浦東機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)安全距離內(nèi)下穿通道基坑開挖施工實(shí)踐

應(yīng)敏

摘 要：上海浦東國際機(jī)場(chǎng)T1-S1下穿通道的施工，受到了禁區(qū)不停航的限制，施工難度大、工況復(fù)雜、環(huán)境要求高，施工中遇到了諸多施工技術(shù)上的難題，不可預(yù)見因素較多。對(duì)于施工作業(yè)，時(shí)間上的連續(xù)性是常規(guī)性深基坑工程確保施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度的重要條件之一，而禁區(qū)內(nèi)施工時(shí)間為凌晨0：30～6：30，作為施工時(shí)間如此間歇式的施工安排是對(duì)常規(guī)性深基坑施工的一種挑戰(zhàn)，通過對(duì)施工管理的合理協(xié)調(diào)、資源的合理分配、工藝的選擇、技術(shù)措施的創(chuàng)新，解決了一系列的禁區(qū)施工技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：浦東機(jī)場(chǎng)；禁區(qū)不停行施工；下穿通道；基坑開挖

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0068-02

1 工程概況

上海浦東國際機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)下穿通道及5號(hào)機(jī)坪改造工程位于浦東國際機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有航站區(qū)與南航站區(qū)之間，本工程為1號(hào)航站樓（T1）與在建1號(hào)衛(wèi)星廳（S1）之間的T1-S1下穿通道。下穿通道需要穿越正在運(yùn)行中的T3、T4滑行道。為了確保運(yùn)行中T3、T4滑行道和規(guī)劃新建的T0滑行道三條中兩條正常運(yùn)行，確定了把T1-S1下穿通道分三階段施工的策劃方案，在第一階段新建T0滑行道、T3T4滑行道正常運(yùn)行；在第二階段T0滑行道投入使用、T4正常運(yùn)行、T3關(guān)閉；在第三階段T4關(guān)閉、T0T3正常運(yùn)行。其中在第一階段和第二階段均有一段位于滑行道的安全距離內(nèi)，需要在滑行道關(guān)閉之后施工，約為27.5m。禁區(qū)基坑及圍護(hù)簡況：禁區(qū)基坑圍護(hù)樁主要采用鉆孔灌注樁，止水帷幕為雙排高壓旋噴樁，支撐采用一道混凝土支撐結(jié)合兩道鋼支撐的體系，坑內(nèi)加固采用高壓旋噴樁，基坑挖深約10m。

2 工程特點(diǎn)難點(diǎn)分析

T1-S1在項(xiàng)目通過的三個(gè)階段的組織中，其中隧道的第一和第二階段部分位于滑行道安全距離重疊區(qū)域，需要在夜間停放后使用限制區(qū)域施工。禁區(qū)的建設(shè)必須在晚上00：30到6：30之間安排。兩個(gè)滑行道T3和T4必須確保正常使用，即T3或T4滑行道關(guān)閉時(shí)，可以確保受限制區(qū)域的正常施工[1]。

上海浦東國際機(jī)場(chǎng)在限制區(qū)建設(shè)有嚴(yán)格的管理要求，鑒于上海浦東國際機(jī)場(chǎng)正在經(jīng)營，為了避免機(jī)場(chǎng)建設(shè)正常運(yùn)行的影響，必須以“民用機(jī)場(chǎng)非機(jī)場(chǎng)“施工管理?xiàng)l例”和“制定施工方案措施”，做好施工管理工作，確保機(jī)場(chǎng)的安全，包括施工期限，施工設(shè)備限制，人員安全限制，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制等，都是嚴(yán)格執(zhí)行的。

