1、24 建设科技特 别 关 注The Special Focus“华夏奖”专刊2022 年“华夏建设科学技术奖”获奖项目（一等奖）复杂山地条件下冬奥雪上场馆设计建造运维关键技术北京2022年冬奥会是我国重要历史节点的重大标志性活动，其延庆赛区位于小海坨山南麓，包括国家高山滑雪中心“雪飞燕”、国家雪车雪橇中心“雪游龙”、延庆冬奥村等大型场馆群，其建设规模用地达800公顷，海拔落差1400米，雪道最大坡度68%，最大风力14级，最低温零下40余度，近邻国家森林公园、生态环境敏感。李兴钢1 李书平2 任庆英1 张音玄1 朱江5 曹颖1 周虹6 赫然4 付召坤3 邱涧冰1 谭泽阳1 关午军1 王生文7
2、刘文珽1 高治1(1.中国建筑设计研究院有限公司，北京；2.北京北控京奥建设有限公司，北京；3.中交隧道工程局有限公司，；4.上海宝冶集团有限公司，上海；5.北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京；6.上海建工集团股份有限公司，北京；7.北京城建集团有限责任公司，北京)摘要 本项目面向北京2022年冬奥会和冬残奥会延庆赛区建设的多重难题，创建了体育运动与生态环境共生的山林场馆建设方法技术体系。项目成果支撑从无到有建成了冬奥最具挑战性赛区延庆赛区及其场馆群，全程践行了奥林匹克2020议程，为成功举办北京冬奥会作出了重大贡献，向世界展现了中国工程技术实力和文化自信。关键词北京2022年冬奥会；雪
3、上场馆设计建造运维；高山滑雪；雪车雪橇；生态保护与修复；绿色低碳；可持续工程；数字化技术Key Technologies for Design,Construction,Operation and Maintenance of Winter Olympics Venues in Context of Complex Mountain Conditions Li Xinggang1,Li Shuping2,Ren Qingying1,Zhang Yinxuan1,Zhu Jiang2,Cao Ying1,Zhou Hong6,He Ran4,Fu Shao Kun3,Qiu Jianbing1,
4、Tan Zeyang1,Guan Wujun1,Wang Shengwen7,Liu Wenting1,Gao Zhi1(1.China Architecture Design&Research Group;2.Beijing Enterprises J.O Construction Co.,Ltd.;3.CCCC Tunnel Engineering Co.,Ltd.;4.Shanghai Baoye Group Co.,Ltd.;5.Beijing General Municipal Engineering Design&Research Institute Co.,Ltd.;6.Shan
5、ghai Construction Group Co.,Ltd.;7.Beijing Urban Construction Group Co.,Ltd.）Abstract:This project aimes at multiple difficulties in the construction of Yanqing competition zone for the Beijing 2022 Winter Olympic and Paralympic Games,and creates the construction method and technology system for the
6、 mountain forest venues with the symbiosis of sports activities and ecological environment.The project achievements support the construction of the most challenging competition zone-the Yanqing Competition Zone and its venues-of Winter Olympics from scratch,and implement the Olympic Agenda 2020 thro
7、ughout the whole process,making significant contribution to the success of Beijing Winter Olympic Games,and demonstrating Chinas engineering technology strength and cultural confidence.Keywords:Beijing 2022 Winter Olympic Game,design,construction,operation and maintenance of Winter Olympic venues,al
8、pine skiing,bobsleigh and luge,ecological protection and restoration,green and low carbon,sustainable engineering,digital technology高山滑雪项目被誉为“冬奥会皇冠上的明珠”，雪车雪橇项目被称作“冰雪运动中的F1方程式”，是冬奥会中难度最高、最受国际瞩目的两个项目，但在我国起步晚、基础弱，因其“高端定制特征”，场馆建设被国外技术和话语权垄断、国内完全空白。延庆冬奥村包含两个赛后运营的星级酒店，功能需求繁杂。延庆赛区DOI:10.16116/ki.jskj.2023.
