改擴建機場超大超深基坑群施工管理*

王春華，余國梁，方能榕，鄢全科，陳 華，金國棟，韓 磊

(1.杭州蕭山國際機場有限公司，浙江 杭州 311200； 2.中國建筑第八工程局有限公司，上海 200112)

為滿足杭州蕭山國際機場航空業務量的快速發展需求，保障2022年杭州亞運會成功舉辦，杭州蕭山國際機場啟動了新一輪建設序幕。杭州蕭山國際機場三期項目新建航站樓及陸側交通中心工程建設投資規模超過了一、二期的總和(見圖1)，項目建成投運后，將成為華東地區第二大航空樞紐。

圖1 蕭山機場三期項目基坑模型分析

本文結合該改擴建機場項目實例，簡要總結了在復雜工況條件下，施工單位如何對超大超深基坑群進行安全有序的施工管理，實現工程的快速建造、完美履約[1-7]。

1 工程概況

蕭山機場三期工程是浙江省大通道建設十大標志性項目，也是2022年杭州亞運會重要基礎配套項目，是對外開放的一類航空口岸和國際航班備降機場，對確保杭州蕭山國際機場三期擴建工程的順利開展至關重要。

該工程總占地面積約25萬m2，總建筑面積約66萬m2，基坑數量近50個，其中交通中心及下穿航站樓的高鐵站開挖深度最深>28m，預計土方運量達450萬m3。根據該項目基坑工程施工進度節點要求，日出土方量最高達30 000m3。由于該項目為改擴建機場項目，在保證老航站樓正常運營的前提下，每日巨額的出土量對施工現場的內外交通產生了極大壓力，同時各相鄰基坑間開挖相互影響、相互制約的復雜工況對現場施工也是極大挑戰。

2 工程難點及解決措施

2.1 工程難點

1)場地地質條件極復雜，分布有深厚流塑的淤泥質粉質黏土、軟塑的粉質黏土及透水性強的粉土、粉砂、圓礫。流塑的淤泥質粉質黏土與軟塑的粉質黏土強度低，結構性強，易蠕變；透水性強的粉土、粉砂易發生流土、流砂，尤其圓礫層是承壓含水層，承壓水水頭高、水量大，有發生基坑底突涌風險。

2)在淤泥質土中富含的有機質會生成沼氣，其主要分布于淤泥質土的上覆、下伏的粉性土或砂土中，屬于淺層沼氣，在開挖時妥善應對土層內有害氣體的釋放帶來的風險。

3)基坑周邊環境極其復雜，分布有T1航站樓、T2航站樓、機場高架橋等重要建筑物，同時在基坑西側還有擬建的機場交通中心、基坑北側有在建地鐵站等。

4)本項目基坑主要包含航站樓核心A區基坑、地下空間開發區基坑(高鐵站)、南長廊區基坑、北長廊區(含三指廊)基坑、南行李通道區基坑、北行李通道區基坑、1號路地下通道、綜合管廊。基坑工程數量多、較分散、面積大、挖深大(東西盾構井挖深達28.1m)等特點，對周邊環境影響大。

5)本工程施工時，需保證機場的正常運營，社會車輛進出老航站樓的保通道路需保證暢通，且施工車輛禁止從保通道路上進出，交通組織困難，且施工期間施工車輛流動性大，車輛管理難度大。

6)本工程總土方量約450萬m3，施工期間涉及大量材料、施工機械的使用，場區內施工主干道為13號路，雙向2車道，土方工程高峰期階段，場區交通壓力極大。

2.2 解決措施

1)本工程基坑降水工程分為兩大類，即地面以下0～28m范圍③層砂、粉性土層為主的疏干降水和深部埋深約50m以下的層圓礫層為主的減壓降水，采用降水風險智能自動控制系統，確保降水施工效率。

2)基坑開挖前根據地質勘察報告對土層進行沼氣探測，對存在有害氣體區域采用靜壓雙管排放工法進行排放，確保開挖前土層下部有害氣體排放干凈。

3)現場合理布置棧橋，充分利用坑邊有限場地布置臨時施工道路，用于場內交通，確保場內交通順暢，通過增設棧橋及基底便道來保證航站樓基坑與高鐵站基坑同步開挖施工(見圖2)。

圖2 基坑棧橋布置

4)基坑土方開挖按“豎向分層、水平分段”的原則進行開挖，并及時進行噴錨護壁施工，如出現坑壁漏水現象，及時采用1∶1水泥漿進行注漿封堵，注漿管采用鉆孔頂入法施工，長度≥1.2m，內插角度10°～15°，外露20cm，注漿孔豎向間距≤1m。

5)提前分析施工場內外交通流線，通過合理組織現場土方車輛交通運輸路線，策劃場內、場外出土路線，并進行可行性分析，確保每日出土量，同時采用水沖泵送施工工藝保證每日出土量，確保工期要求(見圖3)。

圖3 基坑內外交通流線分析

6)使用智能化基坑監測系統，實時監測基坑施工過程中周邊環境及建筑物的狀況，及時上報監測數據，確保基坑施工安全。

7)不停航部署實施前，針對各部位編制專項施工方案，如不停航防護搭設專項施工方案、保通道路翻交專項施工方案、高架下保通道路改道專項施工方案等，且上述專項施工方案必須獲得監理、指揮部和機場相關運行部門審批，審批完成后方可組織實施。

