從“地下”飛向未來 —中建一局“筑造”青島新機場紀(jì)實

文 / 趙美涵

青島，面海而生，奔向大海，正在用自己的實力，在更為寬闊的世界經(jīng)濟地圖上，在中國經(jīng)濟的新版圖上，劃出一抹強壯的藍(lán)色。

被譽為“山東快速鐵路網(wǎng)脊梁骨”的濟青高鐵全長308公里，年運送客流10000萬人次。橫貫青島東西的地鐵8號線，串連青島四區(qū)一市，高峰客流每小時高達(dá)5610人次。2017年11月30日，它們通過全國首個集高鐵、地鐵于一體的零換乘綜合交通中心在青島新機場完美穿越。

穿越的背后是中建一局工程師們兩年多時間的辛勞和汗水。他們克服重重困難，創(chuàng)造了多項中國之最，打通了青島新機場地下交通網(wǎng)絡(luò)，使“地下”成為新機場飛向未來的“新起點”。

630個“樹根”和260只“眼睛”

青島新機場五指廊造型的航站樓宛如一只海星。中建一局建設(shè)的高鐵地鐵隧道將精準(zhǔn)地從“海星”腹部中軸線穿過，旅客從距離地上20米的高鐵站下車，步行80米即可到達(dá)機場出發(fā)大廳，實現(xiàn)新機場與軌道交通間的“零換乘”。

在國家民航“十二五”規(guī)劃中，占地30.66平方公里的青島新機場，年旅客吞吐量3500萬人次，貨郵吞吐量50萬噸，飛機起降29.8萬架次。2015年6月24日，汪大綏、傅學(xué)怡等全國知名設(shè)計大師在機場指揮部論證“穿越方案”時，認(rèn)定青島新機場項目“在國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中史無前例，且無經(jīng)驗可循，完美穿越絕非易事”。此后，前往新機場調(diào)研的數(shù)十名國內(nèi)外專家學(xué)者都給出了同樣的結(jié)論。

為什么穿越如此之難？與穿越段連接的是北側(cè)咽喉區(qū)，根據(jù)設(shè)計要求，自北向南，高鐵隧道由北側(cè)咽喉區(qū)的1條隧道逐步變?yōu)?條隧道，地鐵隧道由2條隧道漸變?yōu)?條隧道，連接轉(zhuǎn)換工程結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，而且四條隧道間還分布著承載航站樓部分主體結(jié)構(gòu)重量的900根工程樁，以及三條軸線的航站樓柱連墻結(jié)構(gòu)，其中距離隧道最近的航站樓結(jié)構(gòu)僅有53公分，交叉施工難度非常大。項目經(jīng)理高杰解釋道：“穿越區(qū)的900根航站樓工程樁，其中有300根要扮演基坑圍護(hù)樁的角色，共用樁水平位移的精度要求從5公分提高到2公分以內(nèi)”。

毫無疑問，4條240米長的高鐵地鐵下穿隧道直接關(guān)系到航站樓最后的封頂時間，成為新機場建設(shè)的核心工程。

青島新機場綜合交通中心及停車樓工程效果圖

一波未平一波又起，項目通過前期地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)，穿越段的土質(zhì)內(nèi)部含有極易引發(fā)膨脹的親水物質(zhì)，一旦吸收過多的水分，親水物質(zhì)就會膨脹，對圍護(hù)及隧道主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擠壓?！?、9月份的青島正是雨水多的時候，我們不下雨的時候拼命搶工，下雨的時候只能干瞪眼，像小媳婦似地在工期和天氣間受著夾板氣”，高杰有著東北人特有的幽默和爽朗。

面對高鐵地鐵穿越區(qū)240米長、80米寬、20米深的超大、超深基坑，為了保證基坑整體受力穩(wěn)定及樁體水平位移控制在設(shè)計范圍內(nèi)，中建一局的工程師們從樁基開始改變。工程師在240米長的基坑兩側(cè)澆筑了630根直徑1.2米深18米雙排混凝土樁基，并用4.5米寬的混凝土連接板將630根樁基連接成一個牢固的整體，其連接板的寬度是同類型的3倍。樁基像大樹的根系一樣牢牢扎根地下，支撐起隧道上方的整個建筑。

“我相信，在未來的100年時間里，這座地下建筑都不會被自然環(huán)境所改變?！备呓茏孕诺卣f。同時，工程師們在基坑內(nèi)每隔15米的地方安放了“眼睛”，遍布基坑的260個智能傳感器，能夠24小時自主監(jiān)測樁身內(nèi)力、混凝土支撐、鋼支撐軸力變化以及膨脹泥巖含水量，實時將監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋到連接“眼睛”的智能“大腦”上，通過數(shù)據(jù)分析，監(jiān)測基坑與隧道結(jié)構(gòu)隨時可能出現(xiàn)的危險。

一直與時間賽跑的中建一局建設(shè)者用8200噸鋼筋（相當(dāng)于一座埃菲爾鐵塔重量）、14萬立方米混凝土（相當(dāng)于20座33層高層住宅混凝土用量），用120天的時間打造4條鋼鐵長龍，結(jié)構(gòu)誤差不超過2毫米，刷新了中國高鐵地鐵同時建設(shè)的新紀(jì)錄。