3 主要施工技術(shù)措施

3.1 加設(shè)臨時(shí)封堵墻，分坑施工

原來設(shè)計(jì)是以禁區(qū)的圍界為分界線，禁區(qū)內(nèi)的圍護(hù)屬于鉆孔灌注樁，禁區(qū)外的屬于SMW工法樁。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)和機(jī)場(chǎng)限制區(qū)建設(shè)的具體情況，限制區(qū)外施工進(jìn)度相對(duì)較快，限制區(qū)施工進(jìn)度緩慢，限制施工進(jìn)度區(qū)域一定會(huì)影響靠近限制區(qū)域的施工段的進(jìn)度。土體邊坡開挖設(shè)計(jì)將影響相鄰建筑物的建設(shè)，基坑不封閉不能及時(shí)降水，并在設(shè)計(jì)咨詢分析中提出，在限制區(qū)域和非限制區(qū)域之間增加一個(gè)臨時(shí)SMW樁墻。這樣可以進(jìn)行坑坑施工，不要干涉，限制區(qū)域可以正常施工，及時(shí)加大施工進(jìn)度。在限制區(qū)域關(guān)閉后進(jìn)行拆除墻鋼的封閉，正常施工的限制區(qū)域結(jié)構(gòu)。

3.2 圍界的臨時(shí)翻交

由于禁區(qū)的安全性的重要性和特殊性，施工要求既要滿足施工需要，又要滿足安全管理的完整性。因此，對(duì)禁區(qū)和非禁區(qū)之間的施工及圍界翻交處理是施工中所遇到的一大問題。

通過與業(yè)主及安檢各個(gè)方面進(jìn)行商討和協(xié)調(diào)，制定臨時(shí)的圍界翻交處理方案，也就是先將外圍界移到非禁區(qū)的支撐梁位置，處理施工圍界中間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，然后將內(nèi)部圍界轉(zhuǎn)移到已經(jīng)完成的圍界支撐梁中，對(duì)剩余的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工處理。完成施工后，將圍界恢復(fù)。這樣能夠最大限度的加快圍界施工進(jìn)度，并確保雙層圍界滿足安防需求[2]。

3.3 禁區(qū)反循環(huán)汽車鉆的利用

對(duì)于禁區(qū)內(nèi)施工，應(yīng)當(dāng)遵循分秒必爭的原則，如何在不足5h的施工時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最快的施工進(jìn)度，并保證施工質(zhì)量是當(dāng)面禁區(qū)施工面臨的重要問題。根據(jù)以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，提出了應(yīng)用汽車鉆打鉆孔灌注樁的技術(shù)，而且此項(xiàng)技術(shù)在橋梁工程機(jī)野外勘察中得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的水井鉆機(jī)不同，傳統(tǒng)水井鉆機(jī)的泥漿系統(tǒng)屬于正循環(huán)，泥漿置換需要依靠水壓置換，但此種處理方式的一個(gè)特點(diǎn)是水井鉆機(jī)只有借助吊機(jī)才能夠?qū)崿F(xiàn)吊進(jìn)吊出，而且成孔的速度比較慢，一個(gè)25m的樁，從下面鉆桿直到結(jié)束清孔，需要花費(fèi)2-2.5h，再加上需要定位，進(jìn)行下鋼筋籠的混凝土澆筑，因此，禁區(qū)內(nèi)在一夜間只能打設(shè)一根灌注樁。但如果采用汽車鉆，泥漿系統(tǒng)屬于反循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)備與卡車是一個(gè)整體，和普通的卡車一樣，能夠自由的移動(dòng)和轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)于同樣長的樁，成孔只需要1.5h就可以，這樣一晚上就能夠打設(shè)兩根鉆孔灌注樁。另外，如果機(jī)場(chǎng)禁區(qū)出現(xiàn)二類天氣、緊急航班等意外情況需要及時(shí)撤離時(shí)，汽車鉆可以實(shí)現(xiàn)快速的撤離現(xiàn)場(chǎng)，不會(huì)對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)營造成任何影響。

