上海国家会展中心“四叶草”BIM应用分享

工程概况：

中国博览会会展综合体位于虹桥商务区核心区西部，与虹桥交通枢纽的直线距离仅1.5公里，通过地铁与虹桥高铁站、虹桥机场紧密相连。周边高速公路网络四通八达，2小时内可到达长三角各重要城市，交通十分便利。

室内展览面积40万平方米，室外展览面积10万平方米。整个综合体的建筑面积达到147万平方米，是世界最大综合体，首次实现大面积展厅“无柱化”办展效果。 在4个展馆中共布置了13个大展厅2.88万平方米和3个小展厅，大展厅面积相同，均为2.88万平方米，小展厅面积近1万平方米。13个展厅的总面积相当于52个足球场。 从空中俯瞰上海国家会展中心，其建筑整体呈四叶草造型，非常优雅。中建安装相关负责人介绍，整个会展中心有A、B、C、D四大部分，四叶草的每个“叶片”下都有一个展馆。

项目总包工程分为两个标段，上海建工承建的一标段总承包工程，建筑面积约为87万平方米，由A、B、D三个展馆和AO、BO办公楼，E1、E2配套商业中心及F1、F3小展厅等组成。通俗的说上海建工承建“四叶草”三片叶子和一个“花芯”。大抵为工程总量的四分之三。总承包管理的内容有两部分；一部分是自行施工部分，土建、钢结构加工吊装、空调通风、动力、给排水、天然气系统，另一部分是有业主和总包发包的幕墙、屋面、电梯、消防、室外总体、精装修等。

建设施工单位：国家会展中心项目由商务部和上海市政府联合共建，由中建安装工程有限公司（简称“中建安装”）与上海建工施工。

施工进度：2013年2月28日进场，2013年3月15日拿到图纸，实际施工时间仅15个月2014年12月底，国家会展中心（上海）主入口完成，24片由钢结构、玻璃铝板制成的超大雨篷，形似“四叶草”，熠熠生辉，现已经全部竣工。

这座地处大虹桥区域的“巨无霸”会展中心，室内展览总面积达40万平方米，分A、B、C、D馆。通过会展大道，从C馆到达对面的A馆，只需10分钟。另设专用的货车通道，内部交通因而更加便捷。

展馆“四叶草”结构造型设计，寓意“幸运、幸福、神奇”

在欧、美，有一个古老的传说：四叶草是夏娃从天国伊甸园带到大地上的。四叶草原名叫苜蓿草，一般只有三片叶子，所以又叫三叶草。据说，三叶草成千上万地恣肆生长在莽野，然而在十万瓣苜蓿叶中，只有一瓣四片叶子的四叶草。所以四叶草也叫幸运草。找到四叶草，意味着幸运、得到上天眷顾。 说她神奇，除了因为“四叶草”很难得之外，还因为，国家会展中心(上海)建成后，其规模堪称世界第一展馆，将跻身国际上最具竞争力的会展综合体的前行；更因为，上海建工集团上万建设者，泼墨挥毫，克服了施工工期奇紧、气候反常、周边环境复杂等造成的种种困难，以“极限速度”完成了几乎不可能完成的施工任务，在“四叶草”上镌刻下了一段段华彩乐章。

揭秘国家会展中心施工神话

一是施工体量大。

集团共承建13个展览馆，单个展厅占地面积就相当于4个标准足球场。钢结构屋面施工达到26万平方米、幕墙17万平方米、1万伏变电所47个、强弱电机房407个、空调机房295间、电梯268部。基坑土方：约93万立方；混凝土：50多万立方；钢筋：14万吨。钢构件：近9万吨；幕墙：32.7万平方米；金属屋面：34万平方米。可谓工程浩大。

二是施工工期极紧。

虽说整个工期为655个日历天、要到2004年底竣工，但是2014年6月30日A、B馆要投入使用，从2013年2月28日进场，2013年3月15日拿到图纸，实际施工时间仅15个月。只有常规工期的40%的时间。用项目常务副总经理梅新文的话说：“这是“极限”工期。”

三是施工组织难度大。

“四叶草”位于上海青浦徐泾、虹桥交通枢纽西侧、上海青浦徐泾，周边环境复杂：地铁2号线东西向贯穿整个施工区域，小展厅F3、商业中心E1、E2均位于地铁上方，施工期间需确保地铁2号线的正常运营和车流、人流通畅。钢结构、幕墙、屋面、机电安装、内装饰等界面相互关系复杂，总协调颇具难度。

四是施工要求高。

本工程的质量总体目标为确保获上海市“白玉兰奖”，力争获“鲁班奖”、“中国三星级绿色建筑设计标识证书”、“中国三星级绿色建筑评价标识证书”。同时力争无重大设备和人身伤亡责任事故，创市级安全示范工地，创市级文明工地。

施工大突破：完成93万方的土方开挖，50多万方混凝土浇捣，9万吨钢结构制作吊装，6万吨钢管的高支模排架的搭设，全面完成土建结构工程，全面完成钢结构工程，完成80%机电设备安装。

四叶草华丽绽放背后的汗水，施工技术上的创新之举

● 酷暑百年一遇，“逆作法”破解“两难”

