结合上海机场三期工程T2-S2明挖施工、T3-S1盾构、T1-S1盾构法明挖交错作业、虹桥枢纽仙霞路大直径盾构穿越等案例，梳理机场地下穿越需要关注的几个问题。
1、技术标准和规定
机场地下穿越要遵守《民用机场飞行区技术标准》和《运输机场运行安全管理规定》177条以及第235条~237条的规定。前者主要是沉降控制、机场净空等的要求，后者对电磁环境保护似及不停航施工等方面的管理规定。机场下穿工程的线路确定和重要，要充分考虑实施过程中无法施工或施工难度的问题。
2、地下穿越的规划
在规划建设第二跑道时，建议同步开展地下穿越规划。地下穿越工程规划应坚持：(1)统一规划、分期实施的原则，注重近期规划项目的可操作性、近期和远期规划的衔接性，为远期规划预留施工和建设空间，使近期规划与远期规划形成一个统一整体；(2)应充分考虑地上与地下的协调关系，实现地上地下的一体化，并考虑经济、安全、防灾和防空的需求；(3)应注重机场飞行区地下空间资源的保护，从可持续发展的角度综合利用各种资源。
要审慎、深入、全面研究确定预留结构，不要成为后期建设项目的“鸡肋”，大型机场尽量减少因衔接预留结构采用明挖法施工。为保证不停航施工，明挖法须和翻交施工相结合，工期和安全风险将大大增加，据说某项目曾致航班落地后滑行88分钟……
3、技术性评估
(1)电磁环境测试与评估
为确保导航安全，按有关规定需对穿经机场的轨道交通或者动车电磁辐射造成的环境影响进行评估，主要是强电、弱电，特别是高速运行的动车向四周随机辐射的电磁杂波对导航安全影响。根据相关研究成果及评估报告，采用地下形式穿越机场，在隧道内产生的电磁辐射由于隧道顶部钢筋混士覆盖层的屏蔽，将大大降低对外界机载或地面导航等设备的影响。
(2)地下车站消防性能评估
地下车站为了满足越行、折返等作业的需要，车站的体量往往比地铁车站要大得多，例如海口美兰机场站2.7万m2，郑州新郑机场站5.2万m2，北京大兴国际机场站面积达到11.5万m2。由于地下车站面积大、空间分隔少的特点，需关注防火分区超面积、火灾烟气难以排放，安全疏散距离超规的问题，对车站关键节点的火灾烟气发展与人员疏散安全进行较为全面的评估和分析。
(3)气动效应影响评估
轨道交通或高铁在隧道内运行会产生持续的空气压力变化，将引起较大的活塞风速、峰值压力和瞬变压力，如瞬变压力引起旅客乘车舒适度降低，空气动力荷载对隧道衬砌及隧道内的设备产生影响，穿越速度越快影响越大。鉴于此，在隧道设计时，需采取了缓解空气动力学效应的工程措施，如加大隧道净空断面、设置中隔墙、缓冲结构或减压井，利用辅助坑道缓解瞬变压力等等。国内已有穗莞深城际铁路(速度140km/h)下穿深圳机场飞行区，新白广城际铁路(速度160km/h)下穿广州白云机场等，两条铁路的速度等级并不高。
(4)振动与噪声
由于机场对减振降噪要求较高，轨道结构需要采用相应的工程措施，如弹簧隔振系统浮置板等。
4、高铁机场站站场布置形式
机场站的布置形式应结合运输组织模式和车流特点，在满足停站、越行和折返的功能下合理确定，尽量控制车站规模。典型的布置形式：(1)“一岛两线”，适用于所有车均停靠或采用“站站停”运输组织模式，有折返车时可设置站后折返线，广州白云机场站、深圳机场站等。(2)“两台四线”，适用于多数动车通过、部分动车停靠的车站；对于多数动车停靠、少量动车通过的车站，可采用“双岛四线”布置形式。(3)对于停靠和通过比例相当的车站，可采用“双岛六线”布置形式，例如北京大兴国际机场站。
5、盾构法控制要求
根据理论分析和多个项目的实践，控制地层损失率0.2％能够满足允许沉降量10mm，也能够满足飞行区安全运行的要求。推进速度不宜过快亦不宜过慢，速度过快可能造成同步注浆跟不上或因超挖等原因造成地层沉降，速度过慢可能造成刀盘转动的圈数增多，从而增加地层扰动导致地面不均匀沉降。推进时应确保参数平稳，不得出现较大波动，如小直径盾构推进速度≤20mm/min，刀盘转速0.8 r/imin、调节土压按0.01MPa多次调。同步注浆尽可能保证匀速、均匀、连续，避免推进与注浆不同步。当盾尾区域出现地面沉降时，应增加同步注浆量，反之则减少。