3.4 禁區(qū)三軸攪拌樁的利用

在進(jìn)行第二階段的施工時(shí)，根據(jù)第一階段的禁區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，禁區(qū)還可能存在二類天氣或者航班延誤等導(dǎo)致的滑行道未關(guān)閉、禁區(qū)無法施工等情況時(shí)，就會(huì)對(duì)施工計(jì)劃及進(jìn)度造成影響。為了確保施工質(zhì)量及進(jìn)度計(jì)劃，原設(shè)計(jì)的高壓噴漿灌漿樁水幕及坑筋加固對(duì)三軸攪拌樁做了調(diào)整，并通過對(duì)施工條件的分析和論證，三軸攪拌樁機(jī)采用自走式履帶機(jī)，行走靈活，在做好維修、材料準(zhǔn)備等應(yīng)急措施下，可以滿足禁區(qū)施工進(jìn)出場(chǎng)要求，并可以滿足施工質(zhì)量要求。根據(jù)過去的工程經(jīng)驗(yàn)，三軸攪拌樁中的止水帷幕和坑內(nèi)的加固效果，都比高壓旋噴樁好，而且由于施工工藝不同，成樁時(shí)間也要比高壓旋噴樁長。在實(shí)際禁區(qū)的5小時(shí)施工過程中，對(duì)于17m的止水樁，采用高壓旋噴樁（800mm@550），只能夠打設(shè)成1根，而應(yīng)用三軸攪拌樁（樁徑850mm@600），則可以打設(shè)5根。如果基坑挖深10m，坑底的加固深度為4m，那么應(yīng)用高壓旋噴樁（800mm@550）可以打設(shè)4根，而應(yīng)用三軸攪拌樁（樁徑850mm@600），則能夠打設(shè)10根。

3.5 臨時(shí)施工坡道

由于機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的局限性，項(xiàng)目分為獨(dú)立施工三個(gè)階段。施工一期后，進(jìn)行施工兩期。最后，進(jìn)行三期施工。由于場(chǎng)地的限制和限制區(qū)內(nèi)的安全管理要求，一期完成后，二階段施工就變成了孤島施工，四周沒有進(jìn)退現(xiàn)場(chǎng)的施工便道，通過對(duì)各種方案進(jìn)行對(duì)比，最終確定了利用已完成結(jié)構(gòu)的一階段地道為施工便道，然后在另一階段側(cè)墻上面預(yù)留洞口，外側(cè)建立坡道，以便于進(jìn)入二階段，這樣不僅解決了場(chǎng)地限制，也不會(huì)對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)營造成影響。此條坡道是從地道通向地面的，和普通的基坑一樣，需要進(jìn)行維護(hù)施工，對(duì)于支撐梁、圍護(hù)樁和止水帷幕，應(yīng)當(dāng)盡量安排在同一時(shí)間段進(jìn)行施工，到二階段時(shí)，進(jìn)行基坑開挖處理，啟動(dòng)臨時(shí)坡道，完成二階段施工后，將基坑回填，以恢復(fù)場(chǎng)地。這種施工方法可以擴(kuò)大到使用類似的項(xiàng)目，即施工現(xiàn)場(chǎng)有限，施工期較長，需要分階段施工，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單。

3.6 支撐棧橋的設(shè)置

機(jī)場(chǎng)內(nèi)的施工場(chǎng)地較為狹小，因此，由于施工場(chǎng)地的限制，容易導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)的材料周轉(zhuǎn)及車輛調(diào)配出現(xiàn)問題，尤其是禁區(qū)內(nèi)的施工環(huán)境更為復(fù)雜，需要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行充分利用，確保不影響機(jī)場(chǎng)運(yùn)營。針對(duì)下穿通道的施工特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)對(duì)二階段有限的施工場(chǎng)地情況進(jìn)行考慮，可以在支撐上增加棧橋，以將東西兩側(cè)的場(chǎng)地連通，方便材料周轉(zhuǎn)及車輛調(diào)配，從而加快施工進(jìn)度。

3.7 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

禁區(qū)施工通暢為夜間施工，因此在白天無法對(duì)基坑數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，為了強(qiáng)化對(duì)滑行道沉降、變形、支撐軸力及坑外水位的監(jiān)測(cè)，可以在飛行區(qū)的滑行道禁區(qū)施工場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)的對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，對(duì)施工進(jìn)行指導(dǎo)。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的設(shè)置，包括自動(dòng)化的圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化制程軸力監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化坑外潛水水位觀測(cè)等[3]。

