城市建设者

2024 在深圳

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场地陆域形成及软基处理工程

机场是城市发展的“晴雨表”。一座机场的旅客吞吐量，是衡量一个地区经济社会发展程度、开放程度和活跃程度的重要参考指标。近年来，深圳加快建设现代化、国际化创新型城市和国际科技、产业创新中心，积极融入全球城市网络，在粤港澳大湾区内继续发挥举足轻重的核心引擎作用，而这些，都离不开高质量的国际航空枢纽作为支点。

本期城市建设者将带领大家走进深圳机场三跑道扩建工程场地陆域形成及软基处理工程（简称“三跑道项目”）的建设过程。2021年12月，中央经济工作会议提出“适度超前开展基础设施投资”，深圳也获批成为全国首个基础设施高质量发展试点。而三跑道项目，作为国家重大项目、广东省重点工程，更是社会尤为关注的重点之一。加快完善交通枢纽在内的一系列现代化基础设施体系，不仅仅是为了提升深圳都市圈质量水平，也是在试图探索创新技术应用，充分发挥新一代信息技术的牵引作用，推动新型基础设施与传统基础设施跨界融合发展。

全球最繁忙的机场之一

重启新生

如果你曾坐飞机前往深圳，那一定不会对深圳宝安国际机场（简称为“深圳机场”）感到陌生。这座机场已有三十多年的运营历史，也一路伴随着深圳从一片滩涂地成长为一座高楼林立的国际化大都市。

自经济特区建立以后，随着国际交往与贸易的蓬勃发展，深圳迫切需要开通属于自己的空港，承接旅客、货物的相关运输业务。1991年，这座位于深圳市宝安区、珠江口东岸的机场正式通航。

深圳宝安国际机场

此后，深圳机场的发展一路高歌猛进——2015年底，深圳机场国际客运通航城市仅11个，洲际客运航线更是空白；到了2019年底，国际客运航线网络已覆盖全球60城、五大洲，其中洲际客运航线达到20条。相关数据统计显示，2019年，深圳机场的旅客吞吐量达到5293万人次；高峰期时期，平均1分钟左右就有1个航班起降——客货业务均进入全球前30位，由此跻身全球最繁忙机场行列。

然而，深圳机场现有的两条跑道是按照4500万旅客的容量标准来设计的——2018至2019年，深圳机场的客流量已经大大突破了这一数值。尽管近三年，业务量总体有所下滑，但深圳机场年旅客吞吐量与货邮吞吐量仍位居全国第三位，且从去年起有明显回升，再加上第一跑道已投用30年，亟需“腾出手”来，对其进行全面检修，以保障飞机起降安全。因此，从实际需求来说，深圳机场迫切需要扩建第三条跑道。

深圳机场三跑道扩建效果图

然而，此时的深圳城市化发展进程已然快速推进，机场周围并没有适合修建新跑道的土地。经反复论证，市政府最终决定，通过填海形成新的陆域，用于第三条跑道的建设。2016年，三跑道项目启动相关招投标工作；2020年，项目拿到预可研批复以及海域使用权批复。

深圳机场三跑道扩建工程位于深圳机场二跑道和广深沿江高速之间，平行设置于现二跑道西侧550m处，三跑道项目主要建设内容为在现有海域，形成外海堤、跑道区、滑行道、土面区、水面区、场区围堰、穿越道和绕行滑行道等机场七大功能分区的陆域场地，并进行软基处理，达到后续机场工程的建设使用要求。最终建成的第三跑道长3600m、宽45m，飞行区按照最高等级4F级建设，可起降A380等各类大型客机。

如何实现

400个足球场面积的填海造陆？

要把一片汪洋变成可供飞机起降的跑道，就需要填海造陆，即通过人工建设的方式，将海岸线向前推，扩充土地面积——这也是三跑道项目至关重要的任务——陆域形成。

项目所获批的海域面积约285.5万㎡，相当于400个足球场那么大，可想而知，整个项目的实现过程历经了非常浩瀚的工程量。首先，需要在项目场地最外沿修建一条外海堤——全长7437.7m，将整个项目区域围闭起来。外海堤围闭的目的，一是能阻挡后续三跑道运营期间来自海域的潮水和涌浪，二是在施工过程中，保护海水、海洋环境不受污染和影响，另外，还能降低风浪对施工船舶的影响，保障作业安全。围闭后，根据前期策划的方案，再进一步以现场灌注沙袋、层层堆叠的方式，形成分隔围堰，将整片海面切分成若干个独立单元，依次有序地分区域进行回填处理，最终形成整片陆域。

