不停航施工中深基坑施工组织研究

冉 埝，张海洲

（中铁北京工程局集团有限公司机场工程分公司，北京 102308）

1 工程概况

贵阳龙洞堡国际机场三期扩建工程1#下穿通道，位于现有跑道北端外约200m位置，横穿第二跑道及现场跑道300m延长段内，连接本期T3航站楼及远期T4航站楼的地下通道，全长943.2m，其中挡土墙结构段长74.2m，箱涵结构段长869.0m。

2 工程特点

项目为现有机场改扩建，不停航施工中对净空及施工等有严格要求，该项目涉及的重难点如下。

2.1 不停航施工组织难度大

1#下穿通道横穿现状跑道延长段内，被机场现有围界分割成3部分：围界东侧X22到X31节段箱涵及4～7节段挡土墙，围界西侧X1到X10节段箱涵，围界内X11到X21节段箱涵及1～3节段挡土墙。所有施工区域均位于机场净空限制面内，部分区域需要进入飞行区内进行围界导改施工。所有施工均不能干扰机场运行，群塔布置应符合要求，对机械设备工作高度、现场人员管控、FOD管控等均有十分严格的要求，且在飞行区内的不停航施工组织尤为困难。

2.2 基坑开挖及支护、监测难度大

该工程下穿通道基槽开挖属于深基坑，最大开挖深度约14m，基坑呈条状，施工难度大，安全隐患多；采用明挖法施工，基坑开挖方量大，由于工程临近飞行区，根据机场运行部门规定，大部分区域无法采用爆破法施工，因此采用机械凿打的方式分层开挖，分层支护，支护采用土钉+锚杆结合的方式；破碎开挖时间长，交叉作业多。

3 施工关键技术研究及实施

结合工程实际、类似经验，针对上述重难点进行详细研究并组织实施相应技术。

3.1 总体施工组织

根据现状场地分布、相关要求，以现有机场围界为分界线，将1#下穿通道分为3个阶段组织施工（如图1所示）：第一阶段，围界东侧X22到X31节段箱涵281m，4～7节段挡土墙40m，总计321m；第二阶段，围界西侧X1到X10节段箱涵263m；第三阶段，围界内X11到X21节段箱涵325m，1～3节段挡土墙34.2m，总计359.2m，需新建第二跑道投入使用，再关闭第一跑道，进行该区段剩余节段施工。

3.2 基坑开挖

因场地移交时间不同，首先开始组织A区段爆破开挖施工、B区段填筑施工；再组织C区段机械破碎开挖施工；D区段，需在新跑道投入使用，关闭原有跑道后，方进入施工，此处暂不考虑。

开挖及支护施工工艺流程如下：测量放线→平整场地、挡水坎设置→安装防护栏杆→基坑爆破、凿打开挖→土方运输→材料试验→边坡修整→钻孔→验孔→安装土钉、锚杆→设置泄水孔→孔内注浆→编钢筋网→喷射混凝土→设置伸缩缝→混凝土养护→基坑底层设置排水沟。

图1 1#下穿通道施工平面图（单位：m）

基坑开挖前进行相关准备：①测量放线。先进行围界边30m范围内场地测量，放样挡水坎、铁艺围栏的桩位测设。②平整场地、挡水坎设置。测量人员配合挖掘机将挖方区全部整平。在距离基坑1m处设置挡水坎和水泥地面，挡水坎高250mm，采用砖砌抹砂浆，以防止地表水流入基坑内和冲刷边坡。基坑坡脚设置排水盲沟和集水坑，及时排出基坑积水。

（1）爆破开挖施工。根据设计资料，该标段场区总体上稳定性良好，爆破周边无居民居住和建筑物，总开挖量为17万m3，开挖最深处深度为13.73m。①爆破设计。A区段下穿通道主要采用该孔网参数，临空面朝向机场跑道侧面，具体参数取值如下：使用带集尘罩（减小粉尘）的液压钻机，钻孔直径φ=90mm；台阶高度H=4.0m；最小抵抗线W=(0.2～0.5)H，取2.0m；钻孔布置，钻垂直孔，呈梅花形布孔；孔距a=2.5m；排距b=0.8a，取2.0m；超深h=(0.10～0.35)H，取1.0m；孔深L=H+h，取5.0m；炸药单耗q=0.30～0.50kg/m3，取0.30kg/m3（岩石硬度f=6.0～8.0，按中等硬度岩石，该值根据现场试爆情况可适当调整）；单孔装药量按面积计算，Q=qabH=0.30×2.5×2.0×4=6kg，采用连续装药结构；爆破网路采用毫秒微差延时起爆网路，实现逐孔起爆，孔内采用15段雷管（880ms），孔外采用3段雷管（50ms），排间采用5段雷管（110ms），终端用激发针起爆。②爆破注意事项。石方爆破作业采用浅孔松动爆破。通道整体上部开挖时采用纵断面开挖，底部通道断面开挖采用单断面开挖法，对风化岩和松软岩采用挖掘机开挖，人工刷坡。该工程重点保护对象为机场跑道及设施，爆破危害主要有爆破振动、飞石、冲击波、粉尘等，需进行爆破振动、爆破飞石的验算及控制，进行爆破冲击波验算，采取爆破粉尘防护措施。

