摩天轮施工组织设计大纲最全版讲解.docx

1、摩天轮施工组织设计大纲最全版讲解1.编制依据 . 22.工程概况 . 32.1总体概况 . 32.2现场状况 . 53.工程特点、重点、难点 74.组织管理机构 . 84.1组织管理机构设置 84.2职责分工 84.3管理人员组成 95.工程部署 . 116.进度计划安排 . 127.现场总平面布置及交通运输布置 147.1场地特征 147.2施工现场总平面布置原则 147.3总平面布置 148.初步设计方案 . 179.勘查设计及施工方案 1910.土建施工方案选择及分析 2010.1围堰法施工 2010.2局部填湖法 2210.3水中桩基础施工法 2410.4拟选择方案对比分析 2511.

2、钢结构施工方案 2611.1摩天轮拼装、顶升施工流程 2611.2施工工艺 3611.3大型设备配置及使用情况 391.编制依据（1）大飞轮公司及荷兰迪亚公司提供的相关资料。（2）北京市建筑设计研究院提供的相关资料。（3）中国建筑科学研究院提供的相关资料。（4）北京市人民政府有关建筑工程管理、市政管理、环境保护等法规及规 定。（5）ISO9000质量管理体系、 ISO14000环境管理体系、 OSHMS1800职0 业安 全健康管理体系标准，本公司质量、环境及职业安全健康管理手册、程序文件 及其支持性文件。（6）建设部推荐重点推广的十项新技术。（7）本公司企业管理手册及其它有关总承包管理、质量

3、管理、安全管理、 文明施工管理规定。（8）现场和周边环境的实地踏勘情况。（9）本公司建筑安装工程施工及验收的企业标准。（10）建设部发布的国家级工法和本公司的企业工法。2.工程概况2.1 总体概况工程名称朝阳公园大飞轮业主方北京朝天轮旅游观光有限公司总承包方（ EPC模式 ）中建三局建设工程股份有限公司设计分包方中化岩土工程有限公司 北京市建筑设计研究院 荷兰迪亚公司工程咨询方荷兰迪亚公司 中国建筑科学院供货方大飞轮公司 荷兰迪亚公司本工程位于朝阳公园北湖的北岸，占地面积 20000m2，其中附属建筑面积约 12000m2，地下一层，地上两层，摩天轮总高 208m，外径约 199m，轮宽 9m

4、，截 面呈三角形，外环主管为两根管径 66025 钢管，内环主管为一根 900500 30的焊接矩形管，主管间支撑为 4068和6108的钢管；四条支腿为 650050 的焊接钢管；轮轴直径 5m，长 30m，重 400t ；轴向拉索为 120 的钢 绞索，共 96 根。摩天轮有 48个观光轿厢，每个轿厢设计容纳 40 人，最大容量 为 1920 人。摩天轮设计总重约 5300t ，建成后将是世界上最高的摩天轮，北京 的标志性建筑之一，并为 2008 年北京奥运会增加新的亮点。工程计划总投资约 8 亿人民币（ 9900 万美元），建设投资约 7.5 亿人民币，由荷兰银行德国分行贷款。 要求 2

5、007年底完工，2008年 3月正式开始对外营业。大飞轮立面图大飞轮剖面图2.2现场状况2.2.1场地状况本工程位于朝阳公园北湖的北岸，邻近公园的东门，现阶段场区为公园北 部生态林景观区，树木密集。根据现场踏勘，考虑利用公园东门作为现场人员 及材料的出入口，并修建专用道路用于履带吊车通行和构件材料的运输。2.2.2地质条件拟建场区位于永定河冲、洪积扇中下部，场地地形平坦，地面标高 34.77 36.17m。持力层拟采用层粘质粉土、砂质粉土，地基承载力标准值为 160kpa。 拟建场地标准冻结深度为 0.8m。2.2.3水文条件本工程地下水水位埋深 3.10m 5.00m，历年最高水位标高约 3

