廈門翔安機場6平方公里造地工程簡述

許偉光

摘 要：廈門翔安機場造地正如火如荼地開展，該機場建設(shè)為填海造地工程，工程內(nèi)容種類較多，涉及專業(yè)較廣。文章從整個機場造地工程內(nèi)選取6平方公里造地工程進行簡要闡述，介紹廈門翔安機場造地工程的主要工藝。

關(guān)鍵詞：機場；6平方公里；造地；圍堰；吹填；地基處理

1 廈門翔安機場6平方公里造地工程建設(shè)的必要性和可行性

廈門翔安機場造地共計32km2，6平方公里造地工程為32km2其中的一部分。大小嶝造地工程的用地符合《廈門市大嶝機場總體規(guī)劃》。2010年5月，福建省政府明確指示加快推進廈門新機場建設(shè)的各項工作，廈門市政府也制定了具體的工作計劃與要求，確保新機場建設(shè)的順利實施。

2 廈門翔安機場6平方公里造地工程圍堰工程

廈門翔安機場6平方公里造地工程圍堰工程新建邊界圍堰12427m，分隔圍堰9592m。

據(jù)廈門新機場初步規(guī)劃，陸域粗平高程取為7.0m，結(jié)構(gòu)層厚度約1.5m。大小嶝造地區(qū)按吹填砂形成并完成地基處理后，交工面高程為5.5m。設(shè)計吹填高程為設(shè)計使用高程與吹填工程完工后由于地基加固和沉降所需的預(yù)留高度之和。設(shè)計吹填高程為6.5m，再考慮安全超高0.5m，設(shè)計圍堰高程即取為7.0m。

邊界圍堰兼作施工便道使用，分為兩部分。一部分位于造地區(qū)外圍、一部分位于造地區(qū)內(nèi)通信管線兩側(cè)，分別為外邊界圍堰和內(nèi)邊界圍堰。為滿足吹填需要，在吹填區(qū)內(nèi)設(shè)置分隔圍堰，將整個吹填區(qū)劃分為12個相對獨立的部分。

內(nèi)外邊界圍堰均為實體斜坡式結(jié)構(gòu)。圍堰根據(jù)高程設(shè)置二級平臺，二級平臺寬度為2～25m。圍堰外側(cè)坡比為1：2.5，內(nèi)側(cè)邊坡為1：2。為防止圍堰出現(xiàn)不均勻沉降，在圍堰底部設(shè)土工格柵及土工布。對于圍堰下部地質(zhì)為淤泥及淤泥夾砂的部分，采用塑料排水板進行地基處理，排水板穿透軟土層，進入下部土層深度不小于1m。

分隔圍堰為實體斜坡式結(jié)構(gòu)，堤身采用充填袋裝砂形成。設(shè)計堤頂高程7.0m，頂寬度為5.5m，堤頂設(shè)碎石路面，袋裝砂與碎石路面間鋪設(shè)一層500g/m2的高強土工布，承擔臨時通道作用。

3 廈門翔安機場6平方公里造地工程陸域形成

3.1 吹填方需求量

規(guī)劃占地總面積約5.69km2，工程區(qū)域均按吹填砂進行考慮，吹填砂總量約為5480萬m3。

3.2 內(nèi)海砂源調(diào)查

廈門海域砂源分部情況如下：

3.2.1 鱷魚嶼周邊海域清淤區(qū)砂源分布情況。鱷魚嶼周邊清淤區(qū)西側(cè)以東咀港航道為界，北側(cè)靠近瓊頭海域，南側(cè)到達劉五店港區(qū)。總面積約12.5km2，砂層平均埋深約12.21米，勘察范圍內(nèi)中粗砂層初步估算儲量約5410萬方。

3.2.2 大嶝南緣海域清淤區(qū)砂源分布情況。大嶝南緣砂源區(qū)主要位于歐厝前沿海域，分布較集中區(qū)域面積約為5.2km2。初步匡算可集中開采的砂源含量約為500萬方。

各清淤區(qū)域有一定數(shù)量的砂資源，但局部砂資源缺失，開采條件一般，且開采損失率較明顯。調(diào)查區(qū)域砂儲量主要埋藏于-10m～-12m以下，大量開采此部分砂源與廈門市政府發(fā)布的禁止在廈門海域采砂法令相違背。

3.3 外海砂源調(diào)查

根據(jù)《廈門東南海域海砂開采區(qū)選劃調(diào)查研究報告》，外海儲砂量為1.7億方，距機場回填區(qū)域（運距）約為60～70km，（采砂區(qū)分布情況見圖一），單價約為90元/m3，外海采砂需要用大型采砂船。目前本項目附近海域沒有航道。

