不停航条件下大型枢纽机场的改扩建

张 敏

上海建工二建集团有限公司 上海 200080

1 工程概况

上海浦东国际机场是长江三角洲地区的中心机场，也是我国三大门户型枢纽机场之一。机场远期规划目标为年旅客吞吐量8 000万人次，年货运吞吐量570万 t。

上海浦东国际机场卫星厅及捷运车站作为浦东国际机场三期扩建的主体工程，于2015年正式开工。卫星厅是全世界最大、功能最复杂的单体卫星厅，承担3 800万人次/年的候机和中转功能，保证机场能够实现8 000万人次的年旅客吞吐量。

上海浦东国际机场卫星厅与上海浦东国际机场T1、T2航站楼空间相互分离，通过捷运相联系。卫星厅建成后，将配合T1、T2航站楼，形成“主楼＋卫星厅”构型（图1）。

图1 上海浦东国际机场卫星厅系统规划示意

上海浦东国际机场卫星厅工程位于T1、T2航站楼南侧，一号跑道与二号跑道中间。卫星厅作为T1、T2航站楼功能的延伸，与相邻航站楼主楼通过空侧捷运系统连接。

卫星厅建筑面积约52万 m2，建筑高度38 m，地下1层、地上6层（含夹层）。卫星厅建筑平面形状为“工”字形，分为S1、S2上下2个T字形区域。S1、S2均由中央大厅和指廊构成，中央大厅为S1、S2的“T”形节点区域，其他部分为指廊。

T1捷运车站位于T1航站楼连廊地下区域，主体结构已完成预留。T2捷运车站位于T2航站楼空侧，连廊南侧，主楼与指廊之间。T2捷运车站工程总建筑面积9 473 m2，地下1层、地上4层，建筑高度23.8 m。

由于S1＋T1与S2＋T2基本呈对称形状，本文主要围绕上海浦东国际机场卫星厅S2及T2捷运车站工程展开，针对卫星厅S2紧邻运营机坪、T2捷运车站施工空间受限、不停航交通组织难度高等工程难点开展研究[1-2]。

2 工程难点分析

2.1 卫星厅基坑紧邻运营机坪

卫星厅S2四周为运营及在建机坪，涉及不停航施工，工况复杂。东、西、南三面均邻近运营及在建机坪，且基坑西侧围护边线距离运营机坪围界仅4 m，加之上海地区软土本身的低强度、高压缩性、高灵敏度和流变性，使得基坑施工难度和风险显著增加（图2）。

图2 卫星厅基坑紧邻运营机坪

2.2 卫星厅基坑面积大、形状复杂

卫星厅S2基坑面积约为49 700 m2，由中央大厅基坑、捷运基坑和行李机房基坑三部分组成。基坑占地面积广，基底标高多变，且中央大厅基坑为弧形边线，捷运基坑局部位于中央大厅基坑之内，出现“坑中套坑”的情况。上述难点对施工工艺选择及流程制定，以及具体实施过程中的管控水平等均提出了极为严格的要求。

2.3 捷运车站深基坑施工空间受限

T2捷运车站基坑面积约为4 885 m2，周长约320 m，开挖深度8.2 m，局部深坑9.2～11.2 m。

基坑与周边建筑物距离极近。基坑东侧贴近T2航站楼登机长廊，围护外边与既有结构承台距离仅300 mm；基坑北侧贴近T2航站楼与登机长廊连廊，围护外边与既有结构承台距离仅350 mm；基坑西侧邻近已有捷运通道，围护外边与既有结构底板间距为750 mm；基坑南侧位于登机桥钢连廊下方，捷运通道与基坑范围重叠，捷运通道端头需拆除后新建（图3）。

图3 T2捷运车站位置示意

2.4 建设工期紧张，禁区内外不停航交通组织难度大

本次拓建工程的总体建设工期极为紧张。为给后续精装修工程、幕墙工程等工序施工预留充足时间，土建部分施工需在1年内完成。此外，不停航运营改扩建项目的建设施工与为旅客提供运营服务有较多冲突，大规模施工将面临一系列问题：人员和车辆办理空侧控制区通行证的要求高，管理难度大；进入控制区后存在与行李车辆交叉通行的问题；施工人员和车辆进出控制区将与工作人员和服务车辆混行，空防安全隐患大。若不妥善解决交通组织难题，将严重制约施工效率，更影响机场运行和空防安全。

3 不停航条件下施工关键技术研究

3.1 紧邻运营机坪超大基坑施工技术

为降低基坑施工对紧邻运营机坪的影响，最大限度缩短工期，针对基坑分区及开挖顺序等问题，与设计单位一起开展了系统研究。S2基坑共划分8个分区，其中3#是中央大厅基坑，局部为捷运落深基坑；基坑大部分范围挖深逾7.6 m，端头井位置挖深逾12 m（图4）。

图4 S2基坑分块示意

按照先浅后深的原则，确定基坑开挖顺序为：1#、3#、5-1#→6#、7#（行李机房）→2#、4#、5-2#。

此外，卫星厅底板采用了跳仓法进行施工。将底板分割成40 m左右的仓块跳仓浇筑，相邻仓块的浇筑间隔不小于7 d。结合改进的低热低收缩配合比混凝土以及良好的养护措施，在确保抗裂性能的前提下，有效加快了底板的形成速度，对环境影响和施工工期均起到了有利作用。

