浦东机场飞行区安全距离内下穿通道基坑开挖施工实践

应敏

摘 要：上海浦东国际机场T1-S1下穿通道的施工，受到了禁区不停航的限制，施工难度大、工况复杂、环境要求高，施工中遇到了诸多施工技术上的难题，不可预见因素较多。对于施工作业，时间上的连续性是常规性深基坑工程确保施工质量、安全和进度的重要条件之一，而禁区内施工时间为凌晨0：30～6：30，作为施工时间如此间歇式的施工安排是对常规性深基坑施工的一种挑战，通过对施工管理的合理协调、资源的合理分配、工艺的选择、技术措施的创新，解决了一系列的禁区施工技术难题。

关键词：浦东机场；禁区不停行施工；下穿通道；基坑开挖

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）14-0068-02

1 工程概况

上海浦东国际机场飞行区下穿通道及5号机坪改造工程位于浦东国际机场现有航站区与南航站区之间，本工程为1号航站楼（T1）与在建1号卫星厅（S1）之间的T1-S1下穿通道。下穿通道需要穿越正在运行中的T3、T4滑行道。为了确保运行中T3、T4滑行道和规划新建的T0滑行道三条中两条正常运行，确定了把T1-S1下穿通道分三阶段施工的策划方案，在第一阶段新建T0滑行道、T3T4滑行道正常运行；在第二阶段T0滑行道投入使用、T4正常运行、T3关闭；在第三阶段T4关闭、T0T3正常运行。其中在第一阶段和第二阶段均有一段位于滑行道的安全距离内，需要在滑行道关闭之后施工，约为27.5m。禁区基坑及围护简况：禁区基坑围护桩主要采用钻孔灌注桩，止水帷幕为双排高压旋喷桩，支撑采用一道混凝土支撑结合两道钢支撑的体系，坑内加固采用高压旋喷桩，基坑挖深约10m。

2 工程特点难点分析

T1-S1在项目通过的三个阶段的组织中，其中隧道的第一和第二阶段部分位于滑行道安全距离重叠区域，需要在夜间停放后使用限制区域施工。禁区的建设必须在晚上00：30到6：30之间安排。两个滑行道T3和T4必须确保正常使用，即T3或T4滑行道关闭时，可以确保受限制区域的正常施工[1]。

上海浦东国际机场在限制区建设有严格的管理要求，鉴于上海浦东国际机场正在经营，为了避免机场建设正常运行的影响，必须以“民用机场非机场“施工管理条例”和“制定施工方案措施”，做好施工管理工作，确保机场的安全，包括施工期限，施工设备限制，人员安全限制，施工现场环境限制等，都是严格执行的。

3 主要施工技术措施

3.1 加设临时封堵墙，分坑施工

原来设计是以禁区的围界为分界线，禁区内的围护属于钻孔灌注桩，禁区外的属于SMW工法桩。根据以往施工经验和机场限制区建设的具体情况，限制区外施工进度相对较快，限制区施工进度缓慢，限制施工进度区域一定会影响靠近限制区域的施工段的进度。土体边坡开挖设计将影响相邻建筑物的建设，基坑不封闭不能及时降水，并在设计咨询分析中提出，在限制区域和非限制区域之间增加一个临时SMW桩墙。这样可以进行坑坑施工，不要干涉，限制区域可以正常施工，及时加大施工进度。在限制区域关闭后进行拆除墙钢的封闭，正常施工的限制区域结构。

3.2 围界的临时翻交

由于禁区的安全性的重要性和特殊性，施工要求既要满足施工需要，又要满足安全管理的完整性。因此，对禁区和非禁区之间的施工及围界翻交处理是施工中所遇到的一大问题。

通过与业主及安检各个方面进行商讨和协调，制定临时的围界翻交处理方案，也就是先将外围界移到非禁區的支撑梁位置，处理施工围界中间的围护结构，然后将内部围界转移到已经完成的围界支撑梁中，对剩余的围护结构进行施工处理。完成施工后，将围界恢复。这样能够最大限度的加快围界施工进度，并确保双层围界满足安防需求[2]。