2023年4月施工现场航拍

当然，面对不同的功能区域，填海的方式略有不同。例如，跑道区事关飞机起降，是建设指标要求最高的区域，因此采用“开挖换填”的方式，即根据地质勘探的数据把整个跑道区的淤泥层全部挖除掉，之后再换填海砂，一直填到要求的设计标高；滑行道区和其他区域则是从泥面直接回填到设计标高。

填海施工 ‍‍

理论上很简单，但是实际操作起来仍面临诸多挑战。最棘手的便是项目基地毗邻广深沿江高速，最近的地方只有72.5m，施工过程中稍有不慎，就有可能导致沿江高速的偏移甚至变形，造成重大安全事故隐患。正是出于这方面的考量，高速使用方提出了要求：外海堤乃至三跑道项目的建造，对沿江高速桥墩的微影响都不得超过5mm——这个距离范围比一粒芝麻大不了多少。

外海堤施工方案演示‍‍

为此，在前期策划阶段，相关团队首先对外海堤的施工工艺和设计方案进行了针对性考虑，最终采用搅拌桩对基地进行预处理，并采用带斜撑桩的钢管板桩组合结构——这样，陆域形成过程中产生的外力就会向下传递到桩上，从而切断可能对桥墩产生的推力。

直立段外海堤斜撑钢管桩施工‍

为了进一步验证这一结构方案的可行性，项目还采用了国际上通用的有限元软件进行数值验算，并进行了包括波浪数学模型、潮流泥沙数学模型、波浪断面物理模型等在内的模型试验，来模拟建成后的状态。正式施工期间，相关人员也在桥墩上布置了监测点，全程对沿江高速进行全自动化变形监测。最终证实，影响被精准控制在了3mm的范围内，确保了沿江高速的安全。

“百”帆过境，何以调度？

填海项目所需的填砂量通常非常巨大。三跑道项目最初设计的总填砂量达到2300万m³；后期经过一系列的设计优化，填砂总量减少到1600万m³——但这依然是一个非常庞大的数字。再加上填海工程是水上作业，因此这些砂石必须通过船舶运送到工地现场。

三跑道项目的特殊之处在于，其项目的整个施工水域被沿江高速隔开，虾山涌通航孔成为了项目运送物资的“唯一通道”。而这个通航孔在最初设计的时候，主要用于满足内河建材的运输，并不对外海，因而通航孔的船舶吨数上限规定为300吨——用这样的小型船舶来运送上千万立方米砂石，实在杯水车薪，远不可能满足这一超大基建工程的施工需求。为此，相关团队开展了详细专业论证，并向主管部门申请，在确保安全的前提下，将通航等级提升到了1000吨。

可即便这样，仍然限制了常规大型施工船舶的进出，因而必须用小型施工船，以更高的频次，通过通航孔，将施工所需的物资运送到现场。“这种小型船在珠三角比较少”，施工团队到处搜寻，“几乎将珠三角范围内所有符合要求的船舶都召集到了三跑道项目上”。施工期间，项目现场每天的进船量将近300艘。

而这又带来了新的问题——考虑到船舶的安全操作半径，项目现场最多仅能同时容纳50—70艘船。再加上沿江高速通航孔的宽度只允许船只单向进出，在船只必须频繁进出的情况下，不仅通航压力大，双向会船时很容易因为视线盲区造成碰撞。

为强化对水上施工船舶的精细管控，项目特别成立了船舶调度监控中心。值班室配备监控大屏、高频呼机，施工现场则安装了可40倍光学变焦且具备夜视功能的黑光球机作为监控设备使用。所有船舶进出通航孔前，都需经过调度中心详细评估，确认具备安全通航条件后批准通航。调度管理中心还与海事部门形成联动，通过传讯网详尽地掌握现场所有船舶的往来情况，确保船舶在内外水域施工的安全通航和沿江高速的安全，同时也保障了工程的顺利进行。除生产安全外，人员安全也是重中之重。因为整个操作过程都是水上施工，因此需要保证工作人员全程做好相应配套安全措施，并进一步设置了海上定位设施，每个人都随身佩戴定位装置，便于发生事故时的定位和救援。