3.2 全套管长螺旋围护桩施工工艺

考虑到项目建设工期紧张，为加快围护施工进度，对灌注桩成装设备、工艺开展了系统研究比选，最终选择了全套管长螺旋围护桩这一更为高效、绿色的施工工艺。

全套管长螺旋取土灌注桩施工工艺克服了传统成桩工艺的不足，施工效率大幅提高，且具有适应性强、成桩效率高、对环境影响小等优势。在钻进过程中采用全护筒护壁，无需使用泥浆护壁工艺，有利于提高桩身质量，进一步保证了围护工程质量，技术优势和经济效益明显。

现场施工过程中，全套管长螺旋钻机成孔，钻至设计标高后提钻杆取土，不易产生断桩、颈缩、坍孔等质量缺陷，成桩各项参数经专业单位检测均能满足设计规范的质量要求。基坑开挖后对其进行检查，成桩质量明显优于传统泥浆护壁钻孔灌注桩。另外，传统的泥浆护壁成孔工艺在施工中存在泥浆池布置和排污等影响施工现场管理的难题，而全套管长螺旋钻孔灌注桩的成桩工艺在施工中无需泥浆护壁，不用排污，有利于施工现场的文明施工管理。

3.3 受限空间内深基坑施工关键技术

3.3.1 现场施工道路规划

T2捷运车站工程结合现场情况，采取停用27#安检通道作为施工大门，行李车辆与施工车辆交会处设置平交口，分时段管理避让行李车辆，绝不影响机场车辆运输时间。

T2捷运车站施工期间，进出机场的施工车辆均办理车辆通行证件，严格按规定的路线行走，自觉遵守交通法规。所有施工车辆及施工机械听从业主安排，分别设置进出场道路，土方开挖后及时外运至卫星厅S2指定卸土点。

3.3.2 受限空间内深基坑围护施工技术

T2捷运车站基坑和T2航站楼及登机长廊连廊等既有结构距离极近，水平及竖向施工空间都处于受限状态，而且周边环境对基坑变形也较为敏感，变形控制要求较高。为此，经现场实地勘察研究，T2捷运车站基坑围护采用了多种类型的围护施工装备及技术（图5）。

图5 捷运车站基坑围护平面示意

1）基坑北侧贴近T2航站楼与登机长廊连廊，围护外边与既有结构承台距离仅350 mm。针对该情况，基坑北侧采用排桩＋MJS工法。同时，考虑到钻孔灌注桩限高4.45 m，特别调配高4.20 m改装型机架进行施工。钻孔灌注桩施工采用正循环工艺，桩架均采用GPS-12型工程钻机，根据工程桩、围护桩及立柱桩的数量及设计要求的施工工况，分区进行施工。

2）基坑东侧贴近T2航站楼登机长廊，围护外边与既有结构承台距离仅300 mm。针对该情况，基坑东侧除登机长廊Y柱限高区域采用短桩架钻孔灌注桩机施工外，其他区域均采用咬合桩施工。

3）基坑西侧邻近已有捷运通道，围护外边与既有结构底板间距为750 mm。针对该情况，基坑西北侧采用排桩＋三轴止水施工。

4）基坑南侧位于登机桥钢连廊下方，捷运通道与基坑范围重叠。针对该情况，西南侧采用排桩＋MJS工法。

5）地基加固采用三轴搅拌桩施工。

6）支撑形式采用2道混凝土支撑，局部深坑处设第3道混凝土支撑。

3.4 T2捷运车站改扩建施工关键技术

T2航站楼预留捷运通道总长622 m，位于T2捷运车站以南，连接T2捷运车站与T2—S2下穿地道，其中122 m预留捷运通道板墙范围内需进行拓宽改造。通过将原侧墙结构拓宽方案中“先换撑、后凿除、再新建”变更为“先新建、再凿除”，考虑122 m预留捷运地下通道宽度无法满足最新地铁通车线形要求，故对其进行单侧拓宽改造。

原设计中改造宽度根据线形要求拓宽0～3 m，呈弧线渐变，精度要求极高，给渐变段施工带来了难度。针对该问题，经计算分析，提出在确保通道轨行线线形要求的前提下，拓宽线形，在渐变段采用直角形式来完成新建段结构与既有段结构的衔接，同时对于拆除既有板墙区段，考虑到对既有结构的保护，采用静力切割的形式进行施工。

3.5 禁区内外施工不停航交通设计研究

3.5.1 禁区内施工交通设计研究

为解决禁区施工办证、安检、车辆混行等难题，提出了调整服务车和行李车道，将施工通道与机场服务车和行李车道分开，交叉位置设平交口的解决方案。配合中庭封闭的措施，将原禁区转换为非禁区平交口，施工人员车辆经平交口（无需安检）进出中庭，行李车也经平交口往返行李机房和机坪。

3.5.2 施工外场交通设计研究

针对机场周边市政道路社会车辆、出租车通行量较大且在VVIP贵宾接待室存在警保任务等情况，提出了如下措施：施工车辆从南进场路地道驶出后，开设道口进入原有绿化区，绿化区内设置施工车辆蓄车场；在既有高架下绿化区内设置施工便道，与市政道路交叉区域开设道口并设置交通信号灯；对27#安检门前出租车蓄车场进行改造，变更出租车排队流程。

4 结语

本文针对上海浦东国际机场卫星厅S2及T2捷运车站工程建设过程中的难点问题，系统研究了卫星厅S2紧邻运营机坪基坑施工、T2捷运车站处于受限空间内的深基坑围护施工等关键技术，取得了较为丰富的技术成果。卫星厅S2及T2捷运车站工程土建部分建设周期原为2年，但在各参建单位通力合作下，仅历时1年便提前竣工，顺利交付，为后续精装修工程、幕墙工程等工序施工预留了充沛时间，为实现工程完美履约打下扎实基础。