8)為保障現場不停航運行的安全管理，杜絕現場安全事故，特針對不停航成立以技術組為支撐、后勤組為保障的不停航管理部，并明確部門職責及各管理崗位職責。

9)加強材料進出場管理，嚴禁出現材料滯留情況，尤其是禁區施工，不得發生材料滯留不停航區域情況，確保機場運營不出現安全隱患。

3 施工過程管控

3.1 管理策劃

項目部所有管理人員加強對圖紙的學習并認真分析理解招標文件，針對5家設計院已出的相關圖紙開展深化、優化工作；項目簽訂“項目管理目標責任狀”，明確項目目標、項目經理及項目各領導班子的崗位職責及權限劃分；建立合理的組織架構體系，對上級下達的指令做到逐級分配、層層執行；商務部門對基坑各施工階段的成本進行盈虧分析，同時配合技術部門做好前期商務策劃及雙優化工作；提前做好基坑相關施工組織設計，制定進度計劃管控制度、進度滯后預警方案及措施，對今后可能遇到的重難點提前分析，并制訂解決方案，確保深基坑工程安全實施。

3.2 項目組織管理

針對項目工期緊、施工難度大、基坑群工況復雜、基坑深度大等眾多特點，項目部建立了矩陣式管理組織架構(見圖4)，總包及各項目管理部對現場施工分層級、分區域地進行屬地化管理，共同把控現場的安全、質量和施工進度。

圖4 項目矩陣式組織架構

3.3 施工平面管理

1)提前策劃深基坑場地平面布置，并根據工程進展情況定期進行適應性調整，以確保平面布置能滿足現場施工需求。

2)對各基坑進行施工區段劃分，將施工區域分割成若干個塊，對每個施工區段進行工況分析并合理安排施工部署，做到各項工序之間的無縫銜接(見圖5)。

圖5 基坑平面分區

3)對基坑進行超前工況模擬分析，提前完成相應技術準備工作并解決將要面臨的問題，保障下一階段的基坑施工順利進行。

3.4 BIM及AR管理

1)運用BIM及相關軟件對施工現場進行模型擬合，精準把控各基坑之間的相互關系及影響，定期依據現場進度對模型進行更新及復核，保證建模的合理性、實用性(見圖6)。

圖6 基坑BIM擬合分析

2)對施工現場周邊交通及環境進行模型分析，合理規劃場外材料及物資運輸路線，在原擴建機場正常運營的前提下，確保現場施工的順利推進(見圖7)。

圖7 場外環境擬合分析

3)基于BIM模型，對施工方案內容進行論證，對基坑施工中的重要環節不斷優化，保證施工方案契合現場實際工況(見圖8)。

圖8 BIM工況優化

4)在項目塔式起重機最高點架設超清廣角攝像機，結合AR設備進行現場監察，以全面而獨特的鳥瞰視角捕捉施工現場，完整記錄整個基坑工程的施工周期(見圖9)。

圖9 施工現場AR全景

5)運用AR系統進行場地協調、交通策劃、工況分析、會議討論、進度糾偏等綜合管理。從宏觀把握到細處排查，全系統掌控基坑施工實施進展情況，確保基坑工程順利進行、安全可控(見圖10)。

圖10 AR設備應用

3.5 工期管理

1)鎖定基坑施工階段關鍵節點，進行施工進度計劃倒排，合理分配各工序所需工期，確保施工工期滿足既定目標。

2)每月度開展立功競賽，圍繞基坑施工細化各項管理評比，采取相應的獎懲措施，營造“比、學、趕、超”的良好氛圍，全面提高工程建設科學管理、安全質量、技術創新創效能力，全力打造“精品工程、樣板工程、平安工程、廉潔工程”。

3)制作各基坑的4D施工進度模擬動畫并與現場實際施工情況進行對比，隨時掌握現場施工進度偏差情況，及時糾偏(見圖11)。

圖11 4D施工進度模擬動畫

3.6 深基坑施工管理

1)人員及機械配置管理 根據工程總控計劃，提前安排基坑工程各道工序施工，確保勞動力及機械配置，在確保現場施工進度的同時保證資源的合理調配與使用。

2)施工技術管理 由于機場場區內地下障礙物多、管線錯綜復雜，嚴重影響施工進度，因此一個完善、全面的專項施工方案顯得尤為重要。本基坑工程從樁基及圍護、管線保護、基坑降排水、基坑支護、支撐及棧橋、支護結構拆除、基坑監測、應急預案等方面編制專項施工方案并組織相關的專家論證，在保證機場不停航運營前提下，為基坑施工提供完善的技術支持(見圖12)。

圖12 地下管線探挖及保護

3)質量保證 對每道工序嚴把質量檢驗關，嚴格執行質量三檢制，每周開展質量大檢查，對現場發現的質量問題進行通報，并及時制定相應的整改措施。定期舉辦施工技能大賽，通過現場實際操作、當場評比，更加直觀地掌握作業人員的技能水平，又能達到技術交底的目的，為工人營造創先爭優的良好氛圍。

4)安全管控 成立以項目經理為安全生產第一責任人，項目副經理(施工)、項目副經理(商務)、總工程師、安全總監、綜合辦公室等人員或部門為直接責任人的安全生產管理機構，同時企業總部提供保障，保證施工現場的安全文明施工，接受相關政府部門的監督。

5)智慧化工地應用 將智慧化工地及施工現場管理形成一體化，實現“四個智慧化”(管理智慧化、生產智慧化、監控智慧化、服務智慧化)，提高協同工作效率，提升項目整體管理水平。在深基坑監測、盲區可視化、臨邊防護缺失報警、標準養護室監測、環境監測、視頻監控等眾多方面應用相關新技術，做到對深基坑工程施工的全面把控(見圖13)。

圖13 智慧工地基坑監測

4 結語

本文依托蕭山機場三期改擴建項目超大超深基坑群施工，從施工前期的精細策劃、管理體系創新、BIM技術運用、AR系統管控、管線探挖保護、智慧工地建造及立功競賽活動等方面，總結了在極其復雜的工況下，對大型改擴建機場超大超深基坑群工程進行精細化、智慧化施工管理方法。