深圳机场三跑道扩建工程项目安全管理员叶剑飘正在进行船舶智慧调度中心现场值班

深圳机场三跑道扩建工程项目测量人员进行夜间对施工区域水深测量

尽管如此，海砂的供应速度仍然远远无法满足施工的强度和进度要求。为此，市建筑工务署连同项目施工团队又提出了新办法——泵砂船，即从沿江高速外面把砂石直接泵到场地里来，缓解了通航孔的运输限制。双管齐下的物资运输方式，极大提升了项目的工程进度。

“粤顺航工008”钩机泵船

超乎百年标准‍‍

助力深圳绿色发展

陆域形成之后，便要开展整体工程的第二大部分——软基处理，即在新形成的陆上对底层地基进行加固。考虑不同区域的承载力要求不同，不同分区采用了不同工艺进行处理，包括真空预压、堆载预压、强夯、振冲、高压旋喷桩、水泥搅拌桩等。

深圳机场三跑道扩建工程项目施工现场进行振冲作业

“机场以后使用起来好不好，可靠性怎么样？实际上和万丈高楼平地起的道理一样，主要取决于陆域形成和地基处理的质量。”为了保障项目高质量顺利交付，三跑道项目的整体设计和施工都采用了高标准、严要求。其中，跑道区的质量控制成为整个项目的重中之重——“常规道路都是混凝土分块浇筑的，存在分缝，普通道路行车有时候会感到颠簸，但是飞机跑道不行。飞机起飞时，在高速滑行的情况下任何一个小瑕疵都有可能对飞行产生影响，所以项目主控最关键的是跑道区地面的不均匀沉降以及整个跑道区的最终沉降。”更不用提错台，不仅会造成飞行起降颠簸，甚至可能对飞机本身造成损害。

深圳机场三跑道扩建工程进行D区滑行道塑料排水板施工

按照设计要求，跑道区的地基承载力必须达到140千帕；使用期30年内，工后沉降要控制在20cm以内，不均匀沉降则不得超过标准极高的1.5‰。填海阶段，将原有淤泥挖掉，换填海砂，正是为了保证地面的密实度。滑行道区和土面区的要求比跑道区稍微低一些，但仍然需要达到相当高的设计标准。

纳泥区铺设编织布作业

水袋堆载施工‍

机场对地基反应模量也有特定的要求，这一点与常规的地基处理有所不同。因此，跑道和滑行道表层，在填砂过后，还要分别覆盖深度达1.5m和1m的石头，并且要分层碾压、压实。按照机场规范，相应的固体体积率要达到80%，而机场三跑道按照85%的标准超额完成。另外，三跑道的外海堤防御波浪和潮水的标准是按照两百年一遇来设计的——机场二跑道的标准是百年一遇，可以说是大大提升了水准。

施工现场进行深水深度测量

施工现场进行背包式三维激光量方

当然，除了更高的规格和标准，一个项目的优秀还体现在一些看不到的地方。在实施过程中，三跑道项目积极响应国家绿色发展理念，从自身做起，尽可能地达到更高的环保要求。项目整体设计采用了动态的设计理念，依据实际情况及时调整处理方案，使其更加贴合现场状况，为项目的整体实施保驾护航。例如，在最初的设计方案中，跑道区清挖的淤泥是计划外弃的；但是在施工阶段，项目团队发现受海砂砂源地限制，砂价涨幅较大且市场供应不稳定，同时深圳周边的纳泥区也在陆续关闭，给项目施工带来了较大不确定性。相关团队及时调整，更新实施方案：考虑土面区对于承载力和沉降的要求并没有跑道区那么高，挖出的淤泥完全可以就地消纳，回填到土面区，后续通过真空排水预压法、软土固结、沉降后补填砂性土、强夯等一系列技术处理，达到承载力和沉降要求，从而“变废为宝”。同时，为了尽量减少土方外运，在整个堆载区顶部使用了部分水袋进行堆载，从而满足了整个堆载的总重量。这一举措既缓解了深圳市政府关于纳泥的压力，同时又减少了项目的用砂量。

水袋堆载

精细化管理‍‍

促进世界级机场群建设

深圳作为中国特色社会主义先行示范区，在工程方面，深圳的做法在全国范围都具有引领和导向作用。国家从2017年开始大力推广咨询服务模式，三跑道项目同样聘请了全过程咨询团队，从程序和专业性两个层面上，围绕项目管理、设计咨询以及造价咨询和工程阶段的施工监理开展协助、监督和审查工作，对项目的顺利推进提供了很大的帮助。例如，在前期初步设计和施工图设计阶段，全过程咨询团队就介入评审，提前校准相关参数，避免超限额设计；在面临重大设计或技术变更时，邀请对口专家，提供专业意见和建议，由此形成了多方共建的良好沟通模式。

