昆明新机场地基处理及土石方工程施工技术.docx

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昆明新机场地基处理及土石方工程施工技术

昆明新机场山区岩溶地貌－地基处理及土石方工程施工技术

1工程概况

昆明新机场位于昆明市东北方向的浑水塘火车站附近，距昆明的直线距离约24.5km。

场址东侧有东北－西南走向的贵昆线铁路及320国道通过，北侧约3km有杨官庄水库，西南侧有东骏水泥厂。

昆明新机场本期工程主要内容包括：

新建两条跑道，其中东跑道长4000m，宽60m，西跑道长4000m，宽45m；以及空管工程、东航基地工程、供油工程等。

工程占地面积约25万平方公里，航站楼总建筑面积约70万m2。

地下三层，地上三层，局部四层。

新建昆明国际机场将是继北京、上海、广州之后的国内第四大空港。

昆明新机场原始地貌复杂，涉及大规模、高难度山区岩溶地貌-地基处理及土石方工程施工。

昆明新机场工程鸟瞰如图1-1。

图1-1昆明新机场工程鸟瞰图

昆明新机场工程建设场地原始地形极其复杂，场区处于东西两侧山峰形成的谷底地带，地面多呈波状起伏，坡度相对平缓。

不利微地貌形态有石芽、岩溶漏斗、溶蚀洼地、落水洞、溶蚀沟槽等。

岩溶地貌约占场址区的3/4，构造剥蚀低中山地貌约占场址区的1/4。

相对高差较大，坡度较陡。

2工程难点与特点

1）建设场地原始地形极其复杂，地基处理难度大。

2）土石方挖填方量达巨大，高填方边坡设计要求高。

3）场区高差大、工段较多，大面积挖、填方搭接处是处理重点。

4）地基处理及土石方工程检验与监测是工程的重点。

3关键技术

3.1山区复杂岩溶地貌地基处理综合施工技术

1对土洞和溶洞处理的施工技术

1）对埋藏深度较浅的洞体，采用清爆换填法进行处理。

首先清除洞体覆盖层，采用爆破方法对洞体顶板进行破碎，清除顶板破碎物和洞体内充填物，分层回填块碎石进行强夯。

强夯采用3000kN·m级单击夯击能量进行。

其设计参数如表3.1-1。

表3.1-1清爆换填法处理设计参数表

2）埋藏深度较深的洞体：

对于未充填或半充填类型的洞体，采用地面搅拌后高压灌注低标号混凝土与垫层强夯法相结合的处理方法；对于充填类型的洞体，采用垫层强夯法进行处理。

强夯处理的范围按D+2H考虑（其中，H为洞体顶板埋藏深度，D为洞体直径）。

强夯能级根据不同的洞体深度有所不同。

具体如下表3.1-2。

表3.1-2强夯处理洞体设计参数表

地面搅拌后高压灌注低标号混凝土处理主要做法为：

利用大型综合高压混凝土泵站在地面将混合料（水泥、粉煤灰、砂、细石等）预先搅拌成低标号混凝土，然后利用高压混凝土泵由钻孔直接注入地下洞体中。

由于高压泵的压力驱动，充填扩散范围较大，较易充填密实。

2岩溶漏斗、岩溶洼地、地面塌陷、落水洞和溶槽处理技术

1）岩溶漏斗、岩溶洼地和地面塌陷处理技术

根据充填物厚度的不同，进行不同能级的填石强夯处理。

块碎石厚度：

中心厚度按1.5m控制。

详细参数见表3.1-3。

表3.1-3岩溶漏斗、岩溶洼地和地面塌陷处理强夯设计参数

2）落水洞和溶槽处理技术

对位于场区内的落水洞和溶槽，先进行洞体周围的清理（洞体直径未达到2.5m的洞体先将其修整到2.5m），然后从洞底到洞口采用由大到小逐级不同粒径的碎石分层填筑，形成反滤层，最后采用1000kN.m能级进行强夯（锤底静压力25~40kPa），以最后两击的平均夯沉量不大于5cm作为控制标准。

3红粘土、粘性土和素填土地基处理技术

先综合考虑如下因素：

地功能分区；需处理的红粘土、粘性土和素填土分布厚度；填方高度；原地面地形条件对场区进行地基处理分区，然后根据其状态和土层不同的分布厚度，一般按如表3.1-4方法进行处理：