根據(jù)已進行的砂源調(diào)查，廈門市每年由周邊海域所采砂量約1600萬方，但砂源分布較散，不宜統(tǒng)一管理。廈門內(nèi)灣采砂不可取，外海采砂區(qū)砂量可滿足本工程需求，但需疏浚航道。（所需航道已開始進行相關(guān)設(shè)計）

3.4 吹填工程

本工程用海面積為5.69Km2。

吹填標高為6.0m，考慮了吹填中因吹填荷載造成吹填區(qū)原狀地基下沉而增加的吹填量和吹填土進入吹填區(qū)后的流失量。

運輸路線：從外海取砂區(qū)運輸至現(xiàn)場。

臨時航道及儲泥區(qū)：在擬建區(qū)域南側(cè)海域現(xiàn)有臨時儲泥區(qū)一座，尺寸為400m×400m，由于吹填工程量較大，吹填進行前，需對該儲泥區(qū)進行相應(yīng)適當擴大處理。

吹填工藝：采用3500～4500方的絞吸船配800的管道從儲泥區(qū)吹填至造地區(qū)。

4 廈門翔安機場6平方公里造地工程地基處理

4.1 地基處理總思路

形成陸域后，場地內(nèi)軟弱地基的空間分布復(fù)雜，地基處理的對象既有淤泥層、吹填砂層，又有松散的的可液化粉砂層，或者兩者兼有之；同時，作為機場建設(shè)用地，地基處理技術(shù)要求較高。根據(jù)規(guī)劃，場地的用地功能分為4種：（1）跑道：規(guī)劃的兩條跑道，長度3800m，寬度60m；（2）停機坪、聯(lián)絡(luò)道及滑行道；（3）飛行土面區(qū)：停機坪、聯(lián)絡(luò)道及滑行道之間的綠化用地；（4）建筑區(qū)：包括航站樓、工作區(qū)、交通中心及相關(guān)設(shè)施等用地。

吹填造地后的地基處理的總體思路為：（1）吹填砂層和原狀的海積淤泥層一并處理。（2）跑道區(qū)應(yīng)選用質(zhì)量較可靠的地基處理方案。其他區(qū)域，選用造價經(jīng)濟，質(zhì)量可靠的地基處理方案。（3）本工程場地與大小嶝納泥區(qū)一期工程相接的邊界圍堰一并進行處理。

4.2 地基處理標準

地基處理交工面，暫定標高為5.5m。

4.2.1 處理標準。機場建設(shè)用地按處理標準可分為道面區(qū)飛行土面區(qū)、建筑區(qū)等。由于使用荷載和工程重要性不同，形成的地基結(jié)構(gòu)不同，地基處理也有不同的技術(shù)標準。

功能分區(qū) 交工面（m） 填料要求 技術(shù)要求

飛行道面區(qū) 暫定為5.5m 道面結(jié)構(gòu)層以下有一定深度為填石渣層，其下填料自定 （1）工后沉降≤20cm

（2）差異沉降≤1.5‰

（3）基床頂面地基承載力≥140kPa

（4）基床頂面反應(yīng)模量≥80MN/m3

飛行區(qū)土面區(qū) 暫定為5.5m 填料自定，表面0.2～0.3m耕植土 （1）工后沉降≤30cm

（2）差異沉降≤1.5‰

（3）基床頂面地基承載力≥120kPa

建筑區(qū) 暫定為5.5m 限制填石 （1）工后沉降≤25cm

（2）差異沉降≤2‰

（3）基床頂面地基承載力≥100kPa

物流倉儲區(qū) 按建筑區(qū)處理標準，堆場區(qū)按重箱堆載標準。

備注：①工后沉降：按使用年限20年計算

4.2.2 預(yù)壓荷載計算。道面區(qū)預(yù)壓荷載，包括道面結(jié)構(gòu)換算荷載18.5kPa、填石渣層換算荷載約為22.0kPa及飛機活荷載對地基附加應(yīng)力荷載85kpa。

建筑區(qū)預(yù)壓荷載。建筑用地場地上的主要建構(gòu)筑物有：建筑物、道路、停車場、廣場和綠化用地等，荷載取為30Kpa。

飛行土面區(qū)預(yù)壓荷載。飛行區(qū)、建筑區(qū)預(yù)壓荷載見下表：

使用功能 道面區(qū) 建筑區(qū)

預(yù)壓荷載（KPa） 75.7 30

換算成預(yù)壓土（砂）厚度（m） 4.5 1.8

設(shè)計取值（m） 5.0 2.0

超載率 11% 11%

4.2.3 承載力計算。載荷試驗按規(guī)定在填石渣的基床頂面進行。土基層交工面的附加荷載強度為62Kpa，淤泥頂面附加荷載強度為18.5Kpa，遠小于預(yù)壓荷載。