“智造”353米隧道

時速350km/h的列車通過353米的隧道時間只有3.6秒，列車上的乘客不會知道，為了這3.6秒，中建一局的工程師們付出了怎樣的努力。

機場封頂澆筑

353米高鐵北側(cè)咽喉區(qū)最初被設(shè)計成喇叭的形狀，像一個膨脹螺絲釘一樣鑲嵌在地下。“這意味著全長353米的明挖隧道每一米的斷面尺寸都不同，如果采用傳統(tǒng)方法，至少需要1年以上的時間，可事實上咽喉區(qū)的工期僅有3個月，我們唯一能做的就是不斷優(yōu)化設(shè)計方案。”項目總工劉剛說。

工程師與設(shè)計師開始頻繁溝通，在保證結(jié)構(gòu)限界尺寸的前提下，綜合考慮聲學(xué)、空氣動力學(xué)、四電等因素，不斷整合斷面形式和種類，最終將高鐵咽喉區(qū)調(diào)整為9個變斷面。

但這一切仍不簡單，353米的高鐵隧道有9個變斷面，在中國，這是唯一一個！9個變斷面最大截面寬度為24.7米，高度為19米，相當(dāng)于6層住宅樓的高度，與最小截面高度差達(dá)7米，結(jié)構(gòu)單元多、接縫多，節(jié)點施工難度大，變斷面轉(zhuǎn)換連接工程十分復(fù)雜。

“對于建設(shè)者來說，我們不僅要考慮兩個相鄰變斷面如何連接的問題，而且要考慮整條隧道的承載力”，根據(jù)設(shè)計，隧道咽喉區(qū)位于機場停機坪正下方，最大空客380波音747飛機的自重及滑行沖擊荷載高達(dá)700噸，為達(dá)到強度，隧道底板、側(cè)墻、頂板的厚度分別是普通房建結(jié)構(gòu)厚度的10倍。“這意味著鋼筋、混凝土的用量十分龐大?！钡哞F地鐵并行段施工的兩個基坑最近距離僅為7米，只有一條5米寬單進(jìn)單出的施工便道，材料加工及堆放場地極為狹小，在這樣的環(huán)境下，一般吊裝設(shè)備很難進(jìn)行作業(yè)。

要解決這一系列的難題，必須放棄傳統(tǒng)側(cè)墻大鋼模+架體支撐的模板體系，工程師們想到了臺車，臺車在現(xiàn)場可以最大化地穿插施工，能夠有效解決結(jié)構(gòu)變化多、施工場地少的難題，“其實臺車在國內(nèi)隧道施工中不罕見，一個變斷面的隧道用一輛臺車即可打通，但問題在于，353米的隧道有9個變斷面，相當(dāng)于施工了9條隧道，我們總不能用9部臺車吧？”劉剛頗為無奈。

怎樣讓臺車適應(yīng)9個變斷面的隧道施工？在一個月時間里，工程師經(jīng)過反復(fù)的試驗和調(diào)整，成功研制出國內(nèi)第一臺能夠應(yīng)用9個變斷面的臺車。這輛臺車通過電機牽引可以自行行走，通過液壓智能定位鋼模板的位置，通過簡單的改裝就可以適應(yīng)多個變斷面，原本需要300名工人10天才能完成的一個斷面的架體搭設(shè)、鋼筋綁扎和混凝土澆筑任務(wù)，一輛臺車5天便可以完成，節(jié)省了勞動力及周轉(zhuǎn)材料投入，極大提高了施工速度。

5個月打磨6平方米“混凝土”

在陽光的照射下，航站樓正南方的機場綜合交通中心（GTC）的灰色外墻散發(fā)出素雅、高貴的氣質(zhì)。

這個由中建一局建設(shè)的交通中心創(chuàng)造了兩個中國之最，即國內(nèi)首個集高鐵、地鐵、高速路、機場等多種方式于一體的綜合交通中心（GTC），國內(nèi)首例將370米預(yù)制清水混凝土裝飾掛板應(yīng)用于幕墻裝飾中的工程。

4公里外的預(yù)制構(gòu)件加工廠里，數(shù)十名工人正在打磨一塊塊長3米、寬2米的清水混凝土模具，以高錳鋼板為原材料加工而成的模具是普通鋼模具硬度的1.73倍，而一個工人通常需要7天才能將模具打磨得如鏡子般光滑。

這是保證清水混凝土外觀平整光滑、色澤均勻的必要步驟之一。但，這僅僅邁出了萬里長征的第一步。

看似簡單的混凝土施工工藝極為復(fù)雜，從材料的篩選配比，到蒸汽養(yǎng)護(hù)的溫度，所有看似不經(jīng)意的細(xì)節(jié)，都決定著成品的最終效果。入模澆筑之后的混凝土需要放進(jìn)特制的儀器中進(jìn)行長達(dá)12個小時的蒸汽養(yǎng)護(hù)，機器會根據(jù)混凝土產(chǎn)生的水化熱比自動調(diào)節(jié)氣溫，確?；炷恋挠捕群唾|(zhì)感。劉剛指著堆積如山的試驗廢料說，“5個月內(nèi)，我們進(jìn)行了上千次的配合比和溫度試驗，大沽河上中下游的沙子分批被我們帶回來‘蒸桑拿’，寧可多做一次，也不愿意錯過一次?！?/p>

2017年11月1日，351塊、每塊重達(dá)3噸的清水混凝土掛板被精確地定位在GTC外立面上，水平誤差不超過2毫米。

在兩年的時間里，中建一局的建設(shè)者們以自己獨一無二的方式，克服了無數(shù)困難，申請了數(shù)項專利，完成了工程建筑史上的攀登。2018年6月，青島新機場這座集高鐵、地鐵、航空、公路于一體的現(xiàn)代化智能綜合機場將從“地下”飛向未來，它凝結(jié)了一代建設(shè)者的夢想，也必將影響幾代人的生活……