摘要：東環(huán)線機場支線下穿三跑道隧道工程與機場三跑道工程同步實施，由于城鐵隧道工程涉及的三跑道南端反開挖后再回填、城鐵施工單位工作面移交及交叉施工等因素，因此需對該區(qū)域土基不均勻沉降進行數(shù)據(jù)監(jiān)測和風險分析。

關(guān)鍵詞：機場；城鐵；沉降

1、項目概況

重慶江北國際機場擬進行重慶機場第三跑道和東航站區(qū)的建設(shè)，主要建設(shè)內(nèi)容包括：新建第三跑道，滑行道、停機坪、T3A航站樓、綜合交通樞紐、貨運設(shè)施、工作區(qū)設(shè)施、進出場交通等的建設(shè)。建成后可滿足目標年 2020 年旅客吞吐量 4500 萬人次、貨郵吞吐量 110 萬噸、高峰小時飛機起降 98 架次的需要。全場土石方工程挖方約5800萬m3，填方約6900萬m3。

環(huán)線機場支線下穿三跑道隧道工程（以下簡稱“城鐵隧道工程”）與機場三跑道工程同步實施，其中城鐵隧道工程JC1K14+200～JC1K15+080區(qū)段位于機場在建三跑道南端及其高填方邊坡區(qū)。由于城鐵隧道工程涉及的三跑道南端需反開挖后再回填、城鐵施工單位工作面移交及交叉施工等因素，三跑道南端及城鐵隧道工程基槽回填較晚，因此該區(qū)域土基存在不均勻沉降風險，影響建成后跑道的運行安全。

2、場區(qū)工程地質(zhì)條件

擬建場區(qū)位于渝北區(qū)，原始地形為構(gòu)造剝蝕淺丘斜坡地貌，場地地形標高介于 276m～455m，地形總體上呈中間地勢較高，東、南、北三側(cè)地勢較低，場地的地層有：第四系人工素填土、第四系坡殘積粉質(zhì)粘土，侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖。無地下水存在，在溝谷及填方地段由于大氣降水的補給，局部有地下水存在，屬孔隙式上層滯水，基巖有少量裂隙水。

3、地基設(shè)計控制指標

飛行區(qū)道面影響區(qū)工后運行期（按設(shè)計年限30年計）的總沉降量不大于25cm，差異沉降不大于1.5‰。填筑體沉降量按填筑高度1‰考慮。土石方填筑完成后應有一定的自然密實周期，一般為1～2個雨季。實際工程中，在施工期間和土石方填筑施工完成后進行沉降變形監(jiān)測，通過沉降觀測來確定放置期。

4、道面結(jié)構(gòu)設(shè)計

綜合考慮機場未來的發(fā)展、起降架次的預測誤差、未來地基可能的不均勻沉降和現(xiàn)有機場水泥混凝土道面使用情況，最后確定跑道、F類平滑、F類跑滑和平滑間聯(lián)絡(luò)道道面厚度為420mm。

為了減小城鐵影響區(qū)域土基不均勻沉降對跑道道面的不利影響，經(jīng)設(shè)計核算在第三跑道Z1聯(lián)絡(luò)道中線位置以南至跑道端頭區(qū)域，采取以下工程措施對道面結(jié)構(gòu)進行補強：1、水穩(wěn)上下基層之間添加三向土工格柵，盡量消除不均勻沉降；2、道面混凝土中添加雙層鋼筋網(wǎng)片與傳力桿以增加跑道混凝土面板的整體性和抗折性。

5、城鐵影響區(qū)域監(jiān)測結(jié)果

5.1 地表監(jiān)測數(shù)據(jù)分析及其結(jié)論

根據(jù)高填方典型區(qū)域的71個地表沉降點的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，地表沉降監(jiān)測點的累積沉降量不大（監(jiān)測開始時間為2016年1月31日），監(jiān)測點累計沉降變化曲線從2016年8月中旬開始有收斂趨勢，沉降漸趨于穩(wěn)定。

5.2 城鐵結(jié)構(gòu)沉降變形監(jiān)測數(shù)據(jù)

