崔莹
上海建工四建集团有限公司 上海 200080
摘要：上海某国际机场航站楼改造工程是国内首例不停航改造工程，而屋面拆除工程更是对原结构和运营安全影响较大，通过拆除工艺、拆除顺序、不停航施工措施等各个方面的策划和研究，确保了屋面拆除施工在不影响运营和结构安全的情况下如期完成。
关键词：不停航、结构拆除、静态破碎、变形监测、扬尘控制
一、工程概况
上海某国际机场航站楼流程改造工程是国内首例不停航改造工程，包括新建和改建两部分。新建部分为现有航站楼主楼与登机长廊之间的区域（除两个既有连廊以外），共6层，其中0m层为行李机房扩容，6m层为新增旅客中转流程，12m层为国内国际出发流程扩容，4~6层为贵宾休息室及办公室区域。改造部分主要是对现有主楼和长廊的幕墙进行改造，将现有主楼、长廊与新建部分一同连成整体空间，其他零星改造还有新增商业、新增餐饮、行李提取转盘改造、办票岛改造等。
根据设计图纸分区，主楼与长廊之间的区域从北向南分为六个区A~F，其中B区和E区的现有混凝土楼盖需要拆除，层高加大。本文以E区现有混凝土楼盖拆除为例进行介绍。
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图一 平面位置示意图
E区17.180m砼屋面结构梁板。拆除面积为2100m2，混凝土方量约700m3，框架梁共计28根梁，其中24根为预应力梁，楼板厚度为120mm。根据总进度计划安排，连廊既有混凝土屋盖的拆除，需要在上部3层加层钢结构完成后进行。上部新建压型钢板组合楼板标高为18.220m，新老结构楼板间净空920mm，新老框架梁间净空仅20mm。
本次屋面仅拆除结构梁板，对于混凝土柱需予以保留，并且在梁板拆除后，还需对柱进行包钢加固，加强老的混凝土结构柱与新的钢结构柱连接节点。因此拆除过程中必须确保混凝土柱的结构安全，并尽量避免变形。
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图二 拆除屋面剖面示意图
二、拆除难点
E区12m层原为国际安检通道和边检柜台，屋面拆除施工期间，四周大部分均处于航站楼正常运营状态。该区域东侧为新边检区域，南北两侧为新安检区域，西侧为登机长廊。下方6m层为运营中的旅客到达层，上方18m层为尚未装修的贵宾厅。
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图三 拆除屋面上下层运营示意图 图四 拆除屋面四周运营示意图
因此本次混凝土屋面拆除的难点主要包括以下几个方面：1、不停航施工要求高，周边环境复杂，拆除施工不得影响运营；2、既有机电管线多，拆除和保护难度大；3、框架梁的拆除和新老柱子的对接对结构安全影响大；
三、总体部署
本次E区的17.180m砼屋面拆除施工均在12m层停用后进行。拆除施工前先完成断水断电、既有管线、装饰拆除和管线保护工作。拆除的总体流程为由北向南，由于静态破碎的工艺特点以及考虑噪音的影响，单个区域拆除总工期约为100天。
为了保证拆除过程中的结构安全，并且最大程度地减小已施工的结构偏差对结构安全造成的不利影响，经过结构变形计算及分析，采用以下“螺旋式”拆除流程：
工况一：开勘察孔
为了使新老柱子的对接能够与框架梁的拆除穿插施工以保证结构安全，拆除伊始便在每个柱子周边开设4个1m2左右的勘察孔，使柱包钢对接节点尽早深化设计和加工，勘察孔共计64个；
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图五 工况一开勘察孔示意图 图六 工况二楼板拆除示意图
工况二：拆除楼板，采用人工风镐拆除；
中间部分由于上方有操作空间，采用人工自上往下凿除的工艺；东西两侧的悬挑部分楼板由于上方没有操作空间，采用分块下放再凿除的工艺；先凿穿每个单元板四周混凝土，在板中间开吊装孔，然后隔断三面的钢筋，保留一面，利用钢丝绳和手拉葫芦下放至自然垂体状态再进行凿除；
工况三：拆除次梁；
工况四：拆除第一阶段主梁（与四个角柱相连的梁）。
静态破碎时保留距离柱500mm范围的梁，待最后整体切割吊放至楼面；
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图七 工况四示意图 图八 工况五示意图
工况五：拆除第二阶段主梁（以第一阶段为基准，顺时针转一根轴线），同时进行第一阶段柱的节点加固；
工况六：拆除第三阶段主梁（以第二阶段为基准，顺时针转一根轴线），同时进行第二阶段柱的节点加固；
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图九 工况六示意图 图十 工况六示意图
工况七：拆除第四阶段主梁（最中心的一跨），同时进行第三阶段柱的节点加固；