6、6.00m，近 35年地下水水位接近地面。因基础位于地下水位以下，基础施工时需采取降排水 措施。本场地地下水水质对混凝土结构和钢结构具弱腐蚀性，在干湿交替的情况对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。3.工程特点、重点、难点（1）本工程采用 EPC/交钥匙项目合同， 总承包商承担项目的设计和实施的 全部职责，要求总承包商必须具有极强的综合管理协调能力。（2）由于存在各种不确定的因素，特别是设计阶段还有很多的手续、资料 不具备，而为了获取投资效益，本工程必须于奥运会前完工，对工期的压力极 大。（3）摩天轮作为一个娱乐设施， 其安全性和舒适性是一个非常重要的指标， 要求在整个摩天轮管理过程中把好每一个

7、关。由于现实条件的限制，摩天轮只 能采取现场散装的方法进行拼装，给工程质量控制带来了很大的挑战。（4）工程位于朝阳公园内，其施工不得影响公园内的正常开放，不得破坏 公园的整体环境，并且不得对游人的游览活动造成干扰。（5）本工程部分临时基础位于湖中，需选择安全环保、经济可行的方式进 行施工。（6）摩天轮工程中有部分构件严重超长、超宽、超重，给构件运输和吊装 带来了很大的困难。（7）整个摩天轮是在地面整体拼装好后一次顶升就位，其总高度 208 米，轮外缘直径 193米。顶升总重量近 7000 吨，且只有一个顶升点，目前还没有过 先例，施工难度大。（8）顶升胎架顶升到与地面夹角大约 500 时与摩天

8、轮脱离开，此时顶升胎 架总长度约 140 米，总重量约 3000吨，除底部有支座外， 没有别的任何支撑点， 拟采用在顶升胎架顶部设置拉索的方法将顶升胎架拉至垂直，再从底部开始拆 除，其难度很大。（9）由于没有先例工程，在总承包管理过程中难免会存在一些意想不到的 困难和风险，对总承包商的抗风险能力要求极高。4.组织管理机构4.1组织管理机构设置本工程将采用 EPC/交钥匙项目合同模式组织管理，即由中建三局建设工程股份有限公司担任总承包商，承担项目的设计和实施的全部职责，中化岩土工 程有限公司、北京市建筑设计研究院、荷兰迪亚公司作为工程设计分包商，中 国建筑科学院、荷兰迪亚公司作为工程咨询方，大飞

9、轮公司和荷兰迪亚公司作为工程的供货方。组织管理机构框图如下：组织管理机构4.2职责分工4.2.1业主：北京朝天轮旅游观光有限公司4.2.2工程总承包方（ EPC模式） ：中建三局建设工程股份有限公司4.2.3设计分包：（1）中化岩土工程有限公司：负责地质岩土勘察设计。2）北京市建筑设计研究院： 设计总负责， 负责协调各设计分包的工作负责附属建筑的设计、大飞轮永久基础和施工临时基础的设计。负责对荷 兰迪亚设计图纸进行审核、盖出图章。（3）荷兰迪亚公司：负责大飞轮主体部分设计，包括基础预埋件的设计。4.2.4工程咨询方：（1）荷兰迪亚公司：负责提供大飞轮主体部分施工初步方案以及施工过程 中的工况计

10、算，提供现场指导与咨询。（2）中国建筑科学院：负责第三方审图；负责对大飞轮设计、施工的安全 论证，包括进行风动试验和抗震试验；负责委托国家技术监督局特种设备检测 中心进行大飞轮安全检测。4.2.5供货方：（1）大飞轮公司：提供大飞轮轿箱至天津港。（2）荷兰迪亚公司：提供驱动系统、钢拉索、轮轴、液压顶升设备、备用 发电机组及电缆至天津港。4.3管理人员组成根据组织管理机构的设置，考虑整个机构人员编制为 81 人，按照不同阶段 对专业人员的不同需要及时进场。机构名称配备人数业主方北京朝天轮旅游观光有限公司3总承包方中建三局建设工程股份有限公司54设计分包方中化岩土工程有限公司3北京市建筑设计研究院

