1、大型极地海洋馆观赏水体综合施工技术1 项目背景及工程概况1.1 项目背景随着中国经济飞速发展，人民生活水平的提高，人们对旅游产品的需求越来越多，国内海洋馆的建设应运而生，尤其是近几年，大连、青岛等极地海洋馆相继开工建设，并投入使用，让国人不用走出国门就可以近距离的欣赏到白鲸、海象、海狮、海豹、北极狐、海獭、北极熊、企鹅等珍稀极地动物以及上千种珍稀海洋鱼类，还可以欣赏大型海洋哺乳类动物的精彩表演，让人仿佛置身于真实纯净的极地世界。而天津、成都、武汉等地的极地海洋馆正在紧锣密鼓的筹建，这些工程的施工，都为国内类似工程的施工提供了宝贵的经验。但国内已建设的极地海洋馆的各类动物展馆多为独立建馆，且结构
2、体系各不相同，内部配套设施也不尽一致。目前，我局承建的天津极地海洋馆项目，采用了综合性场馆设计，各类动物展馆、水池融合在一起，形成了极地海洋馆的整体建筑。也正是由于天津极地海洋馆工程是由各类不同动物展馆组合而成，各个水池的错落分布，各种不同系统的统一调配，整体外形的统一考量。馆内的观赏水体主要有：海底世界隧道展示水体、中心主表演场组合水体、白鲸展示池以及北极熊、海狮、海豹、海象、鲨鱼等观赏水池。这些天津极地海洋馆这个特殊的场馆施工带来了许多新的难点和课题，需要也值得我们进行进一步的分析和研究。1.2 工程概况天津极地海洋馆工程位于天津市塘沽区响锣湾中心商务区，北临海河，南侧为滨海南路，总建筑面
3、积 47761m2。建筑主体高度 22m，是天津市的重点工程之一，建成后将成为海河沿岸的重要标志性建筑。天津极地海洋馆主要提供极地珍稀动物的参观、旅游、餐饮等服务，其中一层主要为办公区、各种水池、库房、休息区等，二层主要为大厅、各种动物展示池、参观隧道、主表演池、各种暂养池等，三层为各种展示池、看台等，四层主要为看台、餐饮等。图 1 天津极地海洋馆效果图图 2 天津极地海洋馆平面图图 3 天津极地海洋馆剖面图1.3 重点观赏水体介绍1.3.1 海底世界隧道展示水体此部位首层主要为 14 个重力过滤池及 2 个回收水池，重力过滤池池壁高 4.5m，内壁上有配水渠道，水池周边的池壁墙上有大量的维生
4、系统的管道，施工中，相连的重力过滤池必须同时进行施工，以免在池壁上留下竖向施工缝，影响水池的整体性。回收水池部分墙体全部为弧形剪力墙，错层较多，施工中模板的支设、施工缝的留置、混凝土的浇筑较为困难。二层为隧道展示池，一条“L”型参观隧道贯穿水池中央，隧道高度为 2.45m，隧道顶棚为拱形压克力玻璃制作而成，压克力玻璃在下方及隧道两端安装在混凝土垭口内，展示池南侧的池壁上有一长 10m 高 2.45m 的玻璃视窗，东侧池壁上有 2 个半径为0.75m 的圆形玻璃视窗，视窗玻璃安装在池壁墙上的垭口内。1.3.2 中心主表演场组合水体本区域共有七个弧形水池组合而成，水池1、2、3、5、6池壁从基础底
5、板-2.50m 开始，池壁顶标高为10.05m，其中水池1水池内部在 1.75m及4.0m处有楼板，把水池分为上中下三层，水池2、3、5、6内部在0.95m及4.0m处有楼板，把水池分为上中下三层。水池的底层为储水池，中间层为设备层，上层为动物的暂养池和表演池。中间表演池墙体为4段弧形线相贯而成，形状如同“腰果”；两侧水池为圆形及椭圆形。水池水位高度最大达到6m，水体很大，对墙体整体性要求很高。水池4、7池壁从8.75m开始，池壁顶标高为10.05m，为动物暂养池。水 池 1水 池 2水 池 3水 池 4 水 池 5水 池 6水 池 7水池墙体混凝土强度等级为 C40、S6，墙厚 400、 5
6、00 设备层墙体混凝土强度等级为 C40，设备层底板、梁混凝土强度等级为 C30，4m 标高处楼板、梁混凝土强度等级为 C30、S6。场馆中心共有大型弧形水池七个，其主要是海洋动物的表演池、暂养池，是目前国内最大的表演水池组群。水池墙体部分互相交错连接在一起，并且与其周边楼层联系紧密。各个水池之间及其外部错层多，标高变化多。采取何种方法进行水池墙壁的成型至关重要，目前在国内其它场馆虽然已有表演池施工的成功案例，但是由于天津极地海洋馆表演水池体量最大，错层最多，与外部结构联系最多，因此，施工中并不能照搬已有经验，水池池壁的成型也即是其模板体系的设计及实施在天津极地海洋馆工程中具有其独特的地方。1
