不停航条件下机场地下通道建设方案研究

2019-12-02高学奎

山西建筑 2019年21期

高学奎

(中国民航机场建设集团有限公司，北京 100101)

1 概述

近年来，随着我国民航业的快速发展，国内各主要机场都在进行扩建，当机场飞行区达到一定规模时需要建设地下通道，解决场内服务车辆交通问题。机场飞行区内地下通道具有断面大、埋深浅、地面荷载大、地面沉降要求严格等特点，当通道下穿正在运行的跑道或滑行道时，通常要求不停航施工，大大增加了通道的建设难度。本文以华北某机场为例，研究了不停航条件下飞行区地下通道的建设方案。

2 工程概况

华北某机场现有东、西两条跑道，飞行区以西跑道为界分为东区和西区，机场拟建设一条地下通道下穿西跑道及滑行道系统，为往返于东、西区的货运车辆及其他运行保障车辆提供一条快捷通道，以确保保障时效，提高运行效率。

场地埋深25.00 m深度范围内，地基土自上而下依次为杂填土、素填土、粘土、粉质粘土质、淤泥质土及软粘土、粉质粘土、粉土、粉质粘土。勘察期间测得场地地下潜水水位如下：初见水位埋深1.80 m～3.70 m，静止水位埋深1.10 m～3.00 m。

地下通道主要技术指标：

1)道路等级：机场飞行区内服务车道;

2)道路净宽：2×8.5 m;

3)地下通道净高：≥4.5 m;

4)结构顶活荷载：A380F飞机最大滑行重592 t;

5)抗震设防烈度：8度，设计基本地震动加速度值：0.2g;

6)通道结构的设计使用年限为100年。

3 地下通道总体方案

根据现状飞行区及货运区实际布置情况，同时结合远期规划条件，确定了通道的平面位置，线位向东先后依次下穿西区平行滑行道、西跑道、东区两条平行滑行道和一条机位滑行道。全线在道面区及平整带范围设置为暗埋段，其他位置均为敞开段。通道全长约1 100 m，受场地限制，隧道整体埋深较浅，暗埋段最小覆土厚度约0.5 m，下穿跑道段考虑既有排水沟等管线，覆土厚度大于3.5 m，见图1。

通道暗埋段拟采用双孔箱涵结构，净宽2×9.5 m，敞开段采用U型槽结构。通道暗埋段总长479 m，被U型槽分成6段，最长段位于跑道下方，长212 m，见图2。

4 施工工法研究

施工工法的选择是本研究的重点及难点。本工程场地位于现状飞行区内，需要下穿正在运行的西跑道及滑行道系统，对施工安全及地表沉降要求高，并且具有短距离、大断面、浅埋深的特点，国内类似工程经验较少，重点研究了明挖法和暗挖法在本工程的适用性。

4.1 明挖法

明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，缺点对环境影响较大。国内机场已建地下通道大部分采用明挖法施工，如北京、青岛、成都等新机场的飞行区下穿通道、广州白云机场扩建工程的北进场隧道、上海浦东机场的南进场路地道等均采用明挖法施工，这些工程的特点是下穿通道与所在的飞行区同期施工，场地环境不受限制。

在现状跑道下采用明挖法修建下穿通道要较长时间关闭跑道，通常4个～6个月，这就要求在施工期间东跑道能够保障机场正常运行。

4.2 暗挖法

我国的浅埋暗挖法技术日趋成熟，如暗挖工法、格栅形式、深孔注浆工艺、水平旋喷桩工艺等工法工艺被广泛应用。本工程可采用管幕作为暗挖法的超前支护措施，管幕法利用小型顶管工艺构筑大断面地道一种工方法[1]，国外已有近30年的发展历程。但是在我国机场建设领域应用较少，仅有首都机场和台北松山机场等少数工程实例。

4.3 施工方案比选

根据本工程的特点，对全明挖、明挖+跑道段暗挖、全暗挖等工法进行了比选(见表1)。

表1 下穿通道施工工法比选表

通过对比可知，明挖+跑道段暗挖方案结合了明挖和暗挖的优点，不需关闭跑道，对机场运行影响较小，投资适中。因此，推荐采用明挖+跑道段暗挖方案施工。跑道段暗挖采用管幕法施工，管幕保护下的浅埋暗挖法和管幕—箱涵法都可以满足要求，推荐采用在国内机场有过类似工程实例的“管幕保护下的浅埋暗挖”作为本工程的施工方案。

5 暗挖法下穿跑道关键技术

5.1 管幕设计

管幕设计与施工是项目成功的关键。根据以往工程经验，管幕采用72根直径为φ800、厚度10 mm的钢管，钢管纵向可分为10 m左右的节段，分节之间采用丝扣加围焊连接。横向钢管之间设置锁口型钢，利用锁口型钢进行横向连接。在管幕内填压水泥浆液，在锁口处进行注防水剂后，就形成了封闭的围幕，见图3。

5.2 沉降控制

本工程中下穿跑段的地面沉降控制是整个工程成败的关键。根据《民航机场飞行区技术标准》等相关规范及首都机场类似工程经验，允许沉降量即最终沉降值为40 mm，包括施工期间的沉降和隧道使用中的变形，因此施工阶段沉降值确定为30 mm，同时差异沉降不大于1‰。

管幕工程施工中对地表沉降影响主要包括以下三个阶段[2]：管幕顶进阶段引起的地表沉降，管幕内开挖支撑阶段引起的地表沉降，结构体构筑阶段引起的地表沉降。其中管幕内开挖支撑阶段引起的沉降量最大，因此，沉降控制主要取决于管幕通道内的支撑型式、开挖型式以及开挖区域土体的加固措施等。

5.3 道面沉降修复

在施工区域预先设置沉降监测系统，对跑道及下部土体进行脱空情况及沉降变形监测，当发现道面脱空和沉降超出预警值时，需采取措施进行道面沉降修复。对于道面沉降通常采用在道面下方土体内压注水泥浆，顶升道面结构。在上排管幕施工时可以在其上方设置注浆管，在需要时还可多次注浆，确保道面沉降及变形满足飞机运行要求[3]。