建设现场

该项目采用BIM正向设计。常规的基建项目管理，通常基于横道图、网络图或者矩阵图来管控工程进度。而在接入BIM系统后，可以更直观地将现场情况、工程量、产值等以三维立体的效果呈现出来，在进度管理方面起到了很好的辅助作用。

完工照片

三跑道项目完成后，深圳机场将拥有三条跑道，可满足年旅客吞吐量8000万、货邮吞吐量260万吨的需求。按照初步规划，三跑道建成后，将与现有二跑道作为一组跑道使用，分别用于飞机降落和起飞；而现有的一跑道则作为独立跑道，兼具起飞与降落的功能。

未来，三条跑道联动运行的模式，一方面将有效缓解深圳机场运能饱和的现状，增加深圳机场同时起飞和落地的航班架次，满足其航空业务快速增长的需要；另一方面，将助推国际一流湾区和世界级城市群建设，将为珠三角航空枢纽，乃至粤港澳大湾区世界级机场群的建设提供重要支撑。南海之畔，新的腾飞时刻即将到来。

城市建设者

出品方

深圳市建筑工务署

栏目制作

建筑档案

深圳机场三跑道扩建工程

建设档案

项目名称：深圳机场三跑道扩建工程场地陆域形成及软基处理工程

建筑类型：填海造陆

项目地点：深圳机场二跑道以西，沿江高速以东、福永河以南区域

建设周期：2021年1月1日-2023年12月31日

规划用海面积：约285.5万㎡

陆域形成面积：约237.4万㎡

软基处理面积：约243.0万㎡

使用单位：深圳市机场（集团）有限公司

建设单位：深圳市建筑工务署文体和水务工程管理中心

深圳机场三跑道位于深圳机场二跑道和广深沿江高速公路之间，地处平行设置于二跑道西侧，长3600m，宽45m，飞行区按照最高等级4F级建设。深圳机场三跑道扩建工程场地陆域形成及软基处理工程为国家重大项目、广东省重点项目，规划用海面积约285.5万㎡，工程重点内容为约237万㎡的陆域形成及243万㎡的软基处理，外海堤总长约7437.7m，主要包括外海堤、跑道区、滑行道、土面区、水面区、场区围堰、穿越道及绕行滑行道共七个功能分区。三跑道建成后，将为纵深推进国际一流湾区和世界级城市群建设，对国际航空枢纽和粤港澳大湾区建设发展有辐射、带动和引领作用，具有重大的战略意义。

建设大事记

2020年02月24日 国家发改委批复项目工可研报告

2020年03月17日 三跑道项目陆域工程开工仪式

2020年05月11日 项目取得海域使用权证

2021年01月01日 项目全面开工

2022年06月04日 外海堤直立堤钢板桩完工

2022年11月11日 土面区开始进入真空预压期

2023年03月28日 跑道区中粗砂回填全线贯通合拢

2023年04月30日 项目所有陆域回填砂完成吹填

2023年12月31日 项目基本完工

参建单位

全过程工程咨询单位（联合体）：深圳市深水水务咨询有限公司、中水珠江规划勘测设计有限公司

EPC总承包单位（联合体）：中交天健（深圳）投资发展有限公司、中国交通建设股份有限公司、中交第四航务工程勘察设计院有限公司

关于城市建设者

本栏目是由深圳市建筑工务署出品的深圳重点项目深度记录栏目，以影像以及文字记录建筑匠心如何构筑城市未来。《城市建设者》聚焦大众对深圳生活以及深圳建设生产的关注，联动建设产业链条中的平台和各个端口，实地探访、调研、对话多个不同类型项目，以跟踪、记录的方式对话深圳重点项目建设的重要参与者，旨在探索和呈现深圳宏大的城市建设的背后，多方共建、群智群策的城市公共建筑的建设机制。我们期望这些公共建筑为城市起到传达文化使命感、共享社会机能的重要作用，以及其中蕴含的人文关怀、公共价值和城市文化空间的生成方式及社交属性，或将推动中国城市人居空间的改善、文化自信的培育以及社会公平发展。