搜索
土建及配套设施3.1概述LAMOST工程新建主要建筑物包括河北兴隆LAMOST观测楼、观测人员宿舍楼、北京北郊数据处理和研究中心。配套改造项目包括兴隆锅炉房改造、镀膜车间改造、水、电、道路等外网改造。其中：ŸLAMOST观测楼为工程重点，它的功能不仅是LAMOST天文望远镜的基座，而且必须满足望远镜工作的各种工艺要求并保护望远镜不受损坏。其内部布置了各种功能房间，包括观测室、控制室、实验室等，供科研人员使用，以观测、记录天文数据。Ÿ观测人员宿舍主要有36间单人房间，将为科技人员提供生活、休息、工作场所。Ÿ观测站各项配套设施改造将为上述建筑物的正常使用提供必要的物质前提，满足科研工作的使用要求。Ÿ数据处理和研究中心在建设过程中作为LAMOST工作人员的集中办公地点。项目完成后，作为运行时数据处理和研究中心。Ÿ在工程后期，对兴隆站内、外（至山下公路段）道路进行维修。3.2建筑设计3.2.1总图布置总图布置（详见附图）包括以下几部分：1．LAMOST观测楼经有关部门专家的充分论证，已确定其建造地点为图示之处，地块南北长70余米、东西宽50多米，地块位于坡顶，地形较平坦，地面海拔标高为890米左右，为低中山侵蚀构造地貌，现状有一条已建成道路从场区北侧穿过。观测楼建成后该路将改为从观测楼中间穿过。2．宿舍楼建造地点位于兴隆站区东侧，已有宿舍区与老镀膜车间之间，地块南北约17米，东西约为35米，地势平坦、外网条件较好，紧邻站区道路，海拔标高在881～882米之间。3．锅炉房改造（位置见总图）以及外网改造涉及土建内容较少，详见各专业说明。4．镀膜车间改造为原有镀膜车间设备更新（详见工艺说明），有道路与观测楼相连。5．数据处理和研究中心地点位于北京市大屯路北京天文台总部东边。3.2.2LAMOST观测楼1．观测楼建设为本工程项目的核心工程，它具有两种主要功能，即在作为天文望远镜基座，保证满足望远镜有关技术参数的同时，提供科技人员进行观测的使用空间和放置设备、仪器的场所。2．平面布局中依据有关工艺要求，观测楼包括三大部分，从北向南依次为：反射施密特改正板MA楼、焦面仪器楼、球面主镜MB楼（详见首层平面图）；主要科技人员出入口位于东侧路北，参观人员入口位于东侧路南。有关设备安装及维护车辆可到达建筑物两侧。3．各部分主要功能房间如下：（详见各层平面图）(1)MA楼中有MA工具库、MA油路控制室、MA电控室、观测监控室、配电室，及MA平移开启式圆顶导轨支架、1台1吨液压电梯。(2)焦面楼有光谱仪房、焦面电控室、光纤定位电控室、各种实验室、多功能厅，以及一台2吨液压电梯。(3)MB楼有MB工具库、贮藏室、温度和MB子镜共焦等控制室，参观人员接待室及展厅，以及1台2吨液压电梯。(4)其它还有楼梯、管理室、卫生间等，以及天桥、操作平台等。4．立、剖面设计（详见立、剖面图）(1)设计中依据LAMOST天文望远镜的特点及必要的几何参数，确定了层高如下：MA层高为4.8米，层数为3层；焦面楼、MB楼均为3.6米层高，层数分别为6层、9层，在其顶层平台均有天桥连接，方便调试及检修。(2)立面设计充分结合天文建筑的特点，突出MA的半圆顶，利用圆柱体的重复，将三部分有机地结合起来，形成了一个整体，且可有效减少风力的影响。(3)整体造型利用光路半园形园筒呈25度斜向上的特点，设计成变化的流线型曲面，使之充满展翅欲飞的动感，使人产生不断向上飞腾的联想，暗寓在无穷的宇宙中自由飞翔。(4)外立面色彩以白色为主调，主体部分外墙饰面采用银白色铝合金条板，设有外隔热层，圆顶表面用防太阳辐射的材料（铝粉或氧化钛），使之在白天能反射绝大部分阳光，减少白天的吸热量。5．根据天文望远镜的特殊观测要求，建筑设计中还采用了以下多种必要的构造措施和做法：(1)望远镜安装在MA、焦面、MB各楼的基墩上，其直径分别为5米、4米、6米，基墩为壁厚500的现浇钢筋混凝土筒体，为了保证望远镜的定位精度与跟踪精度，基墩直至其基岩且与四周建筑完全脱开，以防止圆顶开合、机电设备运转以及人员走动所引起的振动同基墩产生耦合振动。