3.3 禁区反循环汽车钻的利用

对于禁区内施工，应当遵循分秒必争的原则，如何在不足5h的施工时间内实现最快的施工进度，并保证施工质量是当面禁区施工面临的重要问题。根据以往类似工程施工经验，提出了应用汽车钻打钻孔灌注桩的技术，而且此项技术在桥梁工程机野外勘察中得到了广泛应用。与传统的水井钻机不同，传统水井钻机的泥浆系统属于正循环，泥浆置换需要依靠水压置换，但此种处理方式的一个特点是水井钻机只有借助吊机才能够实现吊进吊出，而且成孔的速度比较慢，一个25m的桩，从下面钻杆直到结束清孔，需要花费2-2.5h，再加上需要定位，进行下钢筋笼的混凝土浇筑，因此，禁区内在一夜间只能打设一根灌注桩。但如果采用汽车钻，泥浆系统属于反循环系统，设备与卡车是一个整体，和普通的卡车一样，能够自由的移动和转运，对于同样长的桩，成孔只需要1.5h就可以，这样一晚上就能够打设两根钻孔灌注桩。另外，如果机场禁区出现二类天气、紧急航班等意外情况需要及时撤离时，汽车钻可以实现快速的撤离现场，不会对机场运营造成任何影响。

3.4 禁区三轴搅拌桩的利用

在进行第二阶段的施工时，根据第一阶段的禁区施工经验，禁区还可能存在二类天气或者航班延误等导致的滑行道未关闭、禁区无法施工等情况时，就会对施工计划及进度造成影响。为了确保施工质量及进度计划，原设计的高压喷浆灌浆桩水幕及坑筋加固对三轴搅拌桩做了调整，并通过对施工条件的分析和论证，三轴搅拌桩机采用自走式履带机，行走灵活，在做好维修、材料准备等应急措施下，可以满足禁区施工进出场要求，并可以满足施工质量要求。根据过去的工程经验，三轴搅拌桩中的止水帷幕和坑内的加固效果，都比高压旋喷桩好，而且由于施工工艺不同，成桩时间也要比高压旋喷桩长。在实际禁区的5小时施工过程中，对于17m的止水桩，采用高压旋喷桩（800mm@550），只能够打设成1根，而应用三轴搅拌桩（桩径850mm@600），则可以打设5根。如果基坑挖深10m，坑底的加固深度为4m，那么应用高压旋喷桩（800mm@550）可以打设4根，而应用三轴搅拌桩（桩径850mm@600），则能够打设10根。

3.5 临时施工坡道

由于机场运行的局限性，项目分为独立施工三个阶段。施工一期后，进行施工两期。最后，进行三期施工。由于场地的限制和限制区内的安全管理要求，一期完成后，二阶段施工就变成了孤岛施工，四周没有进退现场的施工便道，通过对各种方案进行对比，最终确定了利用已完成结构的一阶段地道为施工便道，然后在另一阶段侧墙上面预留洞口，外侧建立坡道，以便于进入二阶段，这样不仅解决了场地限制，也不会对机场运营造成影响。此条坡道是从地道通向地面的，和普通的基坑一样，需要进行维护施工，对于支撑梁、围护桩和止水帷幕，应当尽量安排在同一时间段进行施工，到二阶段时，进行基坑开挖处理，启动临时坡道，完成二阶段施工后，将基坑回填，以恢复场地。这种施工方法可以扩大到使用类似的项目，即施工现场有限，施工期较长，需要分阶段施工，结构相对简单。