9、11.002建设科技 25一 等 奖面临着地形复杂、气候严苛、生态脆弱、场馆顶尖、赛后利用五大挑战，其工程建设规模、尺度、难度、高度落差等远超常规冬奥场馆。针对延庆赛区前所未有的工程挑战，团队承担了“十三五”国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项项目，从场馆设计建造、生态保护修复、全生命期利用、新数字化技术等方面开展研究，支撑高质量建成了延庆赛区场馆群，保护了生态环境，打造了积极奥运遗产，形成了适于推广的系列共性成果。1 创新技术与成果创建了体育运动与生态环境共生的山林场馆建设方法技术体系（见图1），在三个方面取得了突破性创新成果。图1 体育运动与生态环境共生的山林场馆建设方法技术体系1.1 世
10、界首创了超大型体育赛事设计建造与生态保护修复一体化技术体系“雪飞燕”拥有世界独特的高山峡谷赛道，赛道最大落差925米、总长9.43公里，比赛滑速超150公里/小时，场馆建于高寒高陡山地，防洪防火抗震要求高，并需适应极端气候和复杂高山环境。延庆赛区临近松山国家森林公园，生物多样性高，国内外社会关注度极高，是冬奥历史上最大规模开展生态保护与修复的赛区，海拔落差超1400米。图2 “顺形势、弱介入、可逆式”技术应用效果研究突破了国外高山滑雪场馆设计垄断和复杂地形、严苛气候挑战，首创了“顺形势、弱介入、可逆式”技术（见图2）；破解了大型山地场馆建设破坏自然环境的世界性难题，创立了超千米海拔落差生态环境
11、保护与修复技术（见图3）。图3 生态保护与修复工程分布图成果支撑建成了我国第一个冬奥会级别高山滑雪场馆，经国际滑雪联合会认证为世界领先。延庆赛区被誉为最具生态特色的冬奥赛区，获得了国际社会极大关注和高度评价。1.2 突破国外垄断，创建了世界领先的雪车雪橇场馆赛道气候保护、设计建造技术体系“雪游龙”是世界第17条、我国第1条雪车雪橇赛道，其传统建设技术话语权长期被德国Deyle公司等少数机构垄断，国内无场馆设计规范、工程标准、材料工艺工法。雪车雪橇场馆赛道选址与所在山体条件密切关联，赛区范围内无法选到适合建设的北坡场地，经多方论证，延庆赛道成为世界唯一的南坡赛道和高烈度抗震赛道，国际上缺乏相关经
12、验和标准。研究破解了世界唯一南坡赛道的难题，世界首创了赛道“地形气候保护系统”（见图4），保护98%以上赛道免受太阳辐射及其他气候因素影响。破解了最高抗震8度（0.30g）和最高精度（毫米级）的赛道建设难题，世界首创了三维异形曲面超长薄壳赛道设计和一体化成型技术（见图5），打破了国外垄断，提升了国际赛道设计标准。26 建设科技特 别 关 注The Special Focus“华夏奖”专刊图4 赛道“地形气候保护系统”图5 超长薄壳赛道一体化成型成果支撑建成的“雪游龙”被国际雪车和雪橇联合会认证评价为世界上最好的滑行中心，突破了通行的场馆选址限制，拓展出国际车橇场馆未来建设的新模式。1.3 首创
13、了基于自然环境信息模型的大型场馆超尺度融合和全过程协同数字化技术体系延庆赛区是世界上最集约进行场馆和基础设施建设的冬奥赛区，超大尺度的自然山体地形场地与赛道场馆等数字化设计建造信息的精准衔接和融合无先例可循。高山峡谷雪道、异形曲面赛道与超大、超长山地场馆的设计、建造、运维全过程信息传递要求极高，传统技术无法支撑。创建了基于自然环境信息模型的大型场馆超尺度融合数字化设计建造技术（见图6），保障了复杂山地条件下超大型场馆工程建设的精确度、安全性和与生态共生目标的实现。创建了基于多场景转换的设计、建造、运维“BIM+”信息协同技术（见图7），实现了超大型山地场馆建设全过程信息承继式传递。图6 基于自
14、然环境信息模型的大型场馆超尺度融合成果支撑在极短工期内超预期建设完成延庆赛区场馆群，实现了超大尺度“生态冬奥”场馆建设目标和赛区设计/建造、赛时/赛后全场景运行。2 成果推广与效益本项目研究成果应用于大型体育赛事场馆及大型山地环境工程建设与生态保护、2026米兰冬奥场馆、大众体育娱乐设施、异形结构土木工程等多类型工程建设及行业数字化转型，产生了巨大的环境和社会效益。2.1 环境效益 建成了体育与生态共生的绿色奥运典范赛区，成为山林场馆、生态冬奥的名片工程。赛区生态修复204公顷，山体裸露创伤性修复195公顷。赛区内近地移植灌草11027株；迁地移植乔木24272棵。亚高山草甸原位回铺2400m
15、2，种子库保护40万m（见图8）。打造绿色冬奥工程范例。延庆赛区所有场馆获得绿色三星标识，山地新闻中心建成近零能耗示范，超额完成“所有新建场馆都将满足绿色建筑评价三星级标准”可持续性申办承诺。构建赛区建设兼顾环境可持续新路径。赛时全部使用绿色电能；就地消纳施工碎石31万m；无动力溜槽技术零能耗运输10万m 施工渣土；零空气污染、零火灾爆炸风险安装主体建筑结构；水资源综合利用，年总用水量降低30%；雪道融雪污水零排放；国家雪车雪橇中心采用冷热联供系统年均碳排放降低约16万kg。2.2 社会效益 支撑从无到有建成了填补空白、满足最高办赛需求的冬奥赛区，为成功举办北京冬奥会作出了重大贡献。五年内从无
16、到有建设了世界最好的滑行中心、世界领先的高山滑雪场馆，建成了“最具挑战性的冬奥赛区”。2021年1月18日，习近平总书记在延庆赛区给予了团队及赛区建设者“中国建设了世界上最好的雪上项目场馆，你们工程建设人员作出了历史性贡献”、“赛区的建设者了不起，每一个中国人都了不起”的评论。支撑在冬奥最具挑战赛区全程践行奥林匹克2020议程，以科技冬奥示范应用成果向世界展现了中国工程技术实力和文化自信。国际奥委会北京冬奥会协调委员会主席胡安 安东尼奥 萨马兰奇（Juan An-tonio Samaranch Jr）称赞国家高山滑雪中心是顶级滑降比赛的完美场地。国际雪车联合会主席伊沃费里亚尼（Ivo Ferriani）评价认为“雪游龙是2008年以后中国向未来、向世界展现自己崭新形象的典范之一”。C