（2）机械凿打开挖施工。按照飞行区项目部不停航施工要求，靠近围界区域30m范围内不得采用爆破施工，而采用机械凿打施工时，无不停航施工要求，故此段范围内只能采用机械凿打开挖施工。由于机械凿打开挖速度慢，一次开挖深度有限，因此选用“分段分层”开挖。挖土机先清理表面土层，沿测量放出的基坑坡顶线凿打，采用4台破碎机按照1∶0.65的坡度向下破碎，破碎后粒径不大于60cm。

3.3 基坑支护

该工程支护体系采用放坡土钉墙支护方案，土钉墙施工遵循“超前支护，分层分段，逐层施作，限时封闭，严禁超挖”的原则，结合地质条件计算调整土钉相关参数（如长度、密度等），并结合实际情况对相应施工方案进行修订、审批，确保深基坑开挖安全进行。

3.4 塔吊布置及其他机械布置

（1）群塔布置。施工区域位于机场净空障碍物限制面内，对设备高度限制严格，施工区域内所有机械不得超高穿透障碍物限制面，为不影响机场正常运行，同时方便现场施工，根据净空限制高度进行塔吊布置。

（2）机械设备布置。现场所用泵车臂架长度一般在42～56m，在起臂、收臂时，因堵管或操作问题很可能存在超高的风险。为此，在满足施工的前提下，均采用短泵，每次使用泵车均按照程序报指挥部及机场飞管部备案批准。现场严格控制泵车大臂高度，塔吊塔尖均在限制面内，实际施工中泵车大臂控制高度均不得超过所处位置塔吊塔尖高程，经现场多次实践，该方法满足施工要求及净空要求。

3.5 围界导改施工

因西北机坪提前投运建设需要，该工程需完成下穿通道X3到X10节段箱涵施工，其中X9到X10节段施工区域暂时处于机场围界内，需要进行机场围界导改，使施工场地区域移至场外，以满足施工。

机场内施工不允许使用大型机械设备，暂无临时施工道口，作业人员在指挥部场内值班人员的带领下从贵阳机场“5#飞控道口”进入，沿围界到达指定区域，在取得相关部门同意方可进入施工区域施工。

根据施工方案，按照流程进行围界导改施工：围界基础开挖、巡场路场地平整→围界基础浇筑、巡场路浇筑→砖墙围界砌筑、钢丝网围界安装→临时围界及巡场路验收→启用临时巡场路、围界搭接→拆除原机场围界→通道基坑开挖。

3.6 基坑监测

为保证基坑开挖的安全和开挖后边坡的稳定性，确保该飞行区下穿通道结构顺利施工，开挖工程中应制订基坑监测方案及保护措施，及时获取施工过程中支护结构及周围土体的变形和受力情况。施工前分析掌握开挖过程中风险因素，对于施工过程中发现的问题，应及时反馈及分析，根据现场情况采取相应的解决和抢救措施，避免基坑发生意外破坏和过大变形，为工程顺利施工提供指导。

4 工程实施效果

施工过程中，结合项目地质条件，通过采取有效的不停航施工组织管理措施和关注结构关键技术要点，各项工序实现了有序衔接，且施工现场均在有效管控之中，保障了基坑开挖（爆破及机械凿打）、飞行区内围界导改、下穿通道主体结构施工及基坑监测手段等工程的施工效率和质量，施工重难点和施工方案的理论性和适用性得到了验证，并在施工过程中发挥了关键性的作用和应用价值。

5 结束语

机场飞行区下穿通道的不停航施工受到净空、机场运营及复杂设施条件的严格限制，给该工程施工的组织管理带来了诸多难题，对工程的施工管理水平和技术水平要求较高，稍有不慎，极有可能影响机场正常运行、影响航班起降安全。针对贵阳龙洞堡机场三期1#下穿通道施工中所面临的重难点，施工过程中采取合理的施工组织设计、严格的安全控制措施及成熟稳定的施工工艺，保障了不停航施工所涉及的相关工程顺利开展，确保了不停航施工期间机场及飞行器的安全稳定运行，为今后机场地下通道不停航施工提供了可借鉴的经验。