直播实录：2010世博工程科技进步奖颁奖大会

摘要：2010世博及配套工程施工新技术研讨会暨科技进步奖颁奖大会在上海国际饭店隆重举行。此次评选出的23个奖项，充分彰显了上海地区建工、城建两大集团，以及参与世博建设骨干企业的核心竞争力。

　　【李怀清】：接下来有请建工集团总工程师、教授级高工范庆国演讲，他演讲的题目是建筑施工技术未来发展趋势及展望。

　　【范庆国】：上海的建筑业发展，特别是城市连续多少年的大变样，施工的技术发展，也为上海城市建设的发展，城市规模的改善，施工技术创新确实是功不可没，要把这个讲清楚也非常难，从建筑的材料、施工工艺等等涉及的面非常广。我这里只是从个人的一点认识来谈。我主要讲五个方面的内容，首先是发展现状，就是我们今天走到什么程度了，什么水平了。第二是我们面临的形势，特别是世博之后的形势。第三是我们的发展指导思想。第四是发展目标。第五是发展方向。

　　关于施工企业的发展现状，我们在十一五期间整个建筑业存在了一大批标志性的土木工程，为上海的城市建设做了重大的贡献，使企业核心技术水平实现了跨越式的提升。像今天我们世博是试营业的第一天，就来检验我们世博工程的现状了，世博工程集聚了一大批技术创新的成果。比如说我们在左边看到的世博中国馆，还有浦东国际机场二期，当时竣工之后，一下子提升了上海航空的运输能力。

　　再一个突出的典型工程就是上海铁路南站，它是上海交通的南大门，他集聚了地铁、长途汽车站以及铁路车站为一体的工程，这个工程建成之后，明显改善了上海南部的交通状况。这里实现了三线交汇，再加上大铁路的交线、动车组也在这个地方，对上海南部的交通也是有着明显的改善。它运用了很多比较新的技术。

　　下面我们看到的图片就是虹桥枢纽工程，也就是在虹桥机场的另一侧，它是集航空港、高铁、地铁交通、磁悬浮为一体的交通枢纽。到了这个区域之后，就真正的体会到什么是交通中心。我们至少有一个感觉，现在可能还感受不到，但是去过的人就知道了，乘地铁就可以直接到虹桥机场的T2航站楼。航站楼乘电梯上去就是换票窗口，这比老的航站楼要方便多了，另面的设施也是非常的现代化的。虹桥枢纽在今年3月16日启动了，这么大的规模，只用了两年就完成了，这也是非常不容易的，这里面也有很多的高新技术。

　　第二是我们的地下空间开发，上海的地下空间开发有比较长的历史，实际上从九五就开始开展地下空间开发，就是地铁一二好线，后来高度深度都进一步的发展，出现了金茂大厦的工程。这也是上海城市特点的必然趋势，因为上海的人口密度，在全国来说他是第一位的，建筑密度也非常高，如果说要在城市当中进行改造，恐怕地下工程的开发是非常重要的。地下工程的开发在十一五期间越做越深，比如说地下深度，桥塔基础施工直径可达2-3恩m，深度超过100m，地下连续墙深度超过65m，基坑开挖深度已经达到了41米，超深旋喷桩加固深度超过50m。比较典型的项目比如说500kv的世博地下变电站，这是亚洲最大的变电站，他所有的变电设施都放在了地下。

　　还有就是外滩通道，现在已经通车了，经过这一段时间，大家安理会交通明显改善了。还有水上的深基施工，也就是在洋山港。洋山港的建设创造了很多惊人的奇迹，8000利润率的承台一次浇铸成功就是在这个项目实现的。另外还有地下连续墙施工技术，以前我们的设备做到一定的程度就无法做下去了，在这个时候更需要更先进的技术设备来实现，就是旁边的洗槽机，我们增加了一个新的施工手段就是测向成槽，现在我们已经实验成功了，而且在小范围内进行了施工，应该说效果是非常好的。目前它的施工深度可以达到30m，这也反映出城市地下空间的开发，逐步要改变以往习惯的传统做法，就是先要解决管线的搬运，解决交通的问题，然后进行维护，然后再进行施工。这样的话管道搬移的情况减少了。根据我们国外的考察，一般1、2m的管线他要搬的话，成本非常高，周期也是非常长的。特别是像上海，他要搬出管线，管线之后要做，做好之后还要恢复。