3.6 支撑栈桥的设置

机场内的施工场地较为狭小，因此，由于施工场地的限制，容易导致施工现场的材料周转及车辆调配出现问题，尤其是禁区内的施工环境更为复杂，需要对施工场地进行充分利用，确保不影响机场运营。针对下穿通道的施工特点，应当对二阶段有限的施工场地情况进行考虑，可以在支撑上增加栈桥，以将东西两侧的场地连通，方便材料周转及车辆调配，从而加快施工进度。

3.7 自动化监测

禁区施工通畅为夜间施工，因此在白天无法对基坑数据进行采集，为了强化对滑行道沉降、变形、支撑轴力及坑外水位的监测，可以在飞行区的滑行道禁区施工场地内设置自动化的监测项目，以实现实时监测，从而及时的对监测数据进行反馈，对施工进行指导。自动化监测项目的设置，包括自动化的围护结构侧向位移监测、自动化制程轴力监测及自动化坑外潜水水位观测等[3]。

（1）自动化支撑轴力监测系统。在制作混凝土支撑钢筋的过程中，在被测断面的上下左右四侧可以埋设钢筋应力计，或者是在钢支撑上面安装表面应力计，同时将应变计或者应力计的导线接入到BGK-Micro-40型无线自动化数据采集单元中，通过GPRS通信模块，实现远程自动控制。采集单元内置BGK-Micro-VR智能测量模块，可测量振弦式、差阻式、电解质式、电位器式、标准信号、应变片等类型的仪器。这些模块本身已具有8个测量通道，不用任何扩展即可组成最基本的8通道的测量系统。每个通道均可接入一支标准的传感器，通过BGK-Micro-CH通道扩展模块，最多可实现40个通道的测量。具有自动集测、信号处理、控制和通讯功能。（2）围护结构侧向位移自动化监测系统。当完成灌注桩顶圈梁的施工后，在预留的测斜孔中，可以防止固定式的测斜仪，同时将传感导线接入到无线测量模块中，通过GPRS通信模块，实现远程自动控制。（3）自动化水位监测系统。坑外水位通過在水位观测孔内安装振弦式渗压计来测读，同样将渗压计导线接入BGK-Micro-40型无线自动化数据采集单元，通过GPRS通信模块实现远程监控。（4）自动化监测成果分析。本工程禁区自2015年12月份进行土方挖土至2016年2月份结构施工完成，自自动监测频率为每十分钟采集一次各自动化监测项目的数据（原始数据），远远超过了每日夜间最多一次的普通监测频率，准确直观的反映了基坑围护侧向位移、支撑轴力变化、坑外水位变化的变化曲线，指导了挖土、支撑、结构的施工的合理安排，确保了整个施工过程中坑内坑外的安全稳定，监测周期内未出现基坑监测数据的较大变化和报警值。（5）自动化监测的频率和信息发布。自动监控可以在理论上实时监控，但由于自动化监控系统是多原理，多技术，多学科复杂系统，系统的每个技术细节都与监控数据的准确性有关，所以手动监控作为自动监测的参考数据是必不可少的，它将为自动化监控系统的调整提供参考。由于定期检查的标准化和通过整个自动监测过程的任何时候的纠正结合，自动监测每两小时在监测系统中公布的计算信息的结果，供施工现场参考。

4 结语

机场的建设，一直是建设机场工程的重大困难。 特别是隧道施工复杂，协调困难，施工周期紧张，周边环境复杂，施工时间短，工作状况复杂，在本项目施工过程中， 吸收以前的施工经验，结合项目实际情况解决一系列有限的施工问题，采用多项新建施工技术措施，为高质量，高标准，高安全性的项目提供后续建设参考和施工条件支持。

参考文献

[1]民航局第191号令.民用机场运行安全管理规定CCAR140[Z].北京：2008.

[2]民用机场不停航施工管理规定CCAR163[Z].北京：2000.

[3]光明日报出版社 编.JGJ-T199-2010型钢水泥土搅拌墙技术规程[M].光明日报出版社，2010.