唐 堃

（中電建成都建設(shè)投資有限公司，四川 成都 610212）

0 引言

隨著人們對(duì)出行便捷性的要求越來(lái)越高，城市軌道交通與機(jī)場(chǎng)的連接和換乘已逐漸成為“剛需”和“標(biāo)配”。在涉及機(jī)場(chǎng)的城市軌道交通的建設(shè)過(guò)程中，隧道下穿機(jī)場(chǎng)設(shè)施，給飛行安全帶來(lái)一定影響，同時(shí)也會(huì)給施工過(guò)程帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)和不便。對(duì)于大直徑盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離穿越停機(jī)坪的施工，在外部環(huán)境受限的情況下，問(wèn)題顯得更為復(fù)雜，必須重點(diǎn)把控施工難點(diǎn)，采取針對(duì)性的施工措施，才能起到節(jié)約資源和事半功倍的效果。

1 工程概述

成都軌道交通19號(hào)線二期工程雙流機(jī)場(chǎng)T2航站樓站～龍港站區(qū)間，以盾構(gòu)法隧道穿越成都雙流機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪。盾構(gòu)機(jī)為土壓平衡型，刀盤直徑8.63m，停機(jī)坪結(jié)構(gòu)為混凝土路面結(jié)構(gòu)，由上至下依次為380mm混凝土路面、20mm石屑、400mm水泥碎石穩(wěn)定基層、壓實(shí)度大于95%的土基。盾構(gòu)機(jī)穿越地段地層為中風(fēng)化泥巖層、密實(shí)砂卵石層以及泥巖地層及砂卵石地層組成的復(fù)合地層，最大埋深41m，最小埋深19.2m，最大穿越長(zhǎng)度1961m。

2 盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離下穿停機(jī)坪施工難點(diǎn)

（1）成都雙流機(jī)場(chǎng)為4F級(jí)國(guó)際航空樞紐，是中國(guó)西部區(qū)域性樞紐機(jī)場(chǎng)之一，盾構(gòu)機(jī)穿越停機(jī)坪期間機(jī)場(chǎng)不允許停運(yùn)，對(duì)地面變形要求極其嚴(yán)格（不超過(guò)±10mm），不允許地面打孔，無(wú)法通過(guò)地面注漿加固等方式對(duì)盾構(gòu)通過(guò)地段進(jìn)行地面加固，只能通過(guò)洞內(nèi)注漿的方式對(duì)周圍地層進(jìn)行加固，增加了施工難度和風(fēng)險(xiǎn)。

（2）盾構(gòu)機(jī)穿越停機(jī)坪最大長(zhǎng)度達(dá)1961m，必須開倉(cāng)換刀。開倉(cāng)換刀容易造成掌子面坍塌，土方超挖，地面沉降加大，需要避免在停機(jī)坪下方頻繁開倉(cāng)換刀。

（3）穿越段地質(zhì)變化復(fù)雜，泥巖地層、砂卵石地層、復(fù)合地層變化加大了結(jié)泥餅、噴涌、卡機(jī)等風(fēng)險(xiǎn)，連續(xù)掘進(jìn)難以保證。

3 盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離下穿停機(jī)坪施工應(yīng)對(duì)措施

3.1 加強(qiáng)組織體系構(gòu)建

項(xiàng)目部組織體系力求鏈條簡(jiǎn)短，指令接口統(tǒng)一，由施工單位項(xiàng)目經(jīng)理作為現(xiàn)場(chǎng)總體負(fù)責(zé)人，統(tǒng)一接受外部指令，使各方信息能夠直接反饋到現(xiàn)場(chǎng)施工；項(xiàng)目經(jīng)理之下由盾構(gòu)經(jīng)理對(duì)各盾構(gòu)具體施工負(fù)責(zé)，由機(jī)長(zhǎng)負(fù)責(zé)單臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的人員、安全、質(zhì)量、進(jìn)度、文明施工管理以及盾構(gòu)施工中的各項(xiàng)參數(shù)、出渣量、地面沉降等數(shù)據(jù)收集和整理工作并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，及時(shí)反饋給參建各方。

