復雜環境下超大面積機場交通樞紐工程的精益建造

丁應章 徐 強 王 飛 唐立帆 花志勛

中建三局集團有限公司（滬） 上海 200129

本文以杭州蕭山國際機場三期交通中心項目為例，介紹了精益建造方法在大型公建項目中的應用。公建項目有別于傳統高層住宅項目，傳統高層住宅項目的精益建造應用主要體現在豎向樓層間的多工序穿插，公建項目多為工程規模大、工期任務緊、平面環境復雜及組織管理要求高。精益建造在公建項目中的應用，主要體現在通過平面策劃管理、優化工況部署、創造有利的施工條件、加強過程管理，實現精益建造“三減兩降一提高”的目標。

1 工程概況

1.1 工程總體概況

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施工總承包Ⅱ標段主要建筑功能為：地上1層至10層為旅客過夜用房及配套業務用房，其裙房為3層，旅客過夜用房塔樓為10層，配套業務用房為9層；地下4層主要功能為停車庫、大巴客運中心及機房，同時兼作甲類附建式人防工程。建成后將實現高鐵、地鐵、大巴無縫換乘，年旅客吞吐量突破5 000萬人次，進入全球50大機場，滿足2022年亞運會的需求。

1.2 基坑概況

本標段基坑東西向長356 m、南北向寬276 m，占地面積11萬 m2。分為7個基坑：C1區逆作，C2、C3、B1、B2、A1、A2區順作。大面挖深18.9 m，土方工程量190萬 m3。

基坑周邊環境較為復雜，北側為在建地鐵站，東側為運營航站樓，南側為在建高鐵站，西側為新建航站樓標段（圖1）。

圖1 基坑概況示意

2 平面策劃與實施

交通中心位于機場場區內，基坑四面圍合，場地受限，交通條件較差。為滿足正常施工需求，需確保交通全時段暢通。交通中心主體工程體量巨大，工期極為緊迫，開工時間延后5個月，竣工時間不變。若按原設計工況、投標條件常規組織施工，工期履約非常困難。

項目針對以上工程難點，結合“內借棧橋、外控流量；以路為綱、保障運營”的整體思路，進行了施工平面策劃。策劃內容包括以下幾方面：

1）結合周邊參建單位的施工工況，分階段策劃穿越周邊場地交通流線。根據航站樓標段及地鐵區的施工工況和實際施工進度，進行分階段交通組織規劃，并運用BIM技術進行交通流線模擬（圖2）。

圖2 交通導改示意

2）利用C1逆作區雙層棧橋，策劃增加B1區首層環形棧橋，增加B2區棧橋，形成場內交通環線（圖3）。

圖3 基坑優化示意

原設計方案中C1區北半區基坑未設置取土碼頭，總出土口少；B區無棧橋，無法形成有效環路交通流線，且僅設置1條下基坑坡道，挖土功效極低。故策劃在C1區逆作區增加出土口（吊料口）及B0→B2坡道，在B1區設置首層環形棧橋并將出土坡道增加至2條，增加B2逆作棧橋，形成場內循環道路，加快出土速度及結構施工進度。

場內交通地下階段利用C1逆作區雙層棧橋，增加B1區首層環形棧橋及B2區南側首層棧橋，形成場內交通環線；地上階段利用環線頂板消防車道。總平面布置利用圍護棧橋、逆作區頂板及規劃消防登高場地作為材料堆場及加工車間，節約施工場地，提高施工效率。

3 工況策劃與實施

為減少工作面閑置及資源浪費，實現精益建造平面穿插，故策劃調整基坑設計工況及施工部署，實現平面流水穿插。項目以“多坑協同、單坑流水；專業整合、緊密穿插”為整體思路，針對基坑整體工況、逆作區工況及順作區工況進行了策劃。

3.1 基坑整體工況策劃

為減少工作面閑置及資源浪費，實現精益建造平面穿插，策劃調整基坑設計工況及施工部署，減少B1區施工受相鄰一標段制約，提前插入B1區施工，具體包括：B1區和C1區同步施工，實現平面流水穿插，通過B1區和C1區施工安排有機結合，有效解決了逆作施工技術間歇期間工作面閑置及資源浪費的問題，達到出土連續不間歇、勞動力連續不窩工的目標。取消B1區西側首道角撐，西北側改為預應力錨索、西南側采用放坡開挖，保證首層支撐及2層土方不受一標段工況影響。與一標段做好工序銜接，待A1區地下2層結構完成后，形成B1、C1區2道水平支撐傳力。B1、C1區2道支撐以下土方及結構施工進度應保證同步，確保傳力體系形成（圖4）。