7、.4 主要施工技术 海底世界隧道展示水体 拱形压克力玻璃安装技术 水下景观施工技术 中心主表演场组合水体 弧形墙体定位技术 弧形模板设计、安装技术 钢模板填缝施工技术 其他展示水体 玻璃安装预留垭口施工技术 观赏水体池壁防水施工技术 维生系统设计原理介绍2 主要施工技术内容2.1 海底世界隧道展示水体施工2.1.1 拱形压克力玻璃安装技术海底世界隧道展示水体以及白鲸展示池中的观赏玻璃是由日本专业公司生产的巨型压克力玻璃，最大单块玻璃重达 2 吨。其中尺寸最大、数量最多、质量最重、运输最为复杂的是海底世界中的拱形压克力玻璃，根据海底世界的平面图设计出一条半圆形亚克力玻璃的运输路线，具体见：图 1
8、、图 2、图 3。该路线需要跨越矩形垭口和隧道垭口两个障碍，通过设计一辆室内运输小车完成了该玻璃的运输工作，1、 工艺流程图 1: 大型玻璃运输路径图 2: 1-1 矩形垭口剖面图图 3: 2-2 隧道垭口剖面图2 、 操作要点1）压克力玻璃的运输（1）压克力玻璃运输车的设计根据现场实际情况确定拱形亚克力玻璃的运输路径，通过对玻璃安装预留垭口的尺寸、位置及压克力玻璃的宽度、长度等综合考虑，用工字钢、钢板加工一个运输架，同时根据垭口宽确定 8 个车轮就位孔的位置，其中 1#8#车轮就位处均为上下左右对称， ，就位处的就位孔直径均为 20mm，具体见图 5。再根据垭口下部障碍、净高及玻璃高度等综合
9、考虑，利用工字钢、角钢、钢板等一系列材料，设计一个多功能运输架的支撑小车，该支撑小车可围绕转轴进行 360进行旋转，具体示意图见图 6。A-B-D=20mAB5#2#46#abX1# 8#7#Ycd3图 5 加工定制的运输架示意图图 4 观赏水体巨型压克力玻璃安装施工工艺流程施工准备 压克力玻璃的运输 压克力玻璃的就位 压克力玻璃的连接主 要 流 程材料准备及验收设备准备及检查人员的组织安排垭口测量、清理主 要 流 程运输路线的确定运输架的加工运输架支撑设计按运输原理运输主 要 流 程手拉葫芦的改装手拉葫芦的固定压克力玻璃吊运玻璃就位于垭口主 要 流 程材料、设备准备施工环境全封闭玻璃之间连接
10、玻璃与结构连接将该运输支撑小车与运输架用螺栓进行连接，并将拱形压克力玻璃放置于运输车上，其中 H=垭口障碍高度 +小型千斤顶高度。具体见图 7图 6 加工定制的运输架示意图H图 7 巨型玻璃运输车示意图（2）压克力玻璃运输车的运输原理步骤一：通过移动脚手做支撑将大型玻璃吊运于运输车车架上，并使运输车的一段靠近至安装玻璃的预留垭口梁处，具体如下图：步骤二：在安装玻璃预留的下部垭口梁与运输车架间通过小型千斤顶垫置，并将 5#、6#车轮就位处的车轮拆卸，具体如下图： 步骤三：将 5#、6#拆卸的小车车轮安装于 1#、2#车轮就位处，并将2#、3#车轮就就位处车轮拆卸后装于 7#、8#车轮就位处，并向
11、前运输至垭口梁后，垫置小型千斤顶，具体如下图： 步骤四：同样将 1#、2#车轮拆卸后安装于 3#、4#车轮就位处，此时多功能运输车已经跨越了矩形垭口这道障碍，具体如下图： 通过以上步骤 4 个步骤就能跨越一道障碍，若有多道障碍，就按照步骤一至步骤四重复循环就能完成障碍的跨越，从而完成玻璃的运输，压克力玻璃需运输至垭口的水体一侧。2）压克力玻璃的就位步骤一：将垫置的木方撤除后，控制小车车轮方向使整个运输车由垭口的一侧跨越于另一侧，同时使运输车的长边与隧道垭口基本平行，然后将木方垫置 3#、8#就位车轮旁的工字钢下，同时将 3#、8#就位车轮拆卸后安装于1#、6#车轮就位处，具体如下图：步骤二：将运输车靠近隧道垭口，使 3#、5#车轮就位处跨越隧道垭口后，在工字钢下方垫置木方，同时将 1#、7#就位车轮拆卸后安装于 3#、5#车轮就位处，具体如下图：