3.2 重視施工準(zhǔn)備工作

3.2.1 建構(gòu)筑物及管線調(diào)查

下穿停機(jī)坪前，對(duì)隧道沿線的管線、建構(gòu)筑物進(jìn)行調(diào)查，形成調(diào)查報(bào)告，所有管線、建構(gòu)筑物情況均經(jīng)過(guò)產(chǎn)權(quán)單位確認(rèn)。

3.2.2 設(shè)備維保工作

在盾構(gòu)正式穿越停機(jī)坪前，對(duì)盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查和維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)刀盤所有刀具進(jìn)行更換，同時(shí)統(tǒng)計(jì)磨損量，根據(jù)地層分布分析磨損規(guī)律。正式掘進(jìn)前對(duì)電瓶車、漿車、拌漿系統(tǒng)、龍門吊等配套設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行全面檢修，確保各項(xiàng)參數(shù)、功能正常，配合完善。

3.2.3 試掘進(jìn)與施工參數(shù)獲取

參考相鄰區(qū)間類似地層掘進(jìn)施工經(jīng)驗(yàn)，借鑒成都地鐵單位泥巖地層、砂卵石地層掘進(jìn)參數(shù)，在相鄰盾構(gòu)區(qū)間，選擇地質(zhì)條件接近的100m作為試驗(yàn)段，充分利用試掘進(jìn)段，獲取盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)、渣土改良配比、注漿及沉降數(shù)據(jù)等，為正式下穿停機(jī)坪提供依據(jù)。

3.3 合理優(yōu)化施工技術(shù)

3.3.1 優(yōu)選盾構(gòu)機(jī)

提高刀盤的破碎能力和耐磨性：為充分適應(yīng)砂卵石地層、泥巖地層掘進(jìn)，盾構(gòu)機(jī)選用37%開口率的復(fù)合式結(jié)構(gòu)刀盤，配備寬刃的滾刀，實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的卵石破碎能力。同時(shí)，進(jìn)一步對(duì)刀盤進(jìn)行了耐磨改進(jìn)，增加雙刃滾刀數(shù)量，在刀盤的耐磨鋼板、耐磨環(huán)上合金塊之間、刀座保護(hù)塊和刮刀刀座等部位均進(jìn)行耐磨焊絲補(bǔ)強(qiáng)。

提高螺旋輸送機(jī)的防噴涌能力：螺旋輸送機(jī)配置防涌門和后部雙閘門，在斷電時(shí)可緊急關(guān)閉，尾部配置保壓泵渣接口。

提高渣土改良系統(tǒng)的注入能力、防堵通堵能力，改進(jìn)改良作用點(diǎn)位：在刀盤、盾體和螺旋機(jī)分別設(shè)置改良劑注入口，并在盾體設(shè)置多處預(yù)留，配置改良劑注入口、高壓沖洗通路。

3.3.2 優(yōu)設(shè)掘進(jìn)參數(shù)

盾構(gòu)穿越停機(jī)坪前，實(shí)施試掘進(jìn)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行總結(jié)，確定正式穿越停機(jī)坪的掘進(jìn)控制參數(shù)。正式掘進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)地質(zhì)變化、渣土狀態(tài)，盾構(gòu)機(jī)工作狀態(tài)、參數(shù)等動(dòng)態(tài)地調(diào)整及優(yōu)化。在復(fù)合地層掘進(jìn)段，通過(guò)觀察和估算渣土卵石含量，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的掘進(jìn)參數(shù)如表1所示。

表1 各地層掘進(jìn)參數(shù)

3.3.3 渣土改良

渣土改良采用膨潤(rùn)土加泡沫的方式，泡沫采用大氣量干泡沫，泡沫氣量350L/min左右，混合液流量20L/min左右。膨潤(rùn)土選用優(yōu)質(zhì)的鈉基膨潤(rùn)土，每環(huán)總量控制在3m3，掘進(jìn)時(shí)進(jìn)行勻速均流量的注入。各地層渣土改良配比如表2所示。

