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王晓鸿:航站楼改扩建结构工程问题之四——局部改造

为改善浦东T1航站楼的中转功能,6m层需要局部改造。原先国际连接廊内的国际到达联检区后移至连接廊及南北扩建区域,并相应增加验证柜台、通道数量和候检区面积。在连接国际、国内到达通道增设无行李旅客的中转厅及与12m出发层、-6.00m捷运站台层连通的自动扶梯、电梯等竖向交通设施,实现国际国内的中转。结构局部改造的内容包括增加楼板、凿除楼板、楼电梯改造等,需要不停航设计的理念指导不停航施工。

1、局部改造的难点

1)无施工作业面:施工改造区域位于6.0m层,下方为0m层行李提取大厅,施工过程中需下到12m板底借用吊顶内9.9m处的既有钢平台进行操作。由于既有钢平台为设备检修用,大部分区域空缺,缺少必要的操作面。

2)管线复杂:施工区域存在大量消防管线、桥架、吊架及风管等,为满足不停航施工要求,需对相应管线进行移位,还需要解决消防管线、桥架等由于正常运营要求难以移位的难题。

3)开洞与补洞:楼板结构开洞过程中,切割下的混凝土碎块可能会坠落,造成安全隐患。此外,切割过程中的污水、粉尘、火星会污染吊顶区域及大厅,对航站楼的正常运营带来严重影响。楼板补洞采用常规的植筋后支模再浇筑混凝土的方式,需要解决排架支模和混凝土浇筑养护过程对航站楼的影响。

4)行李机房影响:施工区域下方为0m层行李机房(禁区),施工阶段不停运,需要利用有限空间及资源完成加固改造工作,使上方施工、下方通车,同时对行李机房的影响控制到最低。

5)空防安全要求:0m层行李机房始终为禁区施工;6m层围挡封闭后可将施工区域转化为非禁区施工;但12m梁板开洞打通禁区与非禁区隔断,需采取有效措施保证空防安全。

6)减少湿作业:不停航施工作业涉及搭设排架、支模、扎筋、浇筑养护、拆模、拆除排架等一系列工序,需要较长的工期以及人员、材料的频繁进出,不可避免地给航站楼的正常运营带来影响。需尽量减少湿作业,缩短影响时间、降低影响程度。

2、不停航设计

1)动态调整方法

不停航的需求下,航站楼局部改造需要考虑:部分功能先期开通的结构临时措施、保护机电设施的结构方案、基于施工安全的结构补强。不停航的特殊性要求结构设计能够实时反映施工状况,调整设计细节。如楼电梯改造过程中需尽量少影响正常运行的建筑功能,且需不断适应运营要求的改变。

结构局部改造方案的动态调整往往是按照常规情况提出第一次结构设计→依据现场条件调整结构方案,提出第二次结构设计。该技术路线往往按照现场实际经常有第二次甚至第三次。

2)主动控制

结合不停航的需求,要将改造部位限定在施工难度最低、安全隐患最小、工作量最小的位置。加固部位的主动控制不仅仅是结构专业的工作,需与建筑、机电、运行单位一起协调实现。如6m标高新增无行李旅客通道的结构调整过程。

方案一:借鉴相邻无行李通道的设计,新增通道结构采用吊柱+钢梁的方式,主要加固部位在12.800标高梁板。

方案二:12.800标高加固位于行李提取大厅的上空,施工面狭小,容易引起安全事故,结构方案调整到首层加固,钢平台的竖向构件由吊柱改为立柱。

方案三:钢立柱立于首层梁板上,加固首层梁板。打开地下室发现局部柱有机电管线,无法加固混凝土梁,又将柱位的荷载直接引入地下室底板,由厚板承担竖向荷载。

最终方案:第三个方案在实施过程中,钢柱对接在底板上,但钢柱部分落在共同沟的机电桥架上。因此再次调整钢柱对接方式,转换对接柱偏移出桥架位置。

3、不停航实施组织

1)现场平面布置

6.0米中转功能改造工程分为3个作业面。6m层办公区改造(非禁区)经由8#门平交口经中庭通过行李机房围挡封闭楼梯进入,彩钢板围挡,施工无时间限制。0m层(禁区)结构改造通过机场8#门安检,经平交口直接进入0m层机房层,施工时间必须为夜间停航后。12.8m层实施从出发层15#门进入现有围挡,材料运输尽量安排在夜间停航后。施工区域利用厚50mm岩棉夹心彩钢板封闭至顶,临时用水、用电利用附近卫生间给水、供电。

2)整体流程

原来的施工工艺流程为:0m层和6m层围挡封闭→管线移位→搭设施工排架→梁底梁侧加固→楼板开洞→新增梁→混凝土浇筑养护→楼板开洞→扶梯电梯基坑施工→混凝土养护→拆模→拆除排架→拆除围挡→恢复原状。根据现场施工需要,需从原有通风洞口下到9.9m既有钢平台进行楼板开洞、补洞工作,整体流程调整为:运行单位搬迁移交→施工围挡搭设→原有墙体开门洞→搭设钢爬梯→搭设钢平台→安装管线、设备拆除及调整→楼板开洞→拆除临时爬梯→补洞施工→安装及精装饰施工→验收移交。

经现场排摸,施工区域管线密布,为顺利完成施工且保证正常运营,需调整相关管线、桥架和吊架等。根据实际施工条件,除风管能移位及灯具可直接拆除外,桥架、吊架和消防喷淋管线等无法移位。因此梁由两侧加大截面加固改为单侧加大,桥架、吊架部分杆件外加套管后浇筑于混凝土内。

3)方案比选

开洞过程涉及切除的混凝土碎块坠落以及切割水、切割火星、粉尘等安全风险。照常规施工工艺,搭设排架后,洞口下方张挂安全密网(绿网),上盖一层硬质盖板、一层防火布(棉),但该做法影响行李提取大厅运营。经过现场踏勘,采用在不拆除吊顶情况下,结合结构楼板利用已有吊顶内钢走道、补充行走通道,并在开洞区域周边设置定型托盘隔离并防护。另外,将原现浇混凝土调整为组合楼板形式。

4、结语

1)航站楼不停航改造要一次规划分步实施,避免二次改造。在设计之初就采取单元、模块化功能布局,便于模块化施工、分段投入运行。

2)采用工厂化、标准化、装配化的设计,避免常规施工带来的噪音和异味,改造部分应采用装配式建筑设计,减少砌筑、焊接等湿作业和动火作业。

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。

来源:微信-民航基建

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