11、5荷兰迪亚公司3工程咨询方中国建筑科学院3荷兰迪亚公司4供货方大飞轮公司3荷兰迪亚公司3合计815.工程部署 本工程整个部署分为两个阶段，第一个阶段为设计阶段，主要进行工程初 步设计、施工图设计、第三方审图、安全检测及评估等；第二阶段为施工阶段， 主要进行大飞轮的制作、拚装、安装、大飞轮永久基础和临时基础的施工、附 属建筑的施工等。在第一阶段，首先由设计分包方进行地质岩土勘察设计和整 个大飞轮工程的图纸设计，在施工图纸设计完成后，由工程咨询方负责进行图 纸的审核及工程安全检测，此阶段工作必须于 2006年 12月 31日前完成。设计 阶段完成后转入施工阶段工作的开展，其中施工阶段中大飞轮主体构

12、件的加工 制作及大飞轮永久基础、临时基础的施工可在设计阶段中安全检测及评估期间 提前插入进行，承建方进场后首先展开施工临建搭设、现场围墙砌筑等，待整 个设计阶段完成，条件具备后即进行大飞轮拚装平台的搭设和大飞轮的拚装， 拚装完成后采用整体顶升的方法进行大飞轮的安装，在大飞轮主体安装就位， 进行轿厢、驱动系统、同步平台、照明等附属设施安装同时，即可开始附属建 筑结构、安装和装修的施工。全部工程完成，经调试和验收后即可移交业主试 运行。整个工程部署过程可按以下几个时间段进行控制：（1）2006年1月 1日 2006年6月30日，要求设计分包方及时将本工程 的地质岩土勘察设计和整个大飞轮工程的图纸设

13、计完成。（2）2006年7月 1日 2006年12月 31日，要求工程咨询方及时完成图 纸的第三方审核及工程安全检测和评估。（3）2007年1月 1日 2007年8月9日，要求工程承建方和工程咨询方 共同负责按时完成大飞轮主体的制作、拚装和安装工作。（4）2007年8月10日 2007年 12月31日，要求工程承建方按时完成附 属建筑的施工以及大飞轮轿厢、驱动系统、同步平台、照明等附属设施的安装。（5）2008年1月 1日 2008年3月1日，进行整个大飞轮工程的调试和 验收工作，并移交业主试运行。6.进度计划安排拟定本工程总工期为 791个日历天，计划于 2006年 1月 1日开工，2008

14、年 3月 1日完工并移交业主进行试运行。工期控制点序号施工内容开始时间完成时间1设 计 阶 段初步设计2006.1.12006.3.312施工图设计2006.4.12006.6.303第三方审图2006.7.12006.7.314安全检测及评估2006.8.12006.12.315施 工 阶 段大飞轮主体部分制作2006.10.12007.2.286大飞轮基础施工、临时基础施工2006.10.12006.12.317大飞轮拚装平台搭设2007.1.12007.2.288大飞轮拚装、安装2007.3.12007.8.99轿厢、驱动系统、 同步平台、照 明等安装2007.8.102007.12.9

15、10附属建筑结构施工2007.8.102007.10.3111附属建筑安装及装修施工2007.11.12007.12.3112调试及验收2008.1.12008.2.2913移交业主试运行2008.3.1为了确保本工程能按期投入运营，根据工期安排可知，在 2006年 4月 1日前业主必须完成所有工程的前期手续，办理好开工证，以具备施工图纸设计的 条件；在 2006年10月 1日前必须完成本工程的初步设计、施工图设计、第三 方审图及安全检测和评估等所有工作和手续，以保证后期施工阶段工作的有效 时间。7.现场总平面布置及交通运输布置7.1场地特征本工程位于位于北京市朝阳公园内，拟建场地紧邻园区北湖

16、，位于北湖北 侧，拟建建筑的地下室混凝土结构外墙距湖岸约 70 余 m。目前拟建场地内及其 周边为园林绿化，树木茂盛。拟建场地周边地势起伏，绝对标高变化较大，绝 对标高从 35m多至 42m 多不等。拟建场地西南方向绕过北湖湖湾处有一块较为 平坦场地。拟建场地离朝阳公园东门较近，可利用朝阳公园东门作为车辆出入口，朝 阳公园东门通往亮马桥路。7.2施工现场总平面布置原则（1）尽量减少对朝阳公园产生影响，尽量不破坏周边的公共设施，最大程 度的保持公园原貌。（2）遵循现场实际情况和北京市建设工程施工现场生活区设置和管理的要 求，有效利用场地的使用空间，对施工机械、生产生活临建、材料堆放区等进 行优化

