盾构法穿越深圳机场飞行区滑行道、停机坪的重难点与施工部署

盾构法穿越深圳机场飞行区滑行道、停机坪的重难点与施工部署

贾宏财

北京佳和建设工程有限公司 北京 顺义 101300

前言：穗莞深城际轨道交通SZH-9标盾构隧道共包括2个盾构区间（分左右线）：明挖进口段～深圳机场北站、深圳机场北站～深圳机场站，线路正线长度为7.76km，两个区间分别从机场北站南北两端始发，均采用盾构法施工。其中深圳机场北站～深圳机场站区间线路最大纵坡30‰，最大平曲线半径1100m。在经过R1100m的S反弯后，在DK81+320～DK82+930下穿机场飞行区（长度约1600m），在下穿机场飞行区段范围内设计有冷冻法加固、矿山法开挖的联络通道3处。隧道在DK81+320～DK81+700段下穿深圳机场一二跑道间的垂直联络道(含中部7段、累计总长度约180m草坪)，在DK81+700～DK82+930穿T3航站楼西侧滑行道以及停机坪。

深圳宝安国际机场扩建二跑道和T3航站楼并于2013年11月28日投入运营后，后施工的穗莞深城际轨道交通需要从地下穿越机场飞行区滑行道和停机坪。为确保施工期间深圳机场飞行区段正常使用，将施工对停机坪的影响降至安全要求之内,保证盾构机安全、平稳、快速地下穿停机坪，需要满足以下要求：⑴机场及有关部门和机构对飞行区段的安全使用指标控制要求；⑵业主、设计要求，达到设计及规范中对停机坪沉降控制指标的要求。施工中结合现场工程地质及水文地质条件，认真分析现场工况、技术条件、荷载特性，有针对性地分析了施工的重难点，做好相应的施工部署。

1. 地质与水文情况

机场北站-机场站区间隧洞上卧主要为填土、填砂、淤泥、淤泥质黏土、粉质黏土等，多为松土，部分地段地层呈震动液化状；隧洞下伏主要为全风化花岗岩（W4、硬土）、强风化花岗岩（W3、软岩）。在穿越机场飞行区段，盾构机穿越地层主要为残积层粉质黏土〔层号(5)1-3〕、中砂（2）10-2和全风化花岗岩〔层号(11)1-1，W4 硬土〕，局部位置存在少量砂层和淤泥层。

水文情况如下：

⑴地表水：拟建隧道场地为滨海沉积平原，地表水系发育，河涌及水塘密布，受海水潮汐影响，地表水体咸化严重，潮差达1～1.5米。

⑵地下水：根据测区地下水的形成、赋存条件、水力特征及水理性质，地下水可划分为两大基本类型：孔隙潜水和基岩裂隙水。①孔隙潜水：主要含水层为第四系以海积为主的海陆交互层粉砂、细砂、中砂、粗砂及细圆砾土，区内呈带状及透镜体状分布，厚度0.50～3.50m，透水性及富水性好，为该区主要富水层，强富水，具有一定的承压性。次要含水层为淤泥质土层。该土层孔隙比大，含水量大，在场地内分布广泛，厚度较大，但其成分以黏粒为主，孔隙间连通性差，属相对的隔水层，弱富水；粉质黏土及基岩全风化土，成分以黏粒为主，透水性及富水性差，为相对隔水层，弱富水，地下水仅以微量滞水形式存在，水量贫乏。②基岩裂隙水：场地内基岩岩性为(γc)花岗岩、(γc)混合花岗岩、(Z)片岩，节理裂隙发育，基岩裂隙水主要赋存在强风化～中等风化带中，地下水量较大。主要靠上层的孔隙潜水下渗补给，弱富水，基岩裂隙水较丰富。迳流条件较好，透水性较强，其流通性及水量大小受裂隙发育程度影响，分布不均匀。

场地主要位于海陆交互层冲积平原区，地下水量丰富，埋藏浅，水位稳定，勘察期间测得地下水稳定水位埋深0.00～14.00m，相应标高-3.63～1.632m。地下水主要靠大气降雨垂直入渗及地表河流侧向补给为主。