表2 各地層渣土改良配比

3.3.4 同步注漿及二次注漿

砂巖地層一般同步注入砂漿；為抑制管片上浮現(xiàn)象，泥巖地層采用雙液漿進(jìn)行同步注漿，同步注雙液漿時(shí)砂漿和聚丙烯酰胺水溶液由獨(dú)立的泵組供液，兩種管路在尾盾進(jìn)漿管處“Y”型合流，實(shí)現(xiàn)雙液注漿功能。

二次注漿材料采用P·O42.5級(jí)水泥漿液。機(jī)場(chǎng)段全部采用增設(shè)注漿孔的管片，在標(biāo)準(zhǔn)塊與鄰接塊上單塊增加2個(gè)注漿孔，具備多次注漿的功能，根據(jù)地質(zhì)及掘進(jìn)出渣情況，在管片脫出盾尾后4～5環(huán)時(shí)進(jìn)行二次注漿。

3.3.5 沉降防治

（1）增設(shè)中盾注泥。由于盾體直徑小于刀盤開挖直徑，在同步漿液還未填充前，為避免沉降，在中盾上方90°范圍內(nèi)，預(yù)留4個(gè)注泥孔進(jìn)行中盾注泥。泥漿配比為鈣基膨潤(rùn)土∶水∶水玻璃=（750～800）∶（400～450）∶（35～55）（kg/m3），注入量為每環(huán)1.2～1.8m3。

（2）改進(jìn)加固方式。鑒于停機(jī)坪地面無(wú)法打孔，將地面注漿改進(jìn)為深孔注漿，以應(yīng)對(duì)超方或地面沉降。洞內(nèi)深孔注漿采用全孔一次性注漿，注漿漿液主要為PO.42.5普通硅酸鹽水泥單液漿，隧道每環(huán)上半部開設(shè)3m深孔3個(gè)，底部0.5m深孔3個(gè)，環(huán)孔間距4m，隧道縱向間距1.8m，漿液擴(kuò)散半徑為2m，并避開封頂塊。

3.3.6 改進(jìn)地層監(jiān)測(cè)

由于停機(jī)坪區(qū)域無(wú)法鉆孔，對(duì)停機(jī)坪地面沉降監(jiān)測(cè)改進(jìn)為地層微動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)合常規(guī)監(jiān)測(cè)。微動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)采用正六邊形圓形臺(tái)陣，地震儀按六邊形6個(gè)頂點(diǎn)和1個(gè)圓心排列，半徑4m，測(cè)點(diǎn)間距5m,生成二維橫波速度剖面,觀測(cè)陣列覆蓋整個(gè)隧道范圍，能及時(shí)準(zhǔn)確反映盾構(gòu)掘進(jìn)前后地層變化情況。

盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)后，每月進(jìn)行一次的微動(dòng)監(jiān)測(cè)，獲取地層橫波速度隨著時(shí)間推移的差異，對(duì)比施工前后的地層變化情況，對(duì)盾構(gòu)線路地層的長(zhǎng)期跟蹤監(jiān)測(cè)。

3.4 強(qiáng)化應(yīng)急管理體系

3.4.1 協(xié)調(diào)指揮層面

建立施工協(xié)調(diào)指揮中心，協(xié)調(diào)小組由機(jī)場(chǎng)方、空管部門、民航行政主管部門、工程建設(shè)、施工、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)等單位派專人組成。應(yīng)急體系依托施工協(xié)調(diào)指揮體系建立，由機(jī)場(chǎng)方主導(dǎo)，建立應(yīng)急預(yù)案，落實(shí)應(yīng)急措施，各單位建立24h聯(lián)絡(luò)和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，形成聯(lián)動(dòng)的協(xié)調(diào)組織體系，如圖1所示。