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图十一 工况七示意图 图十二 工况八示意图
工况八：完成剩余柱的节点加固；
四、细部工艺
静态破碎的工作原理是根据混凝土的抗拉强度远小于抗压强度这一特性，在混凝土上布孔灌破碎剂，利用破碎剂的膨胀压，将混凝土胀裂，并互相贯通，达到破碎之目的。该方法具有无震动、噪音、毒气的优点，便于运输、保管和使用。正因为破碎剂胀裂过程时间较长，没有爆破噪音、爆破震动，飞石和灰尘，比较安全，所以不需要搭设防护棚。
工艺流程为测量放线 → 钻孔 → 梁侧面切割箍筋 → 灌料，实施静态破碎 → 人工风镐清凿 → 气割钢筋 → 梁端切割拆除。框架梁由于上方无作业空间，采用水平三排布孔；次梁采用垂直单排布孔；
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图十三 框架梁布孔及凿除示意图
由于大部分梁为预应力梁，拆除施工前需释放预应力。为了确保预应力筋的安全，在梁端增设钢板防止锚具弹出，然后在距离梁端1m处侧向排孔，打断预应力筋以释放预应力。
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图十四 预应力释放示意图
在拆除的同时，通过对结构进行监测，保障屋面始终处于安全状态。监测内容包括12m层混凝土柱、18m层钢柱和18m层屋面变形缝两端的位移，共计64个柱变形位移监测点、32个变形缝变形位移监测点。拆除板时每拆除一条轴线且不多于1天监测一次；拆除梁时每根柱周围梁全部拆除后监测一次。混凝土结构柱变形控制值为12mm；钢结构柱变形控制值为12mm；变形缝变形控制值为20mm。
五、不停航施工措施
由于拆除区域相对封闭且周边都是运营区域，需选择合适的施工通道，既能满足大量建筑垃圾的清运需求，又不能对航站楼运营造成影响。其中人员通道为新建区0m层的ST-06楼梯，该通道位于施工区域，可24小时通行。材料运输通道有两条路线，一条为主要路线，另一条为辅助路线。主要路线为通过连廊内尚未安装垂直梯的井道，利用施工升降机进行材料在0m层和12m层间的运输。该路线主要用于小块材料的运输但可24小时使用。辅助路线为从东侧出连廊，绕过边检柜台，然后经尚未施工的商业区域，从楼前高架离开。该路线可用于大型材料的运输且只有夜间停航后方可使用。
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图十五 施工通道示意图
由于屋面拆除时周边区域处于运营状态，必须采取措施减小施工对运营产生的影响。根据上述拆除工艺和工况，主要的影响运营的因素有：
1、扬尘和噪音，产生的原因主要为混凝土风机钻孔和风镐凿除；
2、异味和动火，产生的原因主要为钢筋切割和钢结构焊接；
3、老屋面天沟拆除至新屋面天沟形成之间的临时排水；
应对措施为：
1、全封闭施工，将整个连廊纳入施工区域。封闭采取施工围挡和已完成的结构相结合的形式,施工围挡由外侧一道彩钢板和内侧一道200厚的防火砖墙组成，砖墙高度至梁底或板底，在运营区域与施工区域之间形成一道隔音、防尘、防火的封闭物理隔断。封闭后可大幅减小扬尘、噪音和异味对运营区域的影响；
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图十六 双层围挡示意图
2、在拆除区域周边设置喷雾装置，降低施工区域内的扬尘，也进一步减少对运营区域的影响，同时也为现场拆除的施工人员和管理人员创造满足职业健康安全要求的施工环境；
3、在新老结构楼板的空间内，近距离设置排风机，将施工区域内的扬尘和异味经上方18m层排至室外；
4、由于拆除的工期较长，需充分考虑施工过程中，既有屋面拆除后的防水措施。根据对现场情况的研究，采取临时排水措施。东侧屋面：在既有屋面栏杆扶手处搭设彩钢板，阻挡雨水下至18m层，并利用24m层屋面现有排水沟排水；西侧屋面：采用3mm厚白铁皮制作临时排水沟，分别与主楼屋檐和新建外墙连接，由中间向南北两侧排，排水坡度5%。
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图十七 屋面两侧排水示意图
六、结语
该国际机场航站楼改造工程是国内首例不停航改造工程，而屋面拆除工程对原结构和运营安全影响较大，故而对施工过程中的管理和施工技术都提出了极高的要求。通过前期结构分析计算、施工策划、现场排摸和与运营管理部门的沟通协调，制定规范的施工管理制度，严格按照拆除流程施工，全面开展现场检测、监测工作，把握结构位形变化情况，同时密切关注运营区域内的扬尘和噪音情况，确保了屋面拆除工程和整个工程不停航施工顺利完成。