（1）自動(dòng)化支撐軸力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在制作混凝土支撐鋼筋的過程中，在被測(cè)斷面的上下左右四側(cè)可以埋設(shè)鋼筋應(yīng)力計(jì)，或者是在鋼支撐上面安裝表面應(yīng)力計(jì)，同時(shí)將應(yīng)變計(jì)或者應(yīng)力計(jì)的導(dǎo)線接入到BGK-Micro-40型無線自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集單元中，通過GPRS通信模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。采集單元內(nèi)置BGK-Micro-VR智能測(cè)量模塊，可測(cè)量振弦式、差阻式、電解質(zhì)式、電位器式、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、應(yīng)變片等類型的儀器。這些模塊本身已具有8個(gè)測(cè)量通道，不用任何擴(kuò)展即可組成最基本的8通道的測(cè)量系統(tǒng)。每個(gè)通道均可接入一支標(biāo)準(zhǔn)的傳感器，通過BGK-Micro-CH通道擴(kuò)展模塊，最多可實(shí)現(xiàn)40個(gè)通道的測(cè)量。具有自動(dòng)集測(cè)、信號(hào)處理、控制和通訊功能。（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)完成灌注樁頂圈梁的施工后，在預(yù)留的測(cè)斜孔中，可以防止固定式的測(cè)斜儀，同時(shí)將傳感導(dǎo)線接入到無線測(cè)量模塊中，通過GPRS通信模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。（3）自動(dòng)化水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?？油馑煌ㄟ^在水位觀測(cè)孔內(nèi)安裝振弦式滲壓計(jì)來測(cè)讀，同樣將滲壓計(jì)導(dǎo)線接入BGK-Micro-40型無線自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集單元，通過GPRS通信模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。（4）自動(dòng)化監(jiān)測(cè)成果分析。本工程禁區(qū)自2015年12月份進(jìn)行土方挖土至2016年2月份結(jié)構(gòu)施工完成，自自動(dòng)監(jiān)測(cè)頻率為每十分鐘采集一次各自動(dòng)化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了每日夜間最多一次的普通監(jiān)測(cè)頻率，準(zhǔn)確直觀的反映了基坑圍護(hù)側(cè)向位移、支撐軸力變化、坑外水位變化的變化曲線，指導(dǎo)了挖土、支撐、結(jié)構(gòu)的施工的合理安排，確保了整個(gè)施工過程中坑內(nèi)坑外的安全穩(wěn)定，監(jiān)測(cè)周期內(nèi)未出現(xiàn)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的較大變化和報(bào)警值。（5）自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的頻率和信息發(fā)布。自動(dòng)監(jiān)控可以在理論上實(shí)時(shí)監(jiān)控，但由于自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是多原理，多技術(shù)，多學(xué)科復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)的每個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)都與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有關(guān)，所以手動(dòng)監(jiān)控作為自動(dòng)監(jiān)測(cè)的參考數(shù)據(jù)是必不可少的，它將為自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)整提供參考。由于定期檢查的標(biāo)準(zhǔn)化和通過整個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)過程的任何時(shí)候的糾正結(jié)合，自動(dòng)監(jiān)測(cè)每兩小時(shí)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中公布的計(jì)算信息的結(jié)果，供施工現(xiàn)場(chǎng)參考。

4 結(jié)語

機(jī)場(chǎng)的建設(shè)，一直是建設(shè)機(jī)場(chǎng)工程的重大困難。 特別是隧道施工復(fù)雜，協(xié)調(diào)困難，施工周期緊張，周邊環(huán)境復(fù)雜，施工時(shí)間短，工作狀況復(fù)雜，在本項(xiàng)目施工過程中， 吸收以前的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況解決一系列有限的施工問題，采用多項(xiàng)新建施工技術(shù)措施，為高質(zhì)量，高標(biāo)準(zhǔn)，高安全性的項(xiàng)目提供后續(xù)建設(shè)參考和施工條件支持。

參考文獻(xiàn)

[1]民航局第191號(hào)令.民用機(jī)場(chǎng)運(yùn)行安全管理規(guī)定CCAR140[Z].北京：2008.

[2]民用機(jī)場(chǎng)不停航施工管理規(guī)定CCAR163[Z].北京：2000.

[3]光明日?qǐng)?bào)出版社 編.JGJ-T199-2010型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程[M].光明日?qǐng)?bào)出版社，2010.