圖4 基坑整體工況策劃示意

3.2 逆作區工況優化

因逆作法存在施工降效，為減少工作面閑置（逆作法技術間歇）、降低建造成本（逆作施工成本較高）、提高整體施工效率，策劃將原逆作B3板調整為順作，即在B2板施工完成后直接施工底板，待底板施工完成后，順作施工B3板，同時在基坑南側和東側留土護坡。待大面B3板施工完成后，跳倉逆作反壓區B3板和底板[1-4]。將B3板由逆作調整為順作后，土方自B2板下直接開挖至基底，取土過程連續，操作空間充裕，出土效率提高；同時大面B3板待底板完成后順作，減少了逆作法墊層及短支模施工工序，提高了施工效率（圖5）。

圖5 逆作區工況優化

3.3 順作區工況優化

因航站樓標段荷花谷柱吊裝占用場地，B1區西北角第2道支撐（－9 m）以下土方需待荷花谷柱吊裝完成后開挖。為減少工作面閑置，策劃在3道支撐未閉合情況下，進行B1盆中區先行施工。目前B1區盆中先行區地下結構已施工完成，比原先總進度計劃出±0 m節點提前70 d。

4 重大方案策劃與實施

4.1 水沖法取土方案

本工程共計需出土約190萬 m3，根據施工進度安排，高峰期日出土量需達到15 000 m3，因機場交通負荷有限，傳統的機械取土外運方式無法滿足基坑施工進度。因本工程基坑土質多為砂性土，綜合考慮后，本標段土方采用機械開挖渣土車外運以及水沖法土方外運相結合的方式。

本工程投入2套水沖法管線設備，24 h施工，水沖法日出土量達8 000 m3。減輕了機場場區交通壓力，實現了綠色施工無揚塵，同時保證了土方施工工期，確保了工程整體進度，達到了減少工作面閑置、降低建造成本的精益建造要求。

4.2 中隔墻開洞方案

為保證逆作區3層土方（B2板至基底）的取土效率，策劃在順作B1區與逆作C1區分隔排樁處開門洞，C1區機械開挖土方經門洞至B1區棧橋外運，使傳統逆作暗挖轉換為明挖，一定程度上減少了暗挖倒土的多余工序。C1區機械開挖土方經門洞至B1區棧橋外運，出土效率提高（圖6）。

圖6 中隔墻開洞方案模型

4.3 地下室超長、大體積混凝土跳倉法施工方案

原設計圖紙中后澆帶設置較多，不利于后期裝修等專業分包提前穿插；且逆作區留設后澆帶需要考慮后澆帶兩側增加立柱樁支撐，成本較高。故地下室結構采用跳倉法施工，保留沉降后澆帶，取消溫度后澆帶，減少了資源的浪費（圖7）。

圖7 后澆帶優化示意

4.4 支模架施工方案

本工程支模架采用盤扣式工具腳手架，因高大支模區域較多，若采用傳統方木作為次楞，立桿間距需布置為900 mm×900 mm，立桿用量較多。策劃采用矩形鋼管，抗彎性能較好，可適當增大立桿間距。采用方鋼（40 mm×40 mm×2.5 mm）次楞后，立桿間距調整至1 200 mm×1 200 mm及1 200 mm×1 500 mm，減少了立桿用量，同時減少了方木損耗，減少了資源的浪費（圖8）。

圖8 支模架深化模型

4.5 逆作節點深化設計

1）豎向鋼筋通長連接。因逆作法工程特性，后施豎向構件上下兩層插筋無法準確對接，且本工程豎向構件鋼筋直徑較大，其中柱筋直徑以32、40 mm為主，無法進行人工調直。通過采取結構柱柱筋逆作，柱鋼筋自上而下通長連接，保證柱筋連接質量，避免了鋼筋的浪費。

2）柱預留澆筑孔及振搗孔。逆作法工程先施工永久水平結構，豎向結構待底板施工完成后再施工。此時因水平結構阻隔，混凝土澆筑及振搗為工程施工的重、難點。本工程在梁柱節點的陰角位置預埋φ150 mm的PVC管作為混凝土澆筑口，在格構柱內預埋φ150 mm的PVC管作為振搗口，提高了逆作柱澆筑的密實性，提升了工程品質（圖9）。