　　在地下空间开发当中比较明显的特点还有在改善交通的地下工程发展迅速的就是这几年我们发明了盖挖法。两大集团都在交通繁忙的地方实现了盖挖法技术施工。因为我们的交通流量非常大，通过增加盖子之后，车子在盖子上走，在图片上可以看到，他都经过实际的载重实验之后再进行开挖。这样的话，对交通的影响相对来说会好一些，因为翻盖子一般是在晚上，车流比较少的时候进行施工，施工好之后，到早上再把盖子盖上。这个地方我们已经看不出有什么盖子，他通过盖子盖好之后，经过一段表面出来之后，车子就可以在上面走了。在地下空间开发当中，近年来我们施工单位创造出了一种矩形的地下通道顶进施工工艺。以前我们有的时候要在马路对面做一个通道，我们就需要大开挖，但是这样影响很大，当然也可以用盾构，但是它的成本又很高。后来开发了矩形地下通道顶进施工工艺，这样就避免了挖管线的问题。这也获得了上海技术工程奖。

　　除此之外还有我们的隧道施工技术。隧道技术这几年获得了突飞猛进的发展。盾构机的直径越来越大，2005年，在上中路隧道的时候直径是14.87m，2006年上海长江隧道的时候盾构直径是15.43米，2008年上海外滩改造工程，在不应该交通的情况下，盾构直径达到了14.27m。而且他的开挖前面是泥水平衡，后面是土压平衡。土压平衡在城市当中风险非常大。这是盾构方面的情况。

　　再一个大断面的技术施工要求越来越高，有的时候在复杂地段，对周围建筑物的保护，对管线保护要求非常高的情况下，进行盾构法施工。在今年二月份，人民路越江隧道全面贯通，就是采用这样的方法，他在老城区里面进行盾构推进，整个推进过程当中，对城隍庙附近的人流、车流都没有影响就推进去了。这解决了城市建设当中的问题，就是在复杂环境的盾构。最近徐家汇地区的地铁9号线穿越港汇广场的项目当中，打通了地下车站和港汇广场的地下室。这也是做的非常成功的。我们说盾构有单圆盾构还有双圆盾构的。最近我们做的比较多的，像地铁6、12号线都用了双圆盾构。从设计上来看，好象他不太合理，因为拱效应发挥不出来，需要进行固定，否则的话会出现大变形问题。但是在做了很多的研究之后，解决了大变形的问题。这个好处是不言而喻的，双圆盾构之后，距离缩小了，就为今后的发展创造了条件。

　　第四个现状就是超高层建筑的发展，应该说是更加明显的，上海现在长的越来越高了。当初在建第一栋高层建筑就是90米的上海宾馆，当时相当一部分领导在这里进行技术领导，因为是第一次做超高层建筑，而且超过了国际饭店的高度，随后上海的高度不断增加。在上世纪80年代后期，上海商城到了155米，已经觉得很高了。这个时候看周边没有他那么高。但是没有多长时间，旁边的恒隆广场就到了268米。在南京路上的高度也在不断增高，世茂国际建筑物的高度达到了250多米，加上天线之达到了333米，这是浦西部分现在正在升高。浦东更是不得了，当初金茂大厦刚的时候，世界上排行的高度第三位。后来逐步第三位排到第七、第八位，高端不断被刷新，环球金融中心已经达到了492米，相当于加了一个国际饭店在金茂大厦上面。技术的创新对建筑的发展应该说是一个巨大的推动力。除了上海地区之外，上海在外地也不断的创造新高，比如说南京430米的紫峰大厦，在广州的新电视塔，这两个项目基本上完成了。

