔墙封堵施工 根据现场实际情况及要求选用保温一体板，一体板耐火极限为3h；钢卡件上部立柱间距约1 000mm，钢卡件设置间距同立柱，遇到上部机电管道需避开；一体板采用防火密封胶粘接牢靠。墙体上部节点如图10所示。

图10 墙体上部节点构造

4 结语

随着体育馆建筑项目的增多，体育馆、跳水馆、体育场等结构看台下部均存在墙体空间狭窄的情况，且看台送风管道、防火要求严格，采用钢骨架收头生根节点与防火封堵节点可解决砌筑墙体湿作业工效低的难题，同时可解决现场多专业交叉施工操作可行性问题，此法可取得良好的经济和社会效益。