城鐵結(jié)構(gòu)監(jiān)測范圍為城鐵隧道工程JC1K14+235～JC1K15+075區(qū)段，主要采用仰拱沉降、拱頂沉降、結(jié)構(gòu)收斂變形進行監(jiān)測。監(jiān)測區(qū)域長840米，每10米布設(shè)1條監(jiān)測斷面，每條監(jiān)測斷面布設(shè)2個仰拱沉降監(jiān)測點、1個拱頂沉降監(jiān)測點和2條收斂監(jiān)測線，共布設(shè)84條監(jiān)測斷面。

5.3城鐵結(jié)構(gòu)段監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

本工程監(jiān)測范圍為 JC1K14+235～JC1K15+075 區(qū)段，從整個監(jiān)測期間（2016 年 9 月～2017 年 2 月）來看，根據(jù)變形強弱可監(jiān)測區(qū)域分為六個部分，其中，以JC1K14+605～JC1K14+705 區(qū)段變形最為強烈，累計變形 量 為 150mm ～ 400mm ； JC1K14+475 ～ JC1K14+605 區(qū) 段 和47JC1K14+815～JC1K14+935 區(qū)段變形較為強烈，累計變形量 100mm～200mm；JC1K14+715～JC1K14+815 區(qū)段變形明顯，累計變形量80mm～100mm；JC1K14+235～JC1K14+475 區(qū)段和JC1K14+935～JC1K15+075 區(qū)段變形相對較弱，累計變形量小于 50mm。

6、影響分析

該段城鐵隧道結(jié)構(gòu)變形分為三個階段，隧道頂部的加載是引起隧洞加速變形的主要因素，通過一段時間的地基的沉降固結(jié)，其變形速率有所減緩，目前處于勻速變形階段。監(jiān)測區(qū)域總體上處于勻速變形階段，但局部不均勻沉降量較大，其變形處于持續(xù)增加狀態(tài)，部分城鐵隧道工程結(jié)構(gòu)本身已發(fā)生明顯豎、橫向變形。

綜上所述，因城鐵隧道工程結(jié)構(gòu)施工導致的土石方填筑不同步與土方填筑搭接面較多是機場在建第三跑道南端城鐵影響區(qū)域土基不均勻沉降過大的主要原因。由于城鐵影響區(qū)域土基沉降變形，進而導致第三跑道南端中線以東約 150m 區(qū)域內(nèi)的水穩(wěn)層產(chǎn)生裂縫。

7、后續(xù)處理措施及建議

7.1 自然放置

根據(jù)設(shè)計文件的要求，土石方工程完工后預留至少一個雨季的沉降期。城鐵影響區(qū)域的土石方填筑完成時間較晚，沉降期較短，因此可采取自然放置措施，待沉降穩(wěn)定后再進行上部結(jié)構(gòu)層施工。但是自然放置措施必將與現(xiàn)有工期目標產(chǎn)生矛盾，極可能無法按期投用。

7.2 滿足既定工期的處治措施

如根據(jù)既定工期目標，在現(xiàn)有水穩(wěn)層已產(chǎn)生裂縫的區(qū)域繼續(xù)施作上部結(jié)構(gòu)層，建議采取以下措施防止裂縫反射及抵消土基的不均勻沉降：①對于已產(chǎn)生的水穩(wěn)層裂縫，先用水泥漿灌縫，再在水穩(wěn)表層沿裂縫用油氈封閉；②根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，預估最終沉降量，在現(xiàn)有道面混凝土設(shè)計參數(shù)基礎(chǔ)上增加混凝土道面厚度以抵消土基的沉降。

7.3 運行期病害處治與應急措施

即使采取了7.2 所述技術(shù)與工程措施，但第三跑道南端城鐵影響區(qū)域的道面混凝土面板仍存在運行期出現(xiàn)脫空、凹陷、隆起、錯臺、斷板等病害現(xiàn)象的風險，建議：①運行期加大監(jiān)測與道面結(jié)構(gòu)層檢測頻率；②針對不同的病害現(xiàn)象建立應急預案并預留工程處治費用。

針對上述情況建設(shè)單位召集組織專家咨詢會，邀請院士為專家組組長的專家團隊對工程實體進行了查看，并查閱了相關(guān)材料，經(jīng)研究討論結(jié)果該區(qū)域填方體沉降已趨于穩(wěn)定，處置建議為：①道面結(jié)構(gòu)不變②運行期加大監(jiān)測與道面結(jié)構(gòu)層檢測頻率；③針對不同的病害現(xiàn)象建立應急預案并預留工程處治費用。

參考文獻：

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