　　在超高层建筑高度不断增加，也不断的解决当中的工艺问题。解决了工人施工时的恐高问题，还有安全的问题。整体提升式钢平台模块体系是功不可没的。我们超高层建筑比较显著得救是泵送混凝土，因为对这个泵本身要求非常高，另外混凝土材料要求也非常高，因为如果质量不好他打不上去，或者是打到一半堵泵了。当达到一定的高度，你想想看如果说一个泵堵住的话，400米的高度你怎么拆。所以泵送技术也是超高建筑技术的一个发展，现在已经发展到492米了，但是我相信这个高度会不断的被打破。当然也有客观条件，就是建筑的高度要求。那么为什么不可以用几台泵接力泵送呢？这里面接力泵送从管理上来说，差异是非常大的。接力的泵送至少有几个方面造成问题，比如说本来一台泵到顶，打好之后清理泵管非常的方便，但是如果说有两三台的话，每一台放泵的地方，每一个地方都是一大堆的混凝土废料，增加了建筑的承载。上下接力还要非常的融洽，就像在跑接力赛一样，一定要配合的非常好，不能掉棒。从管理的要求，技术的要求来说，接力泵虽然说可以解决高度问题，但是他的管理难度增加了。所以现在基本上都是采用一台泵到顶。当然他也有难度，但是我们现在解决了这个问题，我们基本上都采用一台泵。

　　另外有一个非常重要的技术就是塔吊，因为很多钢构建、混凝土材料、钢筋等等都是随着运输工具上来的，最重要的就是塔吊。现在有一些某些特殊情况，不能实现传统的占用电梯井的做法，现在采用的是悬挂塔吊安装攀升法。这在广州新电视塔当中实现了。现在悬挂式的塔吊爬升已经被较多的使用了，不再占用电梯井。随着建筑物的高度越来越高，因为钢结构变形和混凝土变形不一样，这就遇到一个变形协调的问题。在构建短的时候，变形技术稍微有点差没有问题，当延伸到一定高度之后，这个问题就出来了，钢结构变形和混凝土变形产生不一致的现象，如果说我们不主力的话，就会造成钢结构安装的时候，随着时间的变化，会产生一些不利因素。这是变形不协调造成的。在太阳的热噪下，热胀冷缩变化也不一致，短的时候可以忽略不计，但是长的话，就要考虑了。这是温度上的关系。第三是压缩，钢筋的压缩和混凝图的压缩又不一样。这些差异的背景会造成周期性困难，很多不利的因素，所以要有很多的技术来控制他。这就需要搞一些计算机的模拟集散，分析各种不利的状态，进行预控制。来调整最终结果。这个技术首先从金茂开始应用，当时我们在计算机软件不是很发达的情况下，我们采纳了美国的技术。现在我们已经完全实现了这一技术。在广州珠江城项目当中得到了良好的应用。

　　还有就是大跨度的钢结构施工技术。因为上海近年来建设了很多的钢结构项目，比如说浦东国际机场航站楼、旗忠网球中心等等。这个我们必须要有新技术解决这些问题，我们用平移方法解决浦东机场航站楼的问题，在上海旗忠王修中心采用了圆曲线方法来解决这个问题。像铁路南站怎么办？他是一个圆形结构就用了一个旋转的架子来完成，不占用地面的场地。这样的话，非常成功的解决了这个问题。再比如说钢结构施工控制技术，特别是像铁路南站，他在安装过程当中要控制他的变形，把临时支撑撤掉的时候，整个圆形机构会有向下的变形，如果这个变形控制不好的话，就会出事情了。所以这里要有严格的分析，而且在卸壳的时候，要使他每一个步骤对应的在他的控制范围内。现在桥梁高粱施工技术也在不断地发展。比如说长江大桥，闵浦大桥分别采用了逐跨拼装技术和悬臂拼装技术。现在有一种新的技术，比如说斜拉桥，也可以用拼装的方法来解决，特别是在靠近岸边的桥梁，水上运输不行了，桥进不去了怎么办？我们可以用拼装方法来解决。一个是逐步向前延伸拼装成一个桥，还有一个是用架桥机来实现拼装。