变形缝采用柔性连接，其宽度分别为70、90、120毫米。(2)为保证望远镜光路不受近地面空气扰动影响，观测楼应有一定高度。工艺要求光学元件离地面均高于15米以上，其准确位置须据光路决定。所有建筑位置尺寸的精度保证为±2厘米。(3)为了防止建筑外墙在夜间变为一个热源长时间的放热，或在冬季内部采暖房间热空气通过玻璃窗与其它途径往外散热，致使四周空气不稳定，在光路上形成热湍流，影响观测结果，所有外墙均做为内保温层，拟采用整体复合硅酸岩墙体保温材料，内衬聚苯板。与传统方法相比，其优点为方便圆形墙面施工，整体性好无不均匀部位，外墙尽量避免开窗，必须开窗时，一律采用双层塑钢窗，外侧玻璃为高反射隔热玻璃，双玻之间间距为1厘米左右，且有密封条。(4)由于望远镜室内地板面积较大，在夜间观测时，为保证其温度尽快与环境温度一致，除圆顶通风外，地板采用架空钢甲板（表面镀高辐射性能材料锌），厚3毫米。(5)各观测楼均有送排风装置，在白天冷却望远镜及其周围，使它接近夜晚工作时气温。观测时通过抽风，使空气从上向下经过望远镜和基墩中间孔抽出，在观测楼下风方向距离20米以外排出，使热气流不影响望远镜工作。(6)楼板隔热措施是十分重要的环节（尤其对于顶层楼板），在观测室下层避免布置有热源的房间；设置吊顶内置岩棉，且留有空间，吊顶内做有组织排风，楼板下侧粘贴6厘米厚聚苯保温板。(7)由于建筑物室内一些房间在夜间仍有人工作，如中央控制室，光纤定位控制室等，这些房间应具有足够照度，但必须阻止漏光的发生，最直接的措施是全部外墙不开窗，必要的开窗则采取遮光措施，将遮光帘两侧置于黑色绒布凹槽压板内，有如照相暗室机构。所有进入观测室的门均为双层保温门，门边处均设有弹性密闭条。(8)圆顶为金属结构，圆顶内表面为黑色，在夜间观测时，不反射杂散光。(9)设置3台液压电梯，机房布置在一层，速度为0.5米/秒，以保证子镜或精密仪器的运输安全，并保证平层精度。(10)在中控室、计算机房内，由于人员较少，易产生回音，且有设备运转低频噪音，所以在四周墙面宜做低中频吸音处理。采用薄板结构，后置岩棉，可与保温墙结合。(11)望远镜垂直交通空间，如电梯、楼梯等处，可采用脚灯，红光光源等，选用双联延时开关或声控开关控制。(12)建筑物入口大门采用自动门，用磁卡开启，这样黑夜中能够方便使用，亦便于保安。(13)室内工作室及试验室布置足够多的电源插头，其它设备如操作台、吊柜、水电等应一次安装到位，一些重要设备房间选用气体防火设备，所有房间均应通风。（详见各专业说明）(14)操作人员及天文学家夜间工作房间冬季应保证采暖、通风。通风道出风口应远离望远镜主体建筑二十米外下风口处，卫生间等处也应供暖，水管须保温，使之在冬季能正常使用。(15)建筑物要求一级避雷，接地电阻小于1欧姆，若在山区有困难时，应采用人工接地法。综上所述，LAMOST观测楼作为重中之重，其设计除了满足工艺要求，采取各项措施外，将随着设计的不断深入，更多地采取新工艺、新材料、新方法、不断完善。3.2.3观测人员宿舍楼1．由于LAMOST运行时，需要20名常年在站工作的观测、维护人员和一些短期访问人员，作为LAMOST工程的一部分，宿舍将为科研人员提供休息工作的场所。2．宿舍楼主要包括36间约15平方米带有独立卫生间的住房以及50平方米夜餐厨房、餐厅和100平方米活动室（详见附图），为局部三层砖混结构。3．平面设计中根据使用功能的要求，将活动部分与休息部分动静分开，减少干扰。立面设计朴素、简洁，采用了一些小手法，如入口坡顶、活动室落地窗等，力图营造出家居的感觉。室内外装修均采用普通材料，以降低造价。3.2.4镀膜车间改造1．利用原有老镀膜车间建筑，在其内部更新先进镀膜设备，为LAMOST服务，详工艺部分说明。2．土建部分只做简单内装修，包括地面面层更换，及内墙面、顶棚重新粉刷。3.2.5数据处理和研究中心1．平面设计LAMOST数据处理和研究中心建在北京天文台台本部东侧，与SST空间太阳望远镜实验室合建。