圖9 柱預留澆筑孔、振搗孔三維模型以及現場照片

3）人防區口部逆作深化。本工程逆作區人防區面積大，總計7.4萬 m2，人防結構氣密性要求高，人防區口部逆作難度高。通過深化口部門洞位置結構，結合圍護結構及下部空間功能要求進行深化，在受力梁旁增設門式封堵梁。結合人防區口部位置優化逆作區圍護洞口位置，將洞口優先布置于人防區口部區域，后期順作人防區口部，降低了質量風險，提升了工程品質。

5 永臨結合應用

逆作區地下結構施工，存在臨時結構轉換為永久結構的需求。通過永臨結合應用，減少了臨時結構轉永久結構的工程量，降低了建造成本，縮短了工期[5-6]。具體應用包括：洞口邊梁與結構梁永臨結合；棧橋梁、支撐梁與結構梁永臨結合；圍護加腋與結構加腋永臨結合；頂板重車道結合圍護體系優化；取土碼頭及吊裝平臺永臨結合等。

5.1 臨時道路永臨結合

本工程場內交通利用逆作區頂板結構作為地下施工階段重車道，利用規劃永久消防車道作為地上階段重車道，實現永臨結合，節約施工成本（圖10）。

圖10 臨時道路永臨結合示意

5.2 臨電照明永臨結合

因暗挖逆作施工，施工作業面需要輔助照明，現場采用臨時施工照明永臨結合的方式，將永久照明線路兼作臨時施工照明線路，實現永臨結合，滿足施工照明需求。

6 精益建造實施過程管理

6.1 計劃與工期管理

項目計劃管理由計劃部牽頭實施，技術部和商務部在過程中配合管理，建造部負責監督落實。計劃部聯合BIM小組，根據進度計劃節點目標，建立BIM模型，實現可視化的計劃管理。計劃部結合項目地下室單層面積大的特點，建立對應的工序穿插模型。土建施工階段，各工區內分小區塊獨立施工，緊后工序及時穿插，不間斷作業。地下室拆模完成區域，提前插入二結構及機電安裝施工。

計劃部從各專業的前置工作條件、采購全業務周期、采購招標關鍵項以及設計圖紙中所涉及的采購內容這4個方面對影響招標組織實施的各項信息進行識別，從而保證招采工作有序、高效開展。并根據施工總進度計劃及關鍵節點的要求，提前編制專業分包深化設計工作計劃，明確深化設計內容及完成節點，確認招采及排產計劃。最終分下達、跟蹤、糾偏、考核這4個階段對計劃的落實情況進行管控。

6.2 質量管理

項目根據“樣板引路”的中心思想，結合項目需求，分別開展實施了工序樣板和工序穿插樣板，樣板經監理單位驗收后形成樣板質量驗收記錄表。質量部結合項目特點，對本工程各個施工階段的質量通病和質量風險項進行梳理，并將質量風險防控作為核心工作納入部門的日常管理之中。質量部及時開展實測實量的工作，對實測實量的結果進行記錄和統計分析，分析結果每周進行通報。

6.3 安全與環境管理

安全部定期組織各相關方，對施工現場的安全隱患進行全面排查，編制“施工現場隱患排查分解明細表”，并督促限期整改到位。項目安全把控推行無紙化辦公，制作了“易檢”手機APP，現場安全檢查、整改全部由手機端發起，實時追蹤整改進度，不錯過一次整改。

環境管理方面，重點控制施工過程中產生的揚塵，圍墻及基坑邊噴淋設備均布設到位，土方開挖作業階段裸土全面覆蓋，保障機場的正常運營。

項目利用5G通信技術，通過安裝各類智慧化軟件及硬件，率先打造浙江省首例基于5G通信技術的“BIM+智慧工地” 管理平臺。同時，項目也是浙江省首例激光成像測距應用工地。通過各類智慧化應用系統以及5G數據傳輸，項目現場所有數據可以實時反饋至項目管理平臺，管理人員隨時可以通過手機端或PC端獲取應用。同時，以BIM模型為基礎，實現基于BIM模型進度跟蹤、生產任務管理等應用，為現場安全質量管理提供數據支撐。

7 結語

項目通過圍護體系策劃、交通組織策劃以及總平面策劃，保證了工程平面穿插要求，減少了工作面閑置，加快了施工進度；通過策劃優化設計工況、合理進行施工組織設計，減少了多余工序，實現了在復雜環境下的多坑協同、單坑流水、專業整合、緊密穿插；通過節點深化設計、重大方案策劃，減少了資源的浪費，降低了質量風險，提升了工程品質；結合逆作法工程特點，創新應用施工措施永臨結合，降低了建造成本；加強過程中成本管理、工期管理以及質、安、環管理，確保公建項目精益建造有效實施，總結了寶貴的大型公建項目精益建造經驗。