　　这就是我们在长江大桥施工时采用的两种不同的拼装方法，应该说两种拼装方法都有他的优点，在不同的环境用不同的技术方法，这样就可以因地制宜的解决施工难题。在桥梁的施工过程当中，我们还使用了挂梁法来进行施工，而且目前发展的越来越快。

　　城市道路的高架，我们也有大的进展，在陆上进行阶段性施工，他的好处是把大量的施工方在厂里这样的话，现场的工作和厂里的工作一起进行，缩短工期。在调桩之后马上形成一个桥梁，对交通的改善作为也非常大。

　　尽管上海地方不是很大，但是也有不少地方需要进行高速公路的建筑。要明显改善城市郊区交通状况，速度要变快，对于高速公路要求非常高，现在我们总里程已经达到了580多米，这里面也使用了大量的新技术，显著的改善了上海的交通条件。比如说F1赛车场，我们的设计时速为450km/h，他要求地面平整，同时还要有高地起伏，这是一个矛盾，但是我们做的非常成功。

　　刚刚讲到的现状，应该说是十五和十一五两个五年计划，产生了不少施工新技术，对上海城市建设的提高做出了重大的贡献。那么我们面临的形势来看，因为上海要建设两个中心，面临城市两个个中心的建设，到2020年，上海基本建成与我国经济实力相适应的国际金融中心，具有全球航运资源配置能力的国际航运中心，比如说洋山港集装箱码头，还有两大机场通行能力要达到7000万人次一年。这一次世博会的开院就来检验我们的  通行能力。从国外来的人，通行怎么样，是不是解决他在上海的活动问题。这要求我们在今后发展过程当中还要非常关注这个要求。施工技术的发展趋势来看，当前土木工程发展呈现出规模不断扩大，施工技术难度不断提高的趋势。

　　在这个驱使下，我们的指导思想是提高施工自动化，信息化和绿色化水平，将上海建设成为资源节约型、环境友好型社会。施工自动化就是以精细施工技术替代粗放型技术，以机械化，自动化替代人工操作，同时对从业者的劳动技能提出升级换代的要求。施工信息化是说利用信息化设备和信息管理系统提高承保管理效率，采用施工监测，施工控制等手段实现施工管理现代化。第三是施工绿色化，就是注重节材、节能、节水、节地和环境保护减少施工对环境的影响。上海在发展过程当中，我们也有了巨大的牺牲，就是交通、城市污染等方面没有改变，在建设过程当中很难保证。

　　从发展的角度来看，今后我们的施工不能以牺牲环境来进行施工，否则的话，整个城市就很难变化，每一次搞建设都搞的很乱是不行的。要注重经济发展的方向，要向循环、低碳、可持续转型。关注上海“生态城市”建设发展的“民生点”对建设领域的发展进行合理布局和科学规划。使建设领域的科技创新和技术进步适应上海社会和经济发展的总体要求，成为上海引领“低碳建设”，发展的重要的理论基础和技术支撑。

　　发展目标，围绕生态上海的建设要求，整合科研资源，提升技术创新能力，使上海市土木工程施工技术整体达到国内领先水平，部分重点发展技术如深基础工程隧道工程、超高层建筑，桥梁工程技术等达到国际先进水平。为十二五规划的实现提供坚实的基础。未来的发展方向，来看我们着力推进的工程比如说上海中心、虹桥综合交通枢纽，A30北端闭环工程以及崇明岛西线工程，九大越江工程，东海二桥、迪斯尼乐园、磁悬浮杭沪线等等。

　　发展方向当中，主要是在这几个方面：深基础工程施工技术，这里面除了施工工艺以外还有装备的研究开发。在基坑开挖过程当中，对周围环境变形控制，要有一个自适应的控制系统来掌握。最近搞了几个工程，我的一个体会，在地铁旁边进行基坑开挖，现在基本上实现了自适应变形调控系统。这样的话，地铁的运行安全度就提高了，否则的话无法进行这方面的工作。隧道工程施工技术，以前我们已经做了这方面的探索性的研究，就是前幅度推进，现在在进行深推进，要在原有隧道下面进行施工，这个施工难度更高了。

