重庆机场东航站区APM地下通道的设计与施工

内容摘要：APM是多航站楼机场普遍采用的旅客快捷运输方式，通过对重庆机场首条T3线APM地下通道的规划、设计、施工、监理等建设过程管理实践总结，就遇到的典型问题给出了行之有效的解决方案，可作为类似工程管理的参考。

1 前言

重庆江北国际机场是我国西部地区最为繁忙的大型复合型枢纽机场之一，2015年飞机起降254360架次，完成旅客吞吐量3240万人次、货邮吞吐量31.878万吨，并进入世界百强机场。重庆江北机场历经多年的改扩建，已形成东、西两个航站区3座航站楼的布局，为了便于旅客在多个航站楼之间的快速换乘，根据机场总体规划拟在飞行区采用旅客自动捷运系统 (Automated People Mover systems，简称APM)作为旅客疏散通道。

T3线是重庆江北机场已建的首条飞行区APM地下通道，穿越停机坪及滑行道，连接T3A航站主楼与T3B卫星楼，并在本期与远机位服务车道形成立交，主体结构形式为单层（局部双层）多跨钢筋混凝土框架结构体系，APM地下通道的结构最大高度为10.6m，标准段跨度为14.2m，整个通道最大跨度为34.5m，中间为APM双线通道，两侧为两条空侧服务车道，南段连接T3A航站楼地下车站，北段与空管塔台、航空加油站、机务场务及特种车停放场等环岛形成立交，避免服务车辆与飞机运行造成干扰，从而提高场内运行效率及安全。T3线APM是目前我国民用机场飞行区地下通道中跨度最大的结构工程。

2 工程概述

2.1 场区工程地质条件

场区原始地形属构造剥蚀浅丘斜坡沟谷地貌，整体地形呈西高东低、北高南低趋势，最高点标高446m,最低点高程390m，相对高差约56m。场区基岩面与地形起伏线基本一致，地形坡度一般坡度为5～15º，中部丘顶及两侧地形坡度较大，约10～25º。地表形态主要表现为坪状丘陵，地层产状平缓，分布有林地、稻田、耕地和水塘，受倾斜地形影响，地表水及地下水均向场外地势低洼处排泄，不易汇集下渗。

场区内广泛出露中生代沉积岩层，兼有第四系土层，其岩性局限于碎屑岩与松散堆积物两类，基岩强风化带一般厚度为0.70-4.60m,其底面随基岩起伏而变化，且岩心较破碎，呈碎块状或短柱状，强度低，中等风化带岩芯较完整，多呈柱状、长柱状，强度较高。在场区内陡崖处测得砂岩体中主要有两组构造裂隙发育，裂隙率大于0.5%，但未见断层通过，亦未见滑坡、危岩、崩塌、泥石流等不良地质作用，无地下洞室，无地质灾害。场地总体上稳定性良好。

2.2  APM通道线路方案选择

重庆江北国际机场分为东、西两个航站区，总体布局为“南客北货”，“东区为主、西区为辅”，按照不同的航空公司划分为基础，部分国内旅客和全部国际旅客集中安排在东航站区T3A航站楼，T3B航站楼则全部为国内旅客候机使用。为解决主楼（T3A）与卫星楼（T3B）之间及东航站区与西航站区之间旅客空侧进出港的交通，需要在其间修建自动旅客捷运系统（APM）通道，从而为空侧进出港提供方便快捷的代步方式(规划线路方案见图1)。

(1) T3线APM通道(联系T3A、T3B航站楼)：双向线，全部采用地下线。线路长度2018m，共设置2座车站，站间距1.83km。线路北端设运营维修中心一座。

(2) T2线APM通道(联系东、西航站区)：单向线，局部设会让线。线路长度2985m，共设置3座车站(其中T3A站与T3线车站共用)，站间距分别为2192m和688m。