4.2.4 沉降計算。根據(jù)地質(zhì)條件，以及各巖土層的性質(zhì)，計算吹填淤泥層、海積淤泥層的工后沉降。對其它性質(zhì)較好的淤泥下臥粘土層、砂層，不計入工后沉降。道面區(qū)最終沉降量達到382cm，建筑區(qū)最終沉降量達到325cm，土面區(qū)最終沉降量達到292cm。

4.3 地基處理方案

4.3.1 跑道軟基處理。工程場地范圍內(nèi)有兩條跑道，每條跑道寬度60米。跑道所處的地段陸域形成時上部吹填砂層的厚度約7.0米，原狀海積淤泥最深為16.3m。跑道區(qū)域采用插板排水堆載預(yù)壓處理+強夯處理法。插板排水堆載預(yù)壓主要處理吹填砂層下部的海積淤泥層，強夯主要處理吹填砂層的液化問題。

跑道區(qū)面積約41.4萬平米在跑道范圍吹填砂至標高6.0m，插板間距1.0m，正方形布置，排水板采用整體式SPB-B型排水板。具體要點如下：（1）填砂厚約0.5m；（2）預(yù)壓荷載：85Kpa；（3）設(shè)計滿載預(yù)壓時間180～200天；（4）開挖預(yù)壓砂至強夯工作面標高；（5）強夯預(yù)估夯沉量約0.5m；（6）強夯吹填砂層，整平至交工面標高。

4.3.2 跑道以外的飛行區(qū)軟基處理。跑道以外的飛行區(qū)指的是滑行道、聯(lián)絡(luò)道、停機坪和飛行土面區(qū)等采用排水固結(jié)處理方法。預(yù)壓土可循環(huán)利用。

停機坪、聯(lián)絡(luò)道及滑行道總面積約198.5萬平米。具體要點如下：（1）吹填砂面鋪設(shè)砂墊層厚約0.5m；（2）打設(shè)塑料排水板，間距1.0m，正方形布置；（3）預(yù)估平均沉降量1.5m，填砂層平均厚約1.5m；（4）預(yù)壓荷載：85Kpa；（5）設(shè)計滿載預(yù)壓時間180～200天；（6）開挖預(yù)壓砂至強夯工作面；（7）強夯預(yù)估夯沉量約0.5m；（8）強夯吹填砂層，整平至交工面標高。

飛行土面區(qū)地基處理方案。飛行土面區(qū)總面積約161.8萬平米。解決的問題是軟弱土層固結(jié)問題和吹填砂層地震液化問題。采用插板排水堆載預(yù)壓處理+強夯處理的方案，方案設(shè)計要點如下：（1）吹填砂面鋪設(shè)砂墊層厚約0.5m；（2）打設(shè)塑料排水板，間距1.0m，正方形布置；（3）預(yù)估平均沉降量1.2m；（4）碾壓填土層厚約0.5m；（5）碾壓填砂厚0.7；（6）不進行堆載預(yù)壓；（7）填土完成180～200天后強夯處理；（8）強夯預(yù)估夯沉量約0.5m；（9）強夯后，整平至交工面標高。

4.3.3 建筑區(qū)軟基處理方案。建筑區(qū)采用排水固結(jié)處理方法。建筑區(qū)總面積約135.2萬平米。解決的問題是軟弱土層固結(jié)問題和吹填砂層地震液化問題。同樣采用插板排水堆載預(yù)壓處理+強夯處理的方案，具體要點同飛行土面區(qū)處理方案。

4.3.4 差異沉降過渡帶處理。地基處理方法不同區(qū)域的銜接地段、地質(zhì)條件有重大差異的銜接地段均有可能發(fā)生較大的差異沉降。為消除過大的差異沉降，滿足地基處理差異沉降要求，在可能發(fā)生差異沉降的銜接地段設(shè)置差異沉降過渡段。對于同種地質(zhì)條件應(yīng)注意采用同種處理方法。地質(zhì)條件不同造成的差異沉降，采用加大堆載強度、延長預(yù)壓時間的方法處理。

參考文獻

[1] 2012年全國機場生產(chǎn)統(tǒng)計公報[N].中國民用航空局，2013.

[2] 歐陽杰.中國近代機場建設(shè)史[M]北京：航空工業(yè)出版社，2008.

[3] 王仲瑀，劉婷婷.我國機場建設(shè)布局合理性實證分析[J].邊疆經(jīng)濟與文化，2007.

[4] 蔡中長，李杰.“長三角”地區(qū)樞紐機場建設(shè)對經(jīng)濟的影響[J].當代經(jīng)濟，2011.