不停航不停运条件下航站楼陆侧市政管线施工关键技术

丁应章 徐 强 王 飞 唐立帆 洪 耿

中建三局集团有限公司（沪） 上海 200129

伴随着城市建设的长远规划和经济发展的迅猛需求，航空旅客运输量日益增加，国内多个千万级机场吞吐量开始负增长，为此，机场的改扩建刻不容缓。另外，机场作为城市交通的重要基础设施，改扩建施工的首要前提必然是不停航及不停运，同时这也给机场改扩建中的市政管线施工带来了不小的挑战。

本文将基于杭州萧山国际机场三期交通中心项目的施工工程，对不停航及不停运条件下航站楼陆侧市政管线施工技术进行相关研究，希望为后续类似施工工程提供实践经验[1-6]。

1 工程概况

杭州萧山国际机场T2航站楼原市政给排水管线，因新建高铁地下站房需废除。在高铁地下站房施工前，需完成T2航站楼新增市政给排水管线施工，新增管道位于T2航站楼前高架桥下的地面道路以下，地面道路绝对高程6.95 m。

雨水管为管径1 200 mm玻璃钢夹砂管，管底绝对高程3.600～4.749 m，长约300 m；污水管为管径400 mm球墨铸铁管，管底绝对高程4.165～4.600 m，长约300 m；给水管为管径400 mm球墨铸铁管，管线轴线绝对高程5.180 m，长约300 m（图1）。

图1 市政管线施工示意

本工程管道施工均采用开槽埋管，施工过程中需满足航站楼不停航及不停运要求。

2 施工难点分析

2.1 施工平面组织及交通导改复杂

新建管线位于T2航站楼前地面道路以下，管道施工需开槽埋管，故管线施工期间将对机场原地面交通流线造成一定的影响。为满足不停航及不停运的施工要求，需优化施工平面布置，划分平面流水施工段，细化施工过程中交通流线组织，进行分阶段交通导改。在各阶段施工过程中，确保机场地面交通正常运行。

2.2 施工需保障机场现状给排水体系运行

为满足不停航施工要求，在新增管线施工时，需注意对原有地下管线的保护，保障原给排水体系在施工期间正常使用。同时，在新增管线与原状管线接通连接时，需优化施工组织、改进施工方法，减少接通连接作业对机场整体给排水体系的影响时间。

2.3 管道紧邻待建深基坑工程

新建管线紧邻待建高铁站房深基坑工程，新建管线在高铁站房基坑围护施工前施工完成，需在新建管线施工过程中考虑预防后期邻近基坑围护施工破坏的保护措施。

3 施工工艺流程

管道物探→地面交通导改→硬化路面破除→降水井施工→土方开挖→拆除基坑范围内原有地梁及地道结构障碍→土方开挖至设计标高→铺设新增管道→基坑回填→地面道路恢复

4 关键施工技术

4.1 BIM技术在复杂平面环境下交通导改中的应用

新增管道布置在原有地面道路以下，需对原有路面进行破除，破除范围为T2航站楼前北侧半幅3车道，宽度11 m，长度300 m，面积3 300 m2。为保证机场地面交通的正常运行，需在T2航站楼前市政管线施工时，对现有社会车辆进行交通导改。本工程利用BIM技术，模拟各阶段工况下的交通导改状态，将交通导改施工部署输出为三维模型，做到对空间复杂信息的直观表达，对现场交通导改部署起到了很好的辅助作用。

4.2 新建管道施工区域内的原有管道保护技术

本工程陆侧新建交通中心C3区基坑施工过程中，新增管道穿越原航站楼给水管道下方。受不停航条件制约，此处给水管线无法废除或迁改，故需采用原位保护方案。

在基坑开挖过程中，原市政给水管下部支撑土体被挖空，造成柔性给水管基坑范围内下部悬空；考虑到给水管管材自重及管内自来水自重，跨中弯矩及挠度较大，故在基坑内增加管材支撑点，缩短悬空跨度，起到保护管线的作用。在基坑范围内管线的两侧施工钢板桩立柱，钢板桩顶部采用工字钢焊接连接作为横梁，横梁下挂钢丝绳套住给水管线，给水管与钢丝绳之间放置方木增加受力面积，横梁与立柱之间连接采用焊接，焊缝满焊。待给水管加固完成后，人工掏挖给水管下基坑土方。支承点管线自重荷载由钢丝绳传递至工字钢横梁，再传递至横梁两端的钢板桩，管线自重荷载由桩侧摩擦力提供支承反力（图2）。

图2 悬挂体系节点

工艺流程：测量放线确定基坑定位→开挖管线探沟→探明管线实际位置→施工围护钢板桩→确定管线悬吊保护点→施工悬吊点处管线两侧钢板桩立柱→焊接工字钢横梁→开挖悬挂点下部200 mm范围土方→横梁上下挂钢丝绳悬吊管线→基坑整体开挖→地下室结构施工→基坑回填→悬吊保护体系拆除。