17、布置，满足安全生产、文明施工、方便生活和环境保护的要求。（3）方便对工程各施工阶段总平面的统一协调管理，减少各阶段场地布置 调整工作量。7.3总平面布置 本工程施工中的临时基础及永久基础、大飞轮结构拼装及起吊安装、混凝 土结构附属建筑各阶段施工场地的使用互不交叉，而总平面布置的重点是保证 大飞轮的现场拼装场地，因此将主要叙述大飞轮拼装及起吊安装阶段施工现场 的平面布置。7.3.1围墙布置 施工现场采用彩色喷塑压型钢板进行封闭，把工地周边环境相对隔开。临 时围挡高 2m，总长 1150m。7.3.2出入口及场内临时道路从朝阳公园东门进出公园。施工现场（金属围挡范围内）出入口设置在现场东北角，门宽

18、为 8m，设置电动大门。为尽量少占用公园用地，本工程现场临时道路不设计成环形道路，通过在 场地西南角靠近湖边空地设置回车场，保证车辆能够掉头出场。考虑到现场地 势起伏较大，为了最大限度的保持朝阳公园现有景观，现场施工临时道路路线 避开已有园内已有土丘，并尽可能少的打断已有景观道路。详见总平面布置 图。现场施工临时道路宽 6m，总长约 950m。按照设计施工临时施工道路路线， 采用铲车和压路机进行平整和压实路基，并在路基土上铺垫 25cm 厚级配砂石。 本工程现场表层土质松软，因此必须保证路基土的压实系数。大飞轮支腿等大型构件进场时，采用铺垫路基箱来解决大型运输车辆场内 通行道路路基承载力不足的

19、问题。路基箱受力骨架为 20a 工字钢，每根工字钢 长 3m，横向间距 1.5m，面板为 20mm 厚钢板。此外，为减少因本工程施工而打断园区内局部已有观景道路的影响，我们 将按照现有园区道路标准铺筑临时游园道路，方便游客游园并能从施工现场外 顺利绕行。本工程施工后我们将恢复原有观景道路。7.3.3排水设施的布置在场内道路旁和生活区设置宽 300mm、深 350mm 的排水沟，施工及生活废 水经沉淀池沉淀后排入公园内污水管道，现场进行有组织排水。在大门出入口处设置洗车槽，配备高压冲洗水枪，以免车辆出入带泥，引 起扬尘污染。7.3.4材料堆场及大飞轮拼装场地的布置 本工程材料加工、堆场场地主要布

20、置在拟建建筑的东、西、北侧。因大飞轮直径达 208m，需在地面整体拼装后安装就位，因此拟建建筑南侧 作为拼装场地，并且大飞轮部分结构需在湖面上安装。湖面上的安装措施详见 “10.土建方案选择及分析” 。可利用材料堆场面积约 3500m2，拼装场地面积约 35000 m2（含湖面）7.3.5办公区和生活区临建的布置 利用拟建建筑北侧的较平坦空地布置本工程办公及生活区。共设置办公室 435m2，管理人员宿舍 240m2，工人宿舍 1296m2，厕所及淋浴间 240m2。整个临时办公及生活区用地面积约 4000 m2。8.初步设计方案由北京市建筑设计研究院负责进行附属建筑的设计、大飞轮永久基础和施

21、工临时基础的设计，现阶段附属建筑已完成初设，大飞轮永久基础和施工临时 基础还没有进行详细设计，通过与北京市建筑设计研究院商定，暂时按照以下 情况进行考虑。8.1永久基础大飞轮支座 4 个：每个基础按 8000吨承载力设计，由 20 根直径 800mm，桩 长 45m的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以及 10m*20m*2m钢筋混凝土 承台组成；大飞轮拉索 2 个：每个基础按 8000吨承载力设计，由 20根直径 800mm，桩 长 45m的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以及 10m*20m*2m钢筋混凝土 承台组成；拱形构筑物 4 个：每个基础按 4000吨承载力设计，