圖1 施工協(xié)調(diào)組織體系

（1）機(jī)場(chǎng)方負(fù)責(zé)機(jī)場(chǎng)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，審核涉及機(jī)場(chǎng)的施工方案，負(fù)責(zé)提供機(jī)場(chǎng)現(xiàn)狀資料，施工過(guò)程中提供必要協(xié)助，主持機(jī)場(chǎng)內(nèi)部應(yīng)急工作；對(duì)涉及不停航施工工程進(jìn)行管理。

（2）空中管制部門負(fù)責(zé)空中指揮、航行情報(bào)及通信方面協(xié)調(diào)。

（3）民航行政主管部門負(fù)責(zé)審核涉及機(jī)場(chǎng)的施工方案，審核應(yīng)急預(yù)案；對(duì)涉及不停航施工進(jìn)行審批和監(jiān)管。

（5）工程建設(shè)單位負(fù)責(zé)參建單位的綜合協(xié)調(diào)與統(tǒng)一對(duì)外接口，督促施工方案的制定和實(shí)施；與機(jī)場(chǎng)及空管部門等保持24h聯(lián)系。

（5）總包單位/施工單位負(fù)責(zé)制定不影響飛機(jī)安全運(yùn)行條件下的施工方案；按照施工方案及施工計(jì)劃實(shí)施，并在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，無(wú)條件服從機(jī)場(chǎng)應(yīng)急救援指揮中心統(tǒng)一指揮。

（6）監(jiān)理、監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)單位根據(jù)其職責(zé)負(fù)責(zé)各自施工服務(wù)和應(yīng)急工作。

3.4.2 應(yīng)急實(shí)施層面

由于停機(jī)坪屬于特殊設(shè)施，當(dāng)沉降引起停機(jī)坪開裂等意外情況時(shí)，為保證停機(jī)坪的修復(fù)速度及質(zhì)量，應(yīng)提前與有資質(zhì)的單位簽訂協(xié)議進(jìn)場(chǎng)綜合處置，施工單位應(yīng)提前準(zhǔn)備應(yīng)急物資，建立應(yīng)急隊(duì)伍，做好機(jī)場(chǎng)外的應(yīng)急工作和資源保障。

4 盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離下穿停機(jī)坪施工效果分析

成都軌道交通19號(hào)線二期工程雙流機(jī)場(chǎng)T2航站樓站～龍港站盾構(gòu)區(qū)間施工采取了前述施工難點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施，盾構(gòu)機(jī)于2021年11月成功穿越雙流機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪，最高月進(jìn)尺529.2m。地表最大沉降值為3.7mm，最大隆起值為1.9mm，均小于機(jī)場(chǎng)方提出的設(shè)計(jì)控制值±10.0mm。停機(jī)坪滯后沉降收斂于6mm左右，未超過(guò)設(shè)計(jì)控制值。停機(jī)坪地表及周邊環(huán)境巡視無(wú)異常，未發(fā)生因施工沉降超限引發(fā)的機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)事故和安全事故，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)、安全穿越。

5 結(jié)束語(yǔ)

成都雙流機(jī)場(chǎng)為4F級(jí)國(guó)際航空樞紐，是中國(guó)西部區(qū)域性樞紐機(jī)場(chǎng)之一，運(yùn)營(yíng)管控十分嚴(yán)格，沉降控制要求高，監(jiān)測(cè)和加固措施受到限制，這對(duì)施工單位的組織協(xié)調(diào)能力、技術(shù)能力、應(yīng)急能力提出了全方位的要求。本文從加強(qiáng)組織體系構(gòu)件、重視施工準(zhǔn)備工作、合理優(yōu)化施工技術(shù)、強(qiáng)化應(yīng)急管理體系四個(gè)方面出發(fā)，闡述了大直徑盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離下穿停機(jī)坪施工難點(diǎn)的應(yīng)對(duì)措施。實(shí)踐證明：這些措施是行之有效的，對(duì)類似工程有一定的參考和借鑒價(jià)值。