隨著我國城市建設的高速發(fā)展，人們快速出行交通需求日益劇增，為了提高飛機、高鐵、地鐵等公共交通的服務水平，以機場為中心的交通樞紐建設已成為解決大都市交通集散的重要手段，同時越來越多的機場也將面臨地下交通工程的穿越。機場飛行區(qū)安全的特殊性以及對地面沉降控制的嚴格要求，制約了大規(guī)模地下工程穿越機場飛行區(qū)的建設。目前，國內外有關機場飛行區(qū)下穿的工程實例和相關的研究不是很多，主要有蘇黎世機場、希思羅機場、北京首都國際機場、上海浦東國際機場及臺灣桃園國際機場等。這些工程都是以軌道交通和物流等小直徑隧道穿越，而采用大直徑盾構在軟土地基中穿越機場飛行區(qū)，工程建設難度和風險更大。

迎賓三路隧道位于上海虹橋機場南側，是虹橋樞紐和中心城區(qū)之間客運專用通道，全長3.17km。其中盾構段長1.95km，單管雙層布置，隧道外徑13.95m，采用外徑14.27m的國內最大直徑土壓平衡盾構機，隧道下穿650m的機場飛行區(qū)。為確保機場運營安全，需要在不停航的條件下，實現(xiàn)大直徑盾構的安全穿越，設計、施工和監(jiān)測采取一系列的技術措施。

設計上主要通過技術措施減少隧道施工時盾構機穿越和機場運營對地層造成的擾動，提高隧道縱向抗變形能力。

例如，對機場穿越區(qū)的隧道線形進行優(yōu)化，減小因盾構姿態(tài)頻繁調整對地層的擾動，盡可能加大盾構機穿越段的平面轉彎半徑，并在縱斷面上盡可能采用直線下穿機場敏感區(qū)；為提高管片環(huán)間的抗剪能力，減少錯臺，在環(huán)間設置剪力銷；在管片內環(huán)縫兩側設置預埋鋼板，管片拼裝完成后，將環(huán)與環(huán)間的預埋鋼板焊接連接，從而增強隧道的縱向剛度，提高其整體抗縱向變形能力；為有效控制地面沉降，在穿越機場區(qū)段增設注漿孔環(huán)，根據(jù)需要可以及時進行多點二次注漿。

施工上主要以大直徑土壓平衡盾構開挖面穩(wěn)定性控制為抓手，根據(jù)試驗選取合理的盾構施工參數(shù)，通過對地面變形和機場影響的監(jiān)測，及時優(yōu)化各項施工參數(shù)，精心控制地層變形。①對穿越區(qū)域進行劃分，分為試驗段、穿越前控制段、穿越控制段、穿越后控制段。②在試驗段進行盾構的試推進，設置多個監(jiān)測斷面，檢查盾構設備狀態(tài)，調整盾構施工各項參數(shù)，并初步確定泡沫劑的各項參數(shù)。③在穿越前控制段，進一步驗證所采用的泡沫劑參數(shù)和施工參數(shù)是否合理，以確保開挖面的穩(wěn)定，并改善同步注漿漿液的配合比。④在穿越控制段，放慢施工速度，均衡勻速推進。采用穿越前控制段驗證的泡沫劑注入?yún)��?shù)和同步注漿配合比進行土體改良和同步注漿控制。嚴格控制盾構姿態(tài)，避免超挖。⑤在穿越后控制段，迅速開展內部結構的同步施工，有效增強隧道的整體穩(wěn)定性及剛度，減小機場區(qū)域的后期變形。根據(jù)地層變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時對土體進行二次注漿，有效控制地表的最終變形。⑥變形信息化監(jiān)測。盾構穿越期間，對機場區(qū)域進行沉降監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時、準確地反饋給中央控制室，中央控制室根據(jù)地面所反映的情況，進行正確判斷，及時調整各子系統(tǒng)施工參數(shù)，確保盾構順利穿越機場區(qū)域。