22、由 10根直径 800mm，桩 长 45m的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以及 10m*10m*2m钢筋混凝土 承台组成；8.2临时基础轮缘安装临时基础 22 个：沿大飞轮轮缘每隔 30m布置一个临时基础，其中14 个布置在陆地， 8 个布置在湖中，每个基础按 4000吨承载力设计，由 10 根 直径 800mm，桩长 45m的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以及 10m*10m*2m 钢筋混凝土承台组成；大飞轮液压顶升临时基础 1 个：布置在湖中，按 24000吨承载力设计，由60 根直径 800mm，桩长 45m的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以及 30m

23、*20m*2m钢筋混凝土承台组成；大飞轮支座安装临时基础 6 个：布置在陆地，每个基础按 4000吨承载力设 计，由 10根直径 800mm，桩长 45m的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨） 以及 10m*10m*2m钢筋混凝土承台组成；8.3混凝土标号按 C40，钢筋含量按 150kg/m3 考虑。9.勘查设计及施工方案9.1勘探点布置（1）大飞轮永久基础以及临时基础勘探点布置：每个基础下布置一个勘探 点（液压顶升临时基础下布置 6 个勘探点），共布置 44个钻孔；其中 15个控制 性钻孔深度为 55-60.0m，29 个一般性钻孔深度为 50.0m。（2）附属建筑勘探点布置：按附属

24、建筑范围内方格网布置， 间距为 2627m， 共 40个；其中 16个控制性钻孔深度为 20.0m，24 个一般性钻孔深度为 15.0m。9.2钻探点施工附属建筑部分采用 sh-30 型钻机施工；陆上基础勘探点和湖中基础勘探点 采用百米钻机进行施工。湖中的勘探点施工是勘察施工的重点和难点，采用油 桶做成浮标（可采用 20 多个油桶连接到一起） ，百米钻机在浮标上从油桶间的 空隙下钻 （钻杆带套管），钻出的泥浆导入附近另设的集浆桶， 以避免污染湖水。10.土建施工方案选择及分析 本工程附属用房混凝土结构及永久基础施工较常规，本文不再做专门介绍。 本文重点论述大飞轮拼装临时基础的施工方案。根据钢结

25、构拼装方案，临时基础按围堰法施工、局部填湖法施工、水中桩 基础施工法三种方案分别说明。10.1围堰法施工（1）大飞轮轮缘安装设置临时基础 22 个：沿大飞轮轮缘每隔 30m布置一 个临时基础，其中 14个布置在陆地， 8个布置在湖中，每个基础按 4000吨承载 力设计，由10根直径 800mm，桩长45m的钢筋混凝土灌注桩 （单桩承载力 400 吨）以及 10m*10m*2m 钢筋混凝土承台组成；（2）大飞轮液压顶升临时基础 1个：布置在湖中，按 24000吨承载力设计， 由 60 根直径 800mm，桩长 45m 的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以 及 30m*20m*2m 钢筋

26、混凝土承台组成；（3）大飞轮支座安装临时基础 6 个：布置在陆地，每个基础按 4000 吨承 载力设计，由 10 根直径 800mm，桩长 45m 的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以及 10m*10m*2m 钢筋混凝土承台组成；（4）混凝土标号按 C40，钢筋含量按 150kg/m3 考虑。（5）湖中临时基础施工a.先在湖内修一道挡水围堰，根据勘察报告，若围堰内地下水水量较小，则 采用挖明沟排水的方案；若围堰内地下水水量较大，则应采用管井降水或两种 方法结合使用的方案。b.降水井设计 降水井沿湖边布置，先在湖的东侧修一道挡水围堰，将围住的湖水抽净后， 在该处围堰的内侧进行降水井的施