为使隧道结构有更好的受力性能与耐久性，以适应机场的动载影响，建议采用加强的盾构管片，如钢筋钢纤维-聚丙烯纤维复合混凝土制作，每环管片新增10个注浆孔、在隧道衬砌内弧面增加聚醚性聚氨酯弹性体加强止水。
6、跑道或滑行道的分阶段的控制
在穿越施工前，建议设置试验段，提前分析研究土压力、推进速度、出土量、注浆设定与地面沉降关系，掌握该区域盾构推进的土体沉降变化规律，以准确设定施工参数和制订针对性措施。正式穿越时分为穿越前、穿越中和穿越后三段控制。穿越前控制关注土压力、推进速度、出土量、注浆量等参数，重点控制注浆、轴线、出土量和渣土改良。穿越中控制土仓压力、推进速度、轴线和同步注浆；穿越后主要是二次注浆、堵漏等。
7、监测
地下穿越监测点的埋设不得影响机场的正常运行，确保监测的覆盖面、频率和精度，宜采用全站仪无棱镜扫描，以无线通讯方式实时传送数据至后台服务器进行计算和分析；另外还应注重纵向和横向监測断面的布置，以收集分析全方位数据。由于隧道周围地层的物理力学状态重新稳定需要较长时间，加之飞行器和地面保障车辆的运行影响，运行期的监测也至关重要。建议在常规健康监测的基础上，增加盾构通过沿线的地质雷达探测，施工完成后两年内每月一次，发现空洞及时开孔注浆。
8、特殊区域穿越工艺
(1)穿越登机桥，由于登机桥一端与航站楼铰接、另一端是活动轮，对沉降不敏感，盾构通过只需在拱部2米范围二次注浆加固即可。
(2)穿越航油管，在管片上增设注浆孔，穿越过程中对影响区域二次注浆；考虑杂散电流对航油管的腐蚀，设置排流柜进行杂散电流保护，按照10mm的允许沉降控制，具体问题专项研究。
(3)穿越排水沟，要绘制河底地形图、复核覆土厚度、隧道内压重，同时在盾尾密封装置注入油脂，防止泥水和注浆液进入盾体。
(4)穿越地基处理区域，盾构穿越后不得进行强夯和冲碾作业，最好是在穿越前完成飞行区水稳铺筑，穿越过程要考虑道面荷载的变化等条件，具体问题专项研究。
(5)盾构和基坑工程交互作业，先基坑开挖后盾构掘进，这是基本要求，在规划和工程总体部署上要予以保证。
(6)运行捷运通道附近穿越，规划上应该避免这种工况，若无法克服，建议运行上予以解决，停止捷运系统改为传统的摆渡车模式，停航穿越！
(7)板凳式加固，这是一种应急处理方式，已有工程案例。在飞行区道面结构增设1m厚混凝土板，在隧道中间和两侧各设置直径600mm钻孔灌注桩。通过混凝土板和钻孔桩的组合对约束周围土体，隔断运营与隧道之间的相互影响，控制道面和隧道变形。
上述问题，只是基本的处理建议，对于具体工程要具体分析研究。
结语
机场地下穿越工程经过20余年的探索实践，已经积累了大量的理论和实践经验，成功案例越来越大，理论和工艺上机场地下穿越是成熟的。但是“不允许中止机场跑道的正常运营，不允许对现有设施造成较大的影响”的原则，不停航的地下穿越一定要慎用！
建议提前规划，在二跑道建设时做好结构的预留，待二跑道投运后，在一跑道关闭大修时并行完成地下穿越结构的衔接。在吞吐量2000万左右是比较合适的。国内大部分老跑道服役近20年需要大修了，用好这个机会！
参考文献：
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2乔亚飞等 机场飞行区地下穿越工程管理与建造要点 地学前缘，2019
3周晓林 空铁联运-高速铁路引入机场设计问题探讨 铁路标准设计，Vol.64 No.3,2019
4逯兴邦等 不停航条件下机场飞行区地下穿越施工工法研究，现代隧道技术，Vol.55(S2) Nov.2018
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6范欣怡 盾构穿越运营中机场滑行道施工技术，建筑施工，第40卷，第12期，2018
7戴晓坚 浦东国际机场港湾机坪及飞行区综合体工程 上海科技出版社，2019
8戴晓坚 浦东国际机场卫星厅及捷运系统工程 上海科技出版社，2019
作者简介：
王晓鸿，博士、教授级高工、民航中青年技术带头人、PMP，曾担任卢浦大桥主桥项目部技术质量部常务副经理、上海机场建设指挥部总工办副主任、飞行区副部长、航站部副部长、上海机场集团技术中心综合办主任、上海机场集团技术咨询公司总经理。
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