表3.1-4地基处理按土层厚度分区

3.2大体量、高难度土石方填筑施工技术

1地表土清除处理技术

1）地表土清理的厚度初步按表3.2-1考虑，实际施工时，地表土清理的具体厚度根据现场实际情况确定。

表3.2-1地表植物土的清理厚度要求

2）台阶开挖

填方区原地面区域开挖台阶，台阶高度50cm，台阶宽度根据地面坡度确定，台阶顶面向内倾斜，以免造成影响高填方稳定性的薄弱接触面。

所有台阶顶面应挖小排水明沟，以排出由于坡向内倾造成的台阶顶面积水。

2土石方填筑施工技术

（1）对碳酸盐类岩石料和碎屑岩类岩石料，填筑夯实采用3000kN.m能级强夯。

强夯设计参数见表3.2-2。

表3.2-2强夯处理设计参数

（2）对碎屑岩风化土料，填筑压实可采用振动碾压（或冲击碾压）的方法进行。

冲击碾压设计参数建议值见表3.2-3。

振动碾压设计参数建议值见表3.2-4。

表3.2-3冲击碾压设计参数

表3.2-4振动碾压设计参数

（3）对土夹石混合料，填筑夯实可采用2000kN.m能级强夯。

强夯设计参数见表3.2-5。

表3.2-5强夯处理设计参数

3高填方特殊处理技术

1）工作面搭接强夯处理技术

见示意图3.2-1。

图3.2-1工作面搭接强夯处理示意图

2）交接面强夯处理技术

见示意图3.2-2。

图3.2-2填挖交接面过渡段强夯处理示意图

强夯参数如表3.2-6所示。

表3.2-6工作面和填挖交接面过渡段强夯处理

3.3地基处理及土石方工程排水施工技术

1排水盲沟系统设计技术

在工程范围内，沿主要冲沟沟底，设置主盲沟；在原有次要冲沟沟谷位置，设置次盲沟；结合地形情况和渗流情况设置支盲沟，支盲沟之间距离应不大于40m（对采用碳酸盐类岩石填筑的区域不设置支盲沟）。

次盲沟应与主盲沟相连接；支盲沟应与主盲沟或次盲沟相连接。

2碎石滤水层排水施工技术

对需要考虑内部排水的填筑体（主要针对边坡区和土面区采用土料进行填筑时），每填筑一定厚度（对应马道），采用透水性、透气性良好的碎石作为填料，设置一层排水滤层。

具体设置如图3.3-1。

图3.2-2碎石滤水层排水施工示意图

3边坡坡面排水施工技术

对渗透性小的填筑体，在坡面上设置完整的横向与纵向排水系统，以使地表水不直接在坡面上形成径流而冲刷坡面，保护坡面的总体完整；为防止坡面上降水直接下渗和漫流冲刷，对部分边坡坡面进行护砌和植被处理。

3.4边坡设计技术

对于临时边坡仅做坡面排水措施。

对于永久边坡在保证边坡稳定的前提下，尽量降低综合坡比，节省土石方量和用地面积。

1）边坡稳定影响区划分

边坡稳定影响区的范围，根据填方高度和原地基的实际条件，通过具体分析确定。

根据边坡稳定分析成果，结合边坡高度和边坡原地基情况进行边坡区填筑体和边坡区地基划分，划分标准见图3.4-1和表3.4-1。

图3.4-1边坡稳定影响区划分示意图

表3.4-1边坡稳定影响区划分表

边坡稳定影响区地基应采用综合方法，对相对软弱地基和不稳定的岩溶进行处理。

边坡稳定影响区地基和边坡区填筑体经过处理后应达到稳定、均匀和密实。

2）边坡坡型设计

在稳定分析的基础上，确定采用表3.4-2中的三种坡型。

3.4-2边坡坡型参数表表

3.5地基处理与土石方工程检验与监测技术

1地基处理检验技术

1）土洞和溶洞处理检验技术

（1）清爆换填处理检验要求表3.5-1。

表3.5-1清爆换填处理检验方法与检验数量

（2）强夯处理检验要求见表3.5-2。

表3.5-2强夯处理检验方法与检验数量

（3）灌注砼处理检验要求见表3.5-3。

表3.5-3灌注砼处理检验方法与检验数量

2）岩溶漏斗、岩溶洼地和地面塌陷等其它岩溶强夯处理检验技术。

检验要求见表3.5-4。

表3.5-4岩溶漏斗等强夯处理检验方法与检验数量

3）软弱粘性土碎石桩处理检验技术。

检验要求见表3.5-5。

表3.5-5检验方法与检验数量

4）红粘土、粘性土和人工素填土强夯处理检验技术。

检验要求见表3.5-6。

表3.5-6检验方法与检验数量

5）粘性土换填强夯处理检验技术。

检验要求见表3.5-7。

表3.5-7粘性土换填强夯检验方法与检验数量

2土石方工程检验技术

土石方工程检验方法与检验数量见表3.5-8。

表3.5-8土石方工程检验方法与检验数量

4结语

本施工技术中不稳定洞体处理技术，岩溶漏斗、岩溶洼地和地面塌陷处理技术和落水洞和溶槽处理技术，世界范围内尚未出现同类工程施工技术，该技术能够弥补该项空白，且其科技含量较高。

该施工技术将为今后大型机场项目的建造提供技术范例，具有很好的技术价值。