27、工；其余的降水井沿湖边封闭布置。井数： 79 个；井深：7m（围堰部分）、10.00m 12.00m（其余部分）；井距：6.008.00m； 管井孔径： 600mm。c.围堰施工 挡水围堰要求不但能抵挡湖水压力，保证钻机施工的安全；而且还能有效 的隔住湖水，渗水很少以保证钻机能够正常施工。该围堰属于临时设施，不但 要具备以上条件，还要能够施工快捷，不污染湖水，竣工后便于回收，综合以 上特点，采用钢板桩的施工方案。将 9m 长 10 型工字钢用吊车吊放到事先预制好的钢套筒中（钢套筒在三个 方向上焊有支腿，以保证工字钢竖直沉入湖底） ，再用吊车吊重锤竖直向下将工 字钢砸进土内 3.0m，然后吊起钢

28、套筒。工字钢每隔 3.0m 设置一个。围堰长度为 88.70m，采用 2.0cm 厚钢板（钢板在内侧设置三道横向支撑， 部分还预设有三角支撑） ，规格为 6000mm 4000mm和 6000mm 2000mm 两种， 用吊车将钢板吊到湖中紧贴工字钢下放。相邻两块钢板间加入止水硬橡胶条， 围堰钢板采用螺栓连接。在湖水抽取工作开始前，需同时将露出水面的钢板与横向支撑、相邻钢板 间的高强度锚栓固定。锚栓采用 M30 高强度螺栓。同时还需向湖中水位高的一 侧紧贴钢板堆放装满粘土的土袋，以防止过大的水压力将该处土体掏空。d.湖水的抽取围堰施工完成后， 使用大排量水泵将水 （围住的湖水为 99660m3

29、）抽到附近 湖水中。e.钻机施工工作面的铺设 将围住的湖水抽干后，马上开始钻机施工工作面的铺设。因基础平台尺寸为 10m 10m，钻机施工工作面为 5m，所以需要使用挖掘机将湖底深度 0.5m， 沿摩天轮圆弧中心宽度为 20m20m 的淤泥开挖，甩至附近不妨碍钻机施工的 位置；然后将该处用 50cm厚的级配砂石或碎石回填， 并使用挖掘机反复碾压 3 5 遍以保证钻机能够正常施工。f.钻机下坑马道的开挖钻机下到湖底施工的马道必须用渣土或级配砂石垫 0.5m 以上并压实，马道坡度不大于 1： 6详见下图：围堰法施工平面图10.2局部填湖法（1）此方法中大飞轮轮缘安装设置临时基础 16 个：沿大飞轮

30、轮缘每隔 39.5m 布置一个临时基础。此方案中共有 5 个基础落于湖中， 11 个布置在陆地。每个 基础按 4000吨承载力设计，由 10根直径 800mm，桩长 45m 的钢筋混凝土灌注 桩（单桩承载力 400 吨）以及 10m*10m*2m 钢筋混凝土承台组成。混凝土标号按 C40，钢筋含量按 150kg/m3 考虑。（2）大飞轮液压顶升临时基础 1个：布置在湖中，按 24000吨承载力设计， 由 60 根直径 800mm，桩长 45m 的钢筋混凝土灌注桩（单桩承载力 400 吨）以 及 30m*20m*2m 钢筋混凝土承台组成。（3）大飞轮支座安装临时基础同围堰法。（4）填湖施工：采用

31、本方案轮缘上 5 个临时基础， 1 个液压顶升临时基础将落在湖中。 为达 到不抽排湖水的目的，因此采取局部填湖，适当改变湖岸线的做法。将湖中靠近现有湖岸线的 3 个轮缘上的基础位置和液压顶升基础位置进行 填湖施工，填土夯实后再施工基础。落于湖中离湖岸线较远的 2 个轮缘基础主 要用于大飞轮拼装完就位时的拉索拉接，因此可将布置位置移出湖中，考虑在 湖湾南侧陆地上布置。采用局部填湖法需填湖约 3090m2。因现在湖底地貌资料不详，故填土位置 水深暂时按 6m 估算，需填土约 19000m3。因本方法改变了局部的湖岸线，为了保证不影响观赏的美观，在本工程施 工完后，将雇请专业园林设计公司进行园林美化设计，合理布置亭阁或绿化。 或者采用退挖法，将所填土方重新挖除。本方案需获得详细的