不停航不停運條件下航站樓陸側(cè)市政管線施工關(guān)鍵技術(shù)

丁應(yīng)章 徐 強 王 飛 唐立帆 洪 耿

中建三局集團有限公司（滬） 上海 200129

伴隨著城市建設(shè)的長遠(yuǎn)規(guī)劃和經(jīng)濟發(fā)展的迅猛需求，航空旅客運輸量日益增加，國內(nèi)多個千萬級機場吞吐量開始負(fù)增長，為此，機場的改擴建刻不容緩。另外，機場作為城市交通的重要基礎(chǔ)設(shè)施，改擴建施工的首要前提必然是不停航及不停運，同時這也給機場改擴建中的市政管線施工帶來了不小的挑戰(zhàn)。

本文將基于杭州蕭山國際機場三期交通中心項目的施工工程，對不停航及不停運條件下航站樓陸側(cè)市政管線施工技術(shù)進行相關(guān)研究，希望為后續(xù)類似施工工程提供實踐經(jīng)驗[1-6]。

1 工程概況

杭州蕭山國際機場T2航站樓原市政給排水管線，因新建高鐵地下站房需廢除。在高鐵地下站房施工前，需完成T2航站樓新增市政給排水管線施工，新增管道位于T2航站樓前高架橋下的地面道路以下，地面道路絕對高程6.95 m。

雨水管為管徑1 200 mm玻璃鋼夾砂管，管底絕對高程3.600～4.749 m，長約300 m；污水管為管徑400 mm球墨鑄鐵管，管底絕對高程4.165～4.600 m，長約300 m；給水管為管徑400 mm球墨鑄鐵管，管線軸線絕對高程5.180 m，長約300 m（圖1）。

圖1 市政管線施工示意

本工程管道施工均采用開槽埋管，施工過程中需滿足航站樓不停航及不停運要求。

2 施工難點分析

2.1 施工平面組織及交通導(dǎo)改復(fù)雜

新建管線位于T2航站樓前地面道路以下，管道施工需開槽埋管，故管線施工期間將對機場原地面交通流線造成一定的影響。為滿足不停航及不停運的施工要求，需優(yōu)化施工平面布置，劃分平面流水施工段，細(xì)化施工過程中交通流線組織，進行分階段交通導(dǎo)改。在各階段施工過程中，確保機場地面交通正常運行。

2.2 施工需保障機場現(xiàn)狀給排水體系運行

為滿足不停航施工要求，在新增管線施工時，需注意對原有地下管線的保護，保障原給排水體系在施工期間正常使用。同時，在新增管線與原狀管線接通連接時，需優(yōu)化施工組織、改進施工方法，減少接通連接作業(yè)對機場整體給排水體系的影響時間。

2.3 管道緊鄰待建深基坑工程

新建管線緊鄰待建高鐵站房深基坑工程，新建管線在高鐵站房基坑圍護施工前施工完成，需在新建管線施工過程中考慮預(yù)防后期鄰近基坑圍護施工破壞的保護措施。

3 施工工藝流程

管道物探→地面交通導(dǎo)改→硬化路面破除→降水井施工→土方開挖→拆除基坑范圍內(nèi)原有地梁及地道結(jié)構(gòu)障礙→土方開挖至設(shè)計標(biāo)高→鋪設(shè)新增管道→基坑回填→地面道路恢復(fù)

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 BIM技術(shù)在復(fù)雜平面環(huán)境下交通導(dǎo)改中的應(yīng)用

新增管道布置在原有地面道路以下，需對原有路面進行破除，破除范圍為T2航站樓前北側(cè)半幅3車道，寬度11 m，長度300 m，面積3 300 m2。為保證機場地面交通的正常運行，需在T2航站樓前市政管線施工時，對現(xiàn)有社會車輛進行交通導(dǎo)改。本工程利用BIM技術(shù)，模擬各階段工況下的交通導(dǎo)改狀態(tài)，將交通導(dǎo)改施工部署輸出為三維模型，做到對空間復(fù)雜信息的直觀表達，對現(xiàn)場交通導(dǎo)改部署起到了很好的輔助作用。

4.2 新建管道施工區(qū)域內(nèi)的原有管道保護技術(shù)