2.3本期实施的T3线APM地下通道工作内容

本期实施的T3线APM通道为土建结构预埋工程，将与东区第三跑道及T3A航站楼同步建设完成。南段工程包括：T3A航站楼地下南车站一座，双向APM通道449.3985m，西侧单向通道A(408.71m)和D(449.986m)、东侧单向通道B(408.71m)和E(449.985m)、南段连接通道C(124.907m)，以及西侧区间T2线APM单向通道预留段432.6m(K0+28.2至K0+450.8)。南车站结构与航站楼脱开独立设置，轨行区及站台位于停机坪下方，设备管理用房及楼扶梯设置在T3A航站楼地下负一层，中心里程处最大埋深16.03m。车站站台层高6.1m，覆土深度约5.8m。北段工程包括：双向APM地下通道756.761m(含露天段376.761m),东西侧单向3车通道各756.761m，北端环岛单向1车匝道876.39m,其中箱涵结构380m、挡土墙2165.3m(含匝道挡墙1752.78m)、雨水泵房2座等。

T3A至T2线由南向北于K0+300处拐向西，下穿A/D服务车道依次连接西航站区T1和T2航站楼。

3  APM地下通道的设计管理

重庆江北机场T3线APM通道属于地下双线明挖区间隧道，敷设于机场T3航站楼南北向的中轴线上，其间穿越飞行区停机坪和滑行道，需要承受设计最大机型（A380-800）的E类(B747-400,总重386.92吨)和F类(A380F，总重592吨)活荷载。由于涉及飞行区场道、轨道交通等专业性强的特点，同时考虑民航专业工程与T3A航站楼地下南车站站点的衔接协调，将整个T3线APM通道划分为南北段两个项目，委托中国民航机场建设集团公司和中铁二院工程集团有限公司分段进行箱涵结构、挡土墙结构、路面结构、交通工程、防水措施等设计，明确APM通道线路走向由中铁二院负责，给排水、照明，消防及泵房等配套设施由中国民航机场建设集团公司统筹设计。原有方案及初步设计出于工后沉降的考虑，在填方区域、车站及服务通道墙(柱)下设桩基础形式，桩径1.8m,桩底插入岩石持力层3m，其目的是为了最大限度减少APM通道回填区的工后沉降。经重庆机场扩建指挥部提议，并综合考虑该机场二三期扩建跑道及滑行道的沉降观测经验值，两家设计单位分别对各自负责标段的初步设计进行了优化验算，最后放弃了桩基础方案，改为回填处理地基的方式，既赢得了建设时间，又节约了投资。

从表1可以看出, 南北段标段取消的桩基长度分别为6912m(288根)和2520m(105根)。节约总投资达3169万元。

3.1 设计的基本原则

总体设计思路是保证主体结构安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工。

• 通道处于挖填区域，需要满足结构对地基承载力的要求，宜采用分段设缝，满足滑行道对不均匀沉降的要求(差异沉降不大于1.5‰)；
• 根据滑行道所处位置环境条件、技术标准、水文地质和道路状况，综合比较选定适当的结构形式、埋置深度和施工方案；
• 地下通道的净高除了满足建筑、通风、设备、使用及施工工艺等要求，还应考虑施工误差、结构变形和后期沉降的影响；
• 结构安全等级为一级，根据承载力极限状态和正常使用极限状态的要求，对结构进行强度、刚度和稳定计算，并进行裂纹宽度验算；
• 裂纹宽度允许值根据结构类型、使用要求、所处环境条件等因素确定，按荷载短期效应并考虑长期效应组合影响验算最大裂纹宽度。

3.2 主要技术标准

T3线APM地下通道原始地貌属于自然冲沟形态，靠近T3A航站楼的南段地势较高，以挖方为主，北段位于冲沟低端，回填至通道底部最高20余米，在设计时需重点考虑表面土基沉降的影响。由于南段项目按轨道交通的标准和要求进行设计，北段把通道作为桥涵箱体来考虑，各家设计单位采用的设计依据、规范和标准不同，对地基承载力、墙体和顶板、底板以及道路结构层等设计参数存在一定的差异(见表2)，给后续施工带来相应的不便。