迎賓三路隧道新建工程是國內第一條穿越正在運營機場跑道和眾多敏感構建筑物的超大型盾構隧道，為了能在既有狹窄環(huán)境條件實現(xiàn)雙向四車道通行能力，在線位確定、通道形式、近遠期結合、結構關鍵節(jié)點處理和施工地面沉降等都進行了大量的研究工作，取得了許多創(chuàng)新性成果。

(1)國內首個大型雙層隧道在不停運條件下實現(xiàn)地下近遠期結合布置。根據(jù)隧道的交通功能要求，將隧道分近期(隧道東側不過S20交叉口)和遠期(隧道穿過S20交叉口)兩部分。隧道總體布置充分考慮了近遠期結合要求，使得道路線形同時滿足了近遠期的技術要求，結構設計采用了特殊構造節(jié)點，可以滿足在不影響既有隧道通行能力情況下實現(xiàn)與遠期隧道的結合。

(2)首次實現(xiàn)了國內最大直徑土壓平衡盾構從正在運行的機場滑行道下方安全穿越。為了確保大型盾構隧道長距離下穿變形要求極高的機場滑行道，通過對盾構隧道推進對地面沉降影響數(shù)字化精確模擬分析，得出了最優(yōu)的隧道線形和埋深，通過對管片接口形式、連接方式和剪力銷的優(yōu)化設計，提高了管片抗變形能力，保障了隧道施工順利地從正在運行的機場滑行道下方穿越。

(3)隧道穿越了眾多敏感節(jié)點，解決了一系列技術難題。采用結構優(yōu)化與施工控制相結合的技術措施，解決了盾構超淺覆土推進、與軌道交通17號線共建、近距離穿越已運營的七莘路高架樁基、穿越機場跑道、近距離與正在使用的機場航油管長距離并行和下穿歷史保護建筑等技術難題。

(4)國內首次在隧道中采用LED連續(xù)光帶照明，消除了行車頻閃現(xiàn)象。倡導綠色隧道理念，在隧道內首次采用LED光帶，既實現(xiàn)了節(jié)能減排，又解決了行車時的頻閃現(xiàn)象，提高了駕駛的舒適度和安全度。

(5)優(yōu)化結構布置，實現(xiàn)與軌道交通交叉節(jié)點的合建。對于工作井、機架段、與軌道交通合建段等空間關系復雜、工況繁多的節(jié)點均采用了空間計算模型，并根據(jù)工況不同進行了細致的分析，保證了復雜結構的經濟與安全。

(6)集約化設計，減少占地節(jié)約投資。采用雙層隧道，減少占用地下空間資源。管理中心結合風塔和設備用房合建，既減少了土地占用，又解決風塔對環(huán)境的影響。出入口采用前后一字線布置形式，減少了對周圍建筑的拆遷量。

(7)盾構穿越砂質粉土施工技術。針對砂質粉土含水量高、滲透性強、搖震反應迅速等特點，通過土體改良、連續(xù)出土、降低刀盤扭矩和推力的波動等技術措施,形成了盾構隧道穿越砂質粉土控制液化技術。

(8)快速均衡化施工技術。通過對盾構推進速度、管片運輸、漿液運輸、道路同步施工和混凝土運輸?shù)冗^程進行統(tǒng)籌優(yōu)化，形成了超大直徑盾構隧道工程快速均衡化施工技術。

(9)施工姿態(tài)與軸線控制技術。針對超大型盾構在盾構姿態(tài)與軸線控制自身的特點以及影響盾構姿態(tài)與軸線控制的因素,形成了軸線糾偏技術、管片選型技術和成型隧道穩(wěn)定性控制技術等綜合控制技術。

(10)全新的皮帶連續(xù)出土技術。針對黏性土和液化砂性土的特性，對皮帶連續(xù)出土的適應性進行了開發(fā)研究，提出了大型土壓平衡盾構機的新型出土技術，達到日均出土3000m3以上的無故障運營。

迎賓三路隧道能夠在機場不停運的情況下，順利穿越飛行區(qū)，凝聚著建設、設計、施工等單位技術人員的智慧和力量，是我國大型隧道建設方面又一個典范工程，使得我國超大直徑盾構隧道

建設技術在國際領先水平基礎上又上了一個臺階。

作者

2018年2月