本工程陸側(cè)新建交通中心C3區(qū)基坑施工過程中，新增管道穿越原航站樓給水管道下方。受不停航條件制約，此處給水管線無法廢除或遷改，故需采用原位保護方案。

在基坑開挖過程中，原市政給水管下部支撐土體被挖空，造成柔性給水管基坑范圍內(nèi)下部懸空；考慮到給水管管材自重及管內(nèi)自來水自重，跨中彎矩及撓度較大，故在基坑內(nèi)增加管材支撐點，縮短懸空跨度，起到保護管線的作用。在基坑范圍內(nèi)管線的兩側(cè)施工鋼板樁立柱，鋼板樁頂部采用工字鋼焊接連接作為橫梁，橫梁下掛鋼絲繩套住給水管線，給水管與鋼絲繩之間放置方木增加受力面積，橫梁與立柱之間連接采用焊接，焊縫滿焊。待給水管加固完成后，人工掏挖給水管下基坑土方。支承點管線自重荷載由鋼絲繩傳遞至工字鋼橫梁，再傳遞至橫梁兩端的鋼板樁，管線自重荷載由樁側(cè)摩擦力提供支承反力（圖2）。

圖2 懸掛體系節(jié)點

工藝流程：測量放線確定基坑定位→開挖管線探溝→探明管線實際位置→施工圍護鋼板樁→確定管線懸吊保護點→施工懸吊點處管線兩側(cè)鋼板樁立柱→焊接工字鋼橫梁→開挖懸掛點下部200 mm范圍土方→橫梁上下掛鋼絲繩懸吊管線→基坑整體開挖→地下室結(jié)構(gòu)施工→基坑回填→懸吊保護體系拆除。

4.3 不停運條件下市政管道快速施工技術(shù)

市政管道工程施工有別于普通工程施工，其大部分關(guān)鍵節(jié)點的施工都可能影響機場現(xiàn)狀給排水體系，不可避免地會對航站樓的運行產(chǎn)生一定影響。故為保證航站樓不停航及不停運的要求，需快速完成市政管道的施工，而常規(guī)做法耗時較長，難以滿足本項目的需求。為此采用無縫鋼管預(yù)制拼裝及預(yù)制裝配式鋼筋混凝土檢查井技術(shù)。

4.3.1 無縫鋼管預(yù)制拼裝技術(shù)

新增給水管道整體采用管徑400 mm球墨鑄鐵管，但在新舊管道連接處，因設(shè)計彎頭較多，需采用耐高壓、韌性好的管材，故選用無縫鋼管作為新舊管道連接處管道。同時，為滿足不停航及不停運的施工需要，新舊給水管連通施工時，需縮短現(xiàn)場連接施工時間，于下半夜進行施工，減少對機場既有供水體系的影響，避免航站樓較長時間停水。項目優(yōu)化施工工藝，采用無縫鋼管預(yù)制拼裝技術(shù)，在工廠內(nèi)預(yù)制加工連接段無縫鋼管管材，在施工現(xiàn)場進行預(yù)制無縫鋼管管道與兩端原給水管線和新增球墨鑄鐵管給水管的連接施工，減少現(xiàn)場原位連接焊點4處，保證了管道工程成品質(zhì)量，縮短了現(xiàn)場停水連接作業(yè)時間。

工藝要點如下：

1）無縫鋼管預(yù)制段按照深化設(shè)計圖紙在加工廠內(nèi)預(yù)制，主管與支管的修口集中在管道出廠前加工完成，為保證焊接質(zhì)量，焊接前均進行全面檢查、修正，使管子端面、坡口角度、鈍邊、圓度等，均符合對口接頭尺寸的要求。對口操作程序為：檢查接口接頭尺寸→清膛→確定并調(diào)整鋼管縱向焊縫錯開位置→第1次管道找直→調(diào)整對口間隙尺寸→對口找平→管道拉線找直→點焊。

2）無縫鋼管預(yù)制管道在現(xiàn)場與原給水管線和新增球墨鑄鐵管給水管的連接施工時，接口做坡口處理時，采用氣焊切割，清除熔渣后再用砂輪打磨平整。接口焊接采用電弧焊，一遍打底，二遍成活，每道焊縫均一次焊完，每層施焊的引熄弧點須錯開。