4 施工管理过程中几个典型问题的处理

T3线APM通道南段接入T3A航站楼地下车站，北段与新建塔台筏板基础相邻最短距离为47cm，通道地基参照场道技术标准采用压实度和地基承载力双控指标进行处理，同时克服了高温条件下大体积砼浇筑、结构体与相邻建(构)筑物的交叉作业、滑行道与APM通道的搭板施工、地下通道防水处理等技术难题，经历过一个雨季的考验，总体施工质量较好，道面沉降满足设计和规范要求。

4.1 安全专项专家论证

T3线APM地下通道采用明挖法施工，开挖最深处达18.8m，属于深基坑作业范畴，主体箱涵高度超过8m，按照《建筑工程安全生产管理条例》(国务院393号令)和《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号文)文件规定，施工前需要对其开挖方案、边坡支护、混凝土支撑体系等项目分标段进行专家论证，通过后方可进行施工。民航工程专业的安全专项论证需按当地建筑安全监管管理部门的规定执行。

(1)安全专项方案由总包单位编制，主要内容包括编制依据、工程概况、施工部署、项目组织机构、技术措施及计算书、应急预案等。

(2)安全专项论证会由施工单位组织，邀请符合相关专业要求的入库专家，建设、监理、设计、地勘等单位的技术、安全负责人参加。

(3)专家论证的主要内容：专项方案内容是否完整、可行；专项方案计算书和验算依据是否符合有关标准规范；安全施工的基本条件是否满足现场实际情况。

4.2 地基承载力试验

APM地下通道南北段工程由于设计调整取消了桩基础，考虑APM通道与周边停机坪的工后沉降要保持一致，设计人员提供了地基承载力的技术控制指标，以解决差异沉降问题。其中南段设计要求回填区域基底下填土的浅层地基承载力特征值≥200kpa,北段1#、2#箱涵分别为350kpa和425kpa，墙体按结构形式和墙高不同，容许值为100-300kpa。

(1)南段回填区域按场道地基处理设计进行分层强夯，平整至基底设计标高,现场实测地基承载力仅为170kpa,后采用换填1.5m中风化砂岩并进行1000KN•m满夯处理，其实测地基承载力可达到210kpa，满足设计要求。

(2)北段工程设计提供的地基承载力指标较高，在现场进行试验之后，再确定最终的处理方案。第一次试验：按人工干砌块石方法进行处理，块石单轴抗压强度≥30MPa,在10ｍ×10m的试验场地，砌筑厚度1m、2m，并铺设30cm厚的级配碎石找平，检测承载力特征值分别为324kpa、215kpa.未能满足设计承载力要求。

第二次试验：按施工图要求填筑中等风化砂岩两个30ｍ×30m试验区，各检测3处地基承载力特征值，且每个检测点处分别取3个试样进行室内饱和单轴抗压强度检测(结果见表3)。

根据上述试验及检测结果，APM通道北段基底应采用饱和单轴抗压强度≥30MPa的中等风化砂岩或其他满足强度要求的较硬岩，填料中应掺入泥岩及粉质粘土，基底下填筑厚度为4m，填筑压实采用3000KN•m能级一遍强夯处理，强夯后再进行1000KN•m满夯处理。

4.3 塔吊机械设备的安全性检测

根据《建设工程安全生产管理条例》(国务院393号令)和《建筑起重机械安全监督管理规定》(建设部166号令)要求，投入建设工程使用的塔吊属于特种机械设备，除使用单位进行经常性日常维护保养，定期自检外，投用前必须进行安全性检测，并建立安全技术档案。

由于飞行区APM地下通道项目划归民航专业工程管理范畴，其建设立项未在当地进行在建备案，亦无当地建委颁发的施工许可证，因此特种设备检测机构不同意对该项目施工所使用的塔吊等机械设备进行安全性检测，致使塔吊的安全运行无法得到保障,总监两次下达停工令阻止违章作业情况的发生。经多次协商，首先业主单位机场扩建指挥部请示民航工程质监站，再由民航质监站出函，表明本期扩建工程中需对塔吊进行安全检测，请当地特种设备检测机构进行协助检测，最后由各施工单位自行委托塔吊机械设备的检测事宜。主要检测项目包括：成套性标志语资质，塔吊基础语轨道，架体结构，传动系统、电气系统，空载、额在，超载和安装装置试验等。