（以下简称实验楼）实验楼平面呈“L”型，主入口设在楼的中部北侧，实验楼中部的门厅、楼电梯及卫生间将楼分为东西两个实验区段。楼的东部为SST的实验区，西部为LAMOST实验区。实验楼西部LAMOST实验区内主要有光学实验室、机械实验室、电子实验室、CCD实验室、计算机室、以及研究室、技术室等，按工艺要求分布在各楼层之中。实验楼东部SST实验区内靠楼的东侧还有两个单层大实验室，即粗装实验室和精装实验室，其中粗装实验室与LAMOST合用以节约建筑面积和投资。2．立面设计实验楼的立面及造型设计力求与台本部小区建筑形式统一协调，使其既具有时代感及天文特色，同时还要体现现代化科学办公楼的风格。实验楼的主体建筑造型采用局部后退、出挑等建筑手法加以处理，使立面富有变化。加之SST观测室的金属圆顶更加突出了天文建筑的特征与个性。实验楼的外装修与天文台本部协调一致，以白色面砖为主，局部嵌蓝色面砖，色调清新、明快。3．剖面设计实验楼主体为四层，局部五层，框架结构，一层层高为4.2米，二至五层为3.6米。粗、精装实验室均为单层框架结构，层高12米。粗装实验室顶部设直径8米的天文观测室，圆顶高为5米。4．内装修设计（1）楼地面踢脚：除门厅局部采用磨光花岗岩外，其余均为现制水磨石楼地面及踢脚。（2）内墙面：均为乳胶漆墙面。（3）天棚：少数大实验室及走廊、门厅设吊顶，吊顶高度为2.7米。3.3结构设计3.3.1LAMOST观测楼3.3.1.1结构设计依据1.《建筑结构荷载规范》（GBJ9－87）2.《建筑抗震设计规范》（GBJ11－89）3.《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）4.《建筑地基处理技术规范》（JBJ79－91）5.《混凝土结构设计规范》（GBJ10－89）6.LAMOST观测室工程岩土工程勘察报告（98技205）3.3.1.2地基设计1．地基概况根据北京市勘察设计研究院提供的LAMOST观测室工程岩土工程勘察报告（98技205），拟建场地内及其区域发育有八条断裂构造，经分析均为非活动性断裂构造，其中只有F4和F8两条断裂在拟建场地发育，F4断裂构造的变形规模及其影响范围在拟建场地附近较小，断层面倾向场地内侧，未构成不利的岩体结构条件；F8断层规模很小，只影响场地的局部稳定。拟建场地内还发育有三条大裂隙槽（由北向南依次为C1、C2、C3），裂隙C1位于LAMOST望远镜南端的球面主镜（MB）基础与中部焦面基础之间，此裂隙规模较大，其宽度为5～10米，其深度为15.10米，槽底为全、强风化白云质灰岩碎块混粘性土，裂隙槽槽壁较陡，裂隙槽槽壁均为全、强风化的具土状结构的白云质灰岩，槽内表层充填了第四纪洪积的粉质粘土、重粉质粘土、少量粘土及残积的碎石混粘性土；裂隙C2，其宽度为4~6米，其深度为6米，裂隙槽槽壁陡，北槽壁基岩较为完整、平直，南槽壁基岩裂隙发育，槽壁岩石中等风化，槽内表层为第四纪洪积的粉质粘土、重粉质粘土及残积的碎石混粘土；裂隙C3，其宽度为2.5～3.0米，其深度为6米，裂隙槽槽壁，表层为第四纪残积的碎石混粘土充填，此裂隙槽相对于C1、C2裂隙槽规模较小且东西方向未贯通。拟建场地内三条大裂隙槽的存在，不仅使范围内的承载力受到直接影响，还使场地存在如下工程地质问题：(1)边坡稳定问题：在拟建场地北部受C1裂隙及F4断层的控制，形成了可能失稳的边坡体南界，加之北部岩体内存在相对较软弱并起隔作用的泥灰岩层，可能成为边坡的潜在的滑动面，对整个边坡产生不利影响。在拟建场地南部受C1大裂隙及F4断层的控制，形成了边坡北界，由于岩体裂隙非常发育，在大裂隙槽的底部发育了具土状结构的灰白色风化白云质岩及白云质灰岩碎块，强度较低，可能形成潜在滑动面，对整个边坡可能会产生不利影响。(2)不均匀沉降问题：由于LAMOST望远镜附属建筑物一部分落在C2裂隙槽上，裂隙槽内的土包括碎石混粘土与基岩之间的压缩性差异很大，在未经