4.3.2 預(yù)制裝配式鋼筋混凝土檢查井

為滿足不停航及不停運的施工條件，本工程合理優(yōu)化施工工序，采用新型工藝，以縮短施工工期，減少機場內(nèi)施工場地占用，降低對運行中航站樓的影響。本工程檢查井采用新型預(yù)制裝配式鋼筋混凝土檢查井，較傳統(tǒng)的現(xiàn)場砌筑施工檢查井，可按圖紙設(shè)計要求在工廠預(yù)制加工，現(xiàn)場實施快速安裝，節(jié)約施工時間，提高整體工程質(zhì)量，并可減少現(xiàn)場施工場地占用和對周邊環(huán)境的污染。

現(xiàn)場管道基坑開挖至檢查井設(shè)計基底后，施工混凝土墊層，為減少現(xiàn)場安裝誤差，需保證墊層表面平整光滑，待墊層養(yǎng)護至設(shè)計承載力后將預(yù)制檢查井井身吊運至設(shè)計位置。在預(yù)制檢查井預(yù)留的與管道接口處需進行鑿毛處理，待管道接入后在接口處采用聚氨酯摻水泥砂漿進行接縫封堵處理。預(yù)制混凝土檢查井的施工安裝及驗收按照GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求進行。

4.4 緊鄰深基坑施工新建市政管線保護技術(shù)

本工程南側(cè)緊鄰待建高鐵基坑，新增管道施工完成后，高鐵區(qū)進行圍護結(jié)構(gòu)及后續(xù)地下室結(jié)構(gòu)施工。

為避免高鐵區(qū)圍護三軸攪拌樁和地下連續(xù)墻施工時的擠土效應(yīng)以及由于高鐵基坑開挖引起的土體位移對管道造成擠壓破壞，本工程對高鐵區(qū)基坑南側(cè)給排水管線采用C30鋼筋混凝土方包加固處理，同時檢查井全部采用鋼筋混凝土檢查井。

本工程在新增管道施工過程中，穿插機場內(nèi)原給排水系統(tǒng)的修復(fù)處理。機場原污水管道在穿越地下通道地下室結(jié)構(gòu)時，在混凝土結(jié)構(gòu)與室外土體交接處發(fā)生斷裂，造成污水滲漏。原污水管管材為內(nèi)徑300 mm波紋管，前期穿過地下通道時預(yù)埋在地下室頂板中，經(jīng)分析，管道破裂原因為地下室結(jié)構(gòu)與周邊土體的不均勻沉降，導(dǎo)致波紋管在結(jié)構(gòu)邊緣與土體交接面處受剪破壞。修復(fù)方式為：緊鄰地下通道兩側(cè)邊緣滲漏點處，各施工一個新增污水井，污水井按照機場市政設(shè)計圖紙施工。新增污水井與南北兩端W12、W4污水井通過原有管道相接，在地下室頂板原污水管300 mm孔徑中內(nèi)穿DN200涂塑鋼管，連接兩側(cè)新增污水井。涂塑鋼管與孔壁之間采用堵漏王封堵。

5 結(jié)語

本工程采用BIM技術(shù)，優(yōu)化施工平面布置，細(xì)化施工過程中交通流線組織，成功確保了在各階段施工過程中，機場地面交通的正常運行。采用新建管道施工區(qū)域內(nèi)的原有管道保護技術(shù)及市政管道快速施工技術(shù)，保護了原有管道并縮短了現(xiàn)場施工時間，減少了對施工場地的占用，成功避免了航站樓長時間停水，降低了對運行中航站樓的影響。采用緊鄰深基坑施工新建市政管線保護技術(shù)，避免維護結(jié)構(gòu)施工時的擠土效應(yīng)以及基坑開挖引起的土體位移對管道的擠壓破壞，并修復(fù)了機場穿越地下通道地下室結(jié)構(gòu)時原位污水管道的斷裂，成功保護了施工過程中緊鄰深基坑的市政管道。

這些關(guān)鍵技術(shù)作為不停航及不停運條件下航站樓陸側(cè)市政管線施工工藝研究的一部分，在后期同類型項目中具有一定的借鑒意義。