4.4墙体渗水补救措施

T3线APM地下通道的防水性能要求较高，设计是以混凝土结构自防水为主并辅以附加防水层的全包防水体系。主体结构自身防水混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P8级，裂缝宽度控制在0.2mm内，地下通道底板、顶板、侧墙和露天段挡土墙等附加外层防水初步设计采用高分子合成涂料，后变更为SBS改性沥青防水卷材。

APM地下通道南段侧墙基本处于挖方区，采用单面支模+挂防水卷材的施工技术^[7]，对砂岩爆破开挖形成的侧墙进行锚杆加固和喷锚支护，但其墙面垂直度及平整度凹凸不平，沿开挖面挂的卷材在混凝土浇筑时易受挤压不均拉伸，导致防水卷材撕裂，地下水通过混凝土裂纹溢出，出现局部渗水现象。漏点集中在侧墙结构裂纹处、底板施工缝和沉降缝，为确保工程质量，在APM通道底板沉降缝、施工缝设置中埋式止水带进行封堵，在墙体渗水及裂纹处采用油熔性聚氨脂堵漏剂进行机械注浆处理，即利用堵漏剂遇水高度膨胀的原理，对裂缝进行填充密实，达到堵漏效果。

5 结束语

5.1 Ｔ３线ＡＰＭ通道项目为土建预留工程，在车型选择及线路布设时应以兼容性为设计原则,满足各种车型中最大的外形尺寸及最不利参数(以保证结构净空尺寸)。由于机场快捷旅客系统与一般的轨道交通及服务人群不同，在工艺设计过程中还应充分考虑客流组织及海关、边检等要求，合理进行站台及线路布设。

5.2  APM地下通道南北段工程分属不同的专业单位设计，以城市轨道交通和公路桥涵作为各自的设计重点，采用的设计依据和标准不同，容易造成结构形式、地基处理等技术参数要求不一致，给后续的施工管理、竣工报验等带来麻烦，建议类型工程最好委托一家设计单位，并统一设计依据、标准和规范。

5.3 对于单侧支模地下通道墙体的防水，采用防水卷材施工时其后背回填挤压不均易拉裂，易造成隐患，建议采用聚氨酯防水涂料，它是一种双组份反应固化型高分子防水涂料。施工时将涂料刷于开挖面砂浆找平层上，通过聚氨酯预聚体与空气中的湿气接触后进行的化学反应，在砂浆找平层表面形成坚韧、柔软和无接缝的橡胶防水膜。粘着于砂浆找平层上，可以保证不会掉落且不会有过度拉伸的问题。

参考文献：

[1] 重庆江北国际机场东航站区及第三跑道建设工程修建性详细规划[R].重庆:重庆市规划设计研究院,2013.4.

[2] 重庆江北国际机场东航站区及第三跑道建设工程飞行区地下通道北段设计说明[R].北京:中国民航机场建设集团公司,2014.9.

[3] 重庆江北国际机场东航站区及第三跑道建设工程地下通道南段施工图设计说明[R].成都:中铁二院工程集团有限公司,2014.6.

[4] 建标104-2008,城市轨道交通工程项目建设标准[S].

[5] GB50490-2009,城市轨道交通技术规范[S].

[6] JTG D62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[7]彭超,李志成.机场APM大跨度地下通道单侧模板条件下一体化施工技术[J].工程与建设，2016,30(1):103-105.

（航家作者：李志成

李志成(1964.10-)，男,四川达州市人，大学本科，农工民主党员，重庆机场集团扩建指挥部，正高级工程师，注册造价师，主要研究方向：工程项目管理与造价控制。）