上海自2013年8月11日以后出现了持续高温酷暑天气，其中多日连续出现39摄氏度以上的强高温，在上海百年气象史上前所未有。白天阳光直射下的工地上，温度高达60摄氏度以上。此时，工地上正是抢搭16米高的排架，以为迅速展开工作面创造条件的关键时刻。
项目指挥部与承担排架施工的二建、七建集团项目部一起研究，摒弃了传统的“日出而作，日落而息”的传统思维，确定了“中间歇，做两头”的“逆作法”方案。每天4：00，天际的东方尚未完全泛白，施工人员便赶到工地抓紧作业；早晨8：00，太阳升上来了，炽烈阳光下大地温度迅速上升，于是施工人员“稍息”；到下午4：00，太阳西斜，施工人员迅速出击，一直干到7：00。

经过两个月不到艰苦卓绝的鏖战，16米高、围绕近100万平方米建筑的排架终于拿下。

● BIM团队精细建模，工程整体施工巧夺天工

国展中心工程是综合体工程，建筑结构复杂。有土建结构工程、钢结构工程、幕墙工程、屋面工程、机电设备安装工程、装潢装饰工程等。为了加强整个施工的精细化管理，总承包项目部引入BIM技术。总包项目部成立BIM工作室，为工程主体结构进行建模。然后把各专业建好的模型与总包建好的主体结构模型进行合模。通过合模发现模型之间的硬碰撞和软碰撞，所谓硬碰撞就是模型与模型之间有冲突，不能通过，造成无法施工。软碰撞就是模型与模型没有硬碰撞，但是模型与模型之间位置小或者不设当，无操作空间，影响正常施工。对这两种碰撞进行及时，有效地修正模型，解决施工矛盾，消除隐患，避免了返工、修整。

● 地铁顶上造高楼，恰如“瓷器店里捉老鼠”

国展中心工程以四叶草为设计造型，其中处“花芯”位置的基坑为E1区商业中心圆楼，建筑面积11万平方米，地下一层混凝土框架结构，地上7层钢框架结构由二建集团担任主承包。

该基坑总面积约2万平方米，开挖深度约8米，局部承台及落深坑开挖深度达到约11米。基坑围绕使用中的地铁2号线徐泾东站呈圆形，被地铁车站及区间分隔为南、北两个独立基坑。国展中心工程建设指挥部明确指令：基坑施工必须如期推进，地铁2号线运行必须万无一失。二建集团为此做足了功课。
为保护地铁2号线区间结构，项目部在慎密研究基础上，地铁隧道侧畔南、北坑施工采用施工对周边基土影响最为微弱的钻孔灌注桩技术，再将基坑再分割为大、小两个独立基坑。为了防止基坑开挖造成局域基土出现沉降、位移，二建集团确定了“小步快走”的战略战术：每次实施开挖量要小，完成局域浇捣要快；从基坑开挖到完成大底板，大坑控制在20天内，小坑控制在15天内；先南后北、先大后小、先里后外。

项目部在挖土前做足了技术、施工部署等准备工作。召开各相关部门技术交底会。从施工技术、施工协调、施工安全、文明施工等方面进行交底和协调，明确各方职责；对挖土单位主要要求放坡坡度的控制、开挖的深度、方向流程的控制、挖土方法等密切做好与支撑、混凝土垫层、钢筋铺设及浇筑混凝土流程的配合工作。确保在施工过程中各工种流水搭接，基坑开始及施工过程中始终处于有序的流水作业，并在施工前期针对施工技术及设计图纸有详细的研究及分析，使施工中无停顿。

大坑自开挖到浇大底板20天完成，小坑15天。两个基坑共完成土方5万立方，钢筋绑扎5000吨，砼浇筑7000余立方，一气呵成。

● “借天不借地”，空中“飞船”大显神通

国展中心机电安装工程由上海建工安装集团主承包。该项目机电安装工程具有时间紧、标准高、功能复杂等特点，工程涉及到钢结构、机电、精装修、幕墙、弱电、展厅专用设备等众多方面。针对这些问题，上海建工安装集团项目部采取样板施工，从施工界面实际划分、施工的先后顺序入手，重点利用BIM技术进行桁架内、主要机房等区域机电管线的深化设计和综合布置，并通过机电管线工厂化预制加快机电系统施工、验收及投入使用的流程。同时，项目部以BIM模型为基础实现施工的全面预制化。经BIM软件对机电工程的各专业管线位置综合布置后，将各系统管道的布置位置、走向、型号、规格、长度、特殊附件尺寸等，以深化设计加工详图的形式送至制造厂进行加工、编号，再运送到施工现场组装。

● 采用上海浦东机场建设中首创的“飞船”施工技术

所谓“飞船”，其实就是通过拉索控制，悬挂在空中，施工中根据作业需要作水平、垂直移动的6米宽、108米长的钢桁架作业平台。108米长的船体是有10个6×10米的钢桁架平台相接而成。为提高风管安装效率，项目部结合吊装机具及操作平台的使用特性，选用单轨手推式行车配合电动葫芦及吊篮进行风管吊装。考虑到在实际操作时，电动葫芦及吊篮如何移动到相应的风管安装位置及安装完成后如何进行拆除的问题。技术人员根据展厅檩条是H型钢的特点，以檩条为轨道，应用单轨手推式行车固定电动葫芦及吊篮的方式，成功解决了这一难题。

会展大道是国家会展中心的独特设计，通过位于8米标高的会展大道联成一体，各类人群可便捷地穿越展览、商业、办公楼、酒店等场所。记者现场体验了一下，从四叶草形展馆的C馆穿过中部商业中心，到达对面的A馆，约需10分钟。此外，展馆设有专门的货车通道，车辆从馆外匝道通向上层展馆，布展车辆可以直接开进去，直达展厅。

国家会展中心还采用多项最新技术，包括高大场馆送风技术、展厅高大空间机电安装的升降式高空作业平台技术，以及防火隔离带技术等。