2. 施工的重难点分析

机场飞行区段地面沉降的控制标准很高，设计图纸中提出的滑行道及机坪地表沉降控制标准为：①工后一年内，沉降不大于2cm；②差异沉降不大于0.15%；且施工阶段按80%控制；因此在施工过程中采取措施减小地层沉降，遇有少量沉降的应及时处理，避免因沉降过大导致影响飞行区段正常运营，确保地下管线不受到破坏是施工中的重难点。

另外，下穿机场飞行区线路上有很多灯箱和路灯杆、3条防洪明渠（约5m×2m）及大量浅埋输油管道、电力线等重要管线和雨污水管，其中有部分重要管线为抗沉降能力极差的材质或结构，一旦出现问题社会影响很大。但由于地处机场飞行区这一特殊地段，监测点的布置受到诸多限制，因此制定合理的可实施的监测方案来指导施工也是施工的重点。

三、总体施工部署

结合设计图纸和现场调查、专家会研讨，盾构法施工下穿机场飞行区段的总体施工部署和施工组织管理重点围绕如下开展：①高标准控制下穿飞行区段的沉降②做好地表及深层沉降监测③控制好盾构换刀区域的后期沉降④合理应对地下未探明的孤石等障碍物。

⑴下穿飞行区段施工的总体思路：“技术领先、设备先进、施工科学、组织合理、措施得力、突出重点、预案在先、规避风险、安全通过”。

⑵总体施工部署

①机场对盾构机下穿的飞行区段沉降控制要求较高，由于受到机场日常运行的影响，无法实施地面预处理措施。经专家会研讨，拟采用严格控制盾构机掘进姿态、出土量、同步注浆和二次注浆质量等关键参数进行隧道开挖、洞内采取必要的可实施的措施下穿通过机场飞行区段。

②根据设计要求，在穿越机场飞行区段前设置模拟穿越机场飞行区段的掘进试验段（拟定设置在停机检修区域前，长度200m，里程段DK80+915～DK81+115），为后续的盾构机下穿飞行区段提供掘进参数依据，试验段掘进完成时盾构机正进入停机检修区域，在这个区域对试验段的掘进参数、沉降规律、盾构机运转情况及耗材使用量等施工情况进行总结和分析。

③在DK81+115处加固20米长范围作为盾构机进入机场飞行区段前的停机检修区域，对盾构机及附属配套设备性能进行严格检查、做好维护工作，确保盾构机及后配套设备以最好的状态下穿飞行区段，充分减少不必要的停机作业。

并在盾构机掘进到此位置时组织召开“下穿机场飞行区段的动员会”和“试验段掘进总结会”、“专项施工方案交底会”，明确各个岗位的分工和职责，从设备、材料、人员教育、维保等方面确保和加强施工保障。

④本工程在DK81+320～DK82+930下穿机场飞行区（长度约1600m），在下穿机场飞行区段范围内设计有冷冻法加固、矿山法开挖的联络通道3处。隧道在DK81+320～DK81+700段下穿深圳机场一二跑道间的垂直联络道(含中部为7段、总长度约180m草坪)，在DK81+700～DK82+930穿T3航站楼西侧滑行道以及机坪。

盾构下穿飞行区段施工期间加强施工组织和施工参数管理，对施工可能造成影响的范围按照设计和规范规定的的项目和频率及时进行监测和数据统计上报，对出现的异常情况进行现场确认，直至确认所穿越的飞行区段安全为止。若监测值报警则尽快上报上级主管部门和相关产权单位，及时召开情况分析会和制定应急处置方案，必要时启动提前编制好的应急预案。

⑤下穿机场飞行区段合计约1600m，选择DK81+600及DK82+400、DK82+600这3处地面草坪区作为刀盘、刀具检修及更换点；参考前期掘进情况，如果在前期掘进中发现刀具磨损较快，这3处检修点不能够满足实际需求时，则拟定DK81+800位置（地面为平板拖车的停车场）作为应急备选检修点。由于在机场飞行区范围不具备进行地层预加固的条件，在穿越机场期间检查或更换刀具采用压气换刀进行检修。

⑥成立盾构下穿飞行区段施工的组织领导机构，建立信息上报和指令下达的专门机构和流程，在施工期间执行每日例会制度对当前的施工情况进行总结和分析。

参考文献：⑴国家有关现行设计规范、施工指南、验收标准；

⑵高速铁路桥涵工程施工质量验收标准；

⑶土压平衡盾构机相关资料；

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