4.3 不停运条件下市政管道快速施工技术

市政管道工程施工有别于普通工程施工，其大部分关键节点的施工都可能影响机场现状给排水体系，不可避免地会对航站楼的运行产生一定影响。故为保证航站楼不停航及不停运的要求，需快速完成市政管道的施工，而常规做法耗时较长，难以满足本项目的需求。为此采用无缝钢管预制拼装及预制装配式钢筋混凝土检查井技术。

4.3.1 无缝钢管预制拼装技术

新增给水管道整体采用管径400 mm球墨铸铁管，但在新旧管道连接处，因设计弯头较多，需采用耐高压、韧性好的管材，故选用无缝钢管作为新旧管道连接处管道。同时，为满足不停航及不停运的施工需要，新旧给水管连通施工时，需缩短现场连接施工时间，于下半夜进行施工，减少对机场既有供水体系的影响，避免航站楼较长时间停水。项目优化施工工艺，采用无缝钢管预制拼装技术，在工厂内预制加工连接段无缝钢管管材，在施工现场进行预制无缝钢管管道与两端原给水管线和新增球墨铸铁管给水管的连接施工，减少现场原位连接焊点4处，保证了管道工程成品质量，缩短了现场停水连接作业时间。

工艺要点如下：

1）无缝钢管预制段按照深化设计图纸在加工厂内预制，主管与支管的修口集中在管道出厂前加工完成，为保证焊接质量，焊接前均进行全面检查、修正，使管子端面、坡口角度、钝边、圆度等，均符合对口接头尺寸的要求。对口操作程序为：检查接口接头尺寸→清膛→确定并调整钢管纵向焊缝错开位置→第1次管道找直→调整对口间隙尺寸→对口找平→管道拉线找直→点焊。

2）无缝钢管预制管道在现场与原给水管线和新增球墨铸铁管给水管的连接施工时，接口做坡口处理时，采用气焊切割，清除熔渣后再用砂轮打磨平整。接口焊接采用电弧焊，一遍打底，二遍成活，每道焊缝均一次焊完，每层施焊的引熄弧点须错开。

4.3.2 预制装配式钢筋混凝土检查井

为满足不停航及不停运的施工条件，本工程合理优化施工工序，采用新型工艺，以缩短施工工期，减少机场内施工场地占用，降低对运行中航站楼的影响。本工程检查井采用新型预制装配式钢筋混凝土检查井，较传统的现场砌筑施工检查井，可按图纸设计要求在工厂预制加工，现场实施快速安装，节约施工时间，提高整体工程质量，并可减少现场施工场地占用和对周边环境的污染。

现场管道基坑开挖至检查井设计基底后，施工混凝土垫层，为减少现场安装误差，需保证垫层表面平整光滑，待垫层养护至设计承载力后将预制检查井井身吊运至设计位置。在预制检查井预留的与管道接口处需进行凿毛处理，待管道接入后在接口处采用聚氨酯掺水泥砂浆进行接缝封堵处理。预制混凝土检查井的施工安装及验收按照GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求进行。

4.4 紧邻深基坑施工新建市政管线保护技术

本工程南侧紧邻待建高铁基坑，新增管道施工完成后，高铁区进行围护结构及后续地下室结构施工。

为避免高铁区围护三轴搅拌桩和地下连续墙施工时的挤土效应以及由于高铁基坑开挖引起的土体位移对管道造成挤压破坏，本工程对高铁区基坑南侧给排水管线采用C30钢筋混凝土方包加固处理，同时检查井全部采用钢筋混凝土检查井。

本工程在新增管道施工过程中，穿插机场内原给排水系统的修复处理。机场原污水管道在穿越地下通道地下室结构时，在混凝土结构与室外土体交接处发生断裂，造成污水渗漏。原污水管管材为内径300 mm波纹管，前期穿过地下通道时预埋在地下室顶板中，经分析，管道破裂原因为地下室结构与周边土体的不均匀沉降，导致波纹管在结构边缘与土体交接面处受剪破坏。修复方式为：紧邻地下通道两侧边缘渗漏点处，各施工一个新增污水井，污水井按照机场市政设计图纸施工。新增污水井与南北两端W12、W4污水井通过原有管道相接，在地下室顶板原污水管300 mm孔径中内穿DN200涂塑钢管，连接两侧新增污水井。涂塑钢管与孔壁之间采用堵漏王封堵。

5 结语

本工程采用BIM技术，优化施工平面布置，细化施工过程中交通流线组织，成功确保了在各阶段施工过程中，机场地面交通的正常运行。采用新建管道施工区域内的原有管道保护技术及市政管道快速施工技术，保护了原有管道并缩短了现场施工时间，减少了对施工场地的占用，成功避免了航站楼长时间停水，降低了对运行中航站楼的影响。采用紧邻深基坑施工新建市政管线保护技术，避免维护结构施工时的挤土效应以及基坑开挖引起的土体位移对管道的挤压破坏，并修复了机场穿越地下通道地下室结构时原位污水管道的断裂，成功保护了施工过程中紧邻深基坑的市政管道。

这些关键技术作为不停航及不停运条件下航站楼陆侧市政管线施工工艺研究的一部分，在后期同类型项目中具有一定的借鉴意义。