　　还有盾构方面，未来对长度有越来越高的要求，这对我们的施工技术也有很高的要求。还有超高层建筑施工技术以及混凝土技术，混凝土技术有几个方面，包括他的输送高度，耐久性等等，另外还要想办法搞一个再利用技术，就是把废旧材料充分利用到混凝土当中，这一次世博搞了一个试点工程，做的非常成功。就是把老厂房撤掉之后的混凝土进行就地处理之后搅拌到混凝土当中，现在已经可以做到73混凝土。如果说这个方法成功推广的话，建筑物的废料就产生的越来越少了。

　　还有改造与修缮技术，在上海城市建设当中，一方面我们对一些老的建筑推倒重来，但是由于一些地方不能是完全的推倒重来，要保持原有的风貌，现在比较强调的是采用修缮的方式来解决，最有特色的就是外滩建筑，都是保留原装，在里面进行修缮，把他的实用功能提高，但是外立面还是保持原来的风貌，这也是我们发展的需求。不能使我们感到跑到城市当中来，看不到以前的东西。

　　再一个在未来发展当中，还有一个非常重要的一点，老的建筑物对停车位的考虑不是很多，比如说南京路很多的建筑没有停车场，这对他就带来瓶颈，外滩这一次改造之后解决了这个问题，未来在商务中心方面可能有大的发展。老的建筑如何解决停车问题，这也是非常大的一个问题，现在在研究。如果说成功的话，这个推广价值是非常大的，提升了建筑物的实用功能。再一个是施工风险控制技术，将来这样的技术会越来越多，通过分析之后，我们要知道风险在什么地方，知道这风险之后如何控制呢？就像打仗一样的，你要对付敌人，总是要有办法，工程也是如此，你知道风险，要拿出办法来。

　　还有就是桥梁工程施工技术，现在上海的桥比较少一些，但是我们要走出去，也要有这方面的发展。还有道路工程施工技术上海道路工程的平整度始终在全国是比较差的说明我们的路基处理上还没有达到先进水平。最后是大跨度钢结构施工技术。这些发展方向都是我们要认真思考的。

　　比如说我们深基础工程施工当中有双向同步施工法，还有坑群施工，如何解决双方的干扰问题。还有超高层建筑当中使用的超大超深钻孔灌注桩施工工艺，上海中心大厦在2008年11月29日正式开工，目前已经完成主楼超大超深钻孔灌注桩355根桩。另外还有气压沉箱施工法，老的气压沉箱是靠人工下到箱体里面进行施工，但是人在高气压下不能施工时间太长，弄不好会出现沉箱病。所以要想一个办法，就是人不到直接到气压室进行施工，所以就产生了远程控制的气压沉箱施工方法。现在有了远程控制之后他通过在办公室当中安装的一台计算机操作挖掘机进行土方开挖，这在地铁的7号线当中实现了。这是当时做气压沉箱的工作环境，人是在办公室当中看着显示屏来进行操作的。

　　还有一种方法就是R&C法，现在也在实验阶段。通过工程试用之后我们总结出他有哪些不足的地方，但是实验下来效果还是比较好的。再就是隧道施工。现在黄浦江下的隧道月来多，还有几条隧道还没有通，如果说都通了话，应该说浦东浦西就没有什么概念了，应该说是整个城市一体化的。还有超高层施工技术，今后有机会可以看一下上海中心，现在正在进行地下结构的施工，这个体型比较复杂，关于玻璃幕墙现在还由于一些争论。但是我相信不久的将来将会有632米的大楼出现在浦东。另外还有绿色建筑的施工技术，我们要想办法通过三个化，就是混凝土预制构件工厂化，通风管道工厂化和装饰工程工厂化。就是把所有装饰材料加工好之后到现场进行安装。大量的减少现场的作业和污染环境的作业。现在已经开始搞了这方面的工作了，工厂化的建筑住宅已经开始了，像万科的两幢楼。

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