西安咸阳国际机场3＃雨水调蓄池周边土面区专项维护研究报告

一、研究背景与工程概况
（一）研究背景与意义
西安咸阳国际机场三期扩建工程3＃雨水调蓄池为地下式钢筋混凝土储水构筑物，坐落于飞行区一跑道东侧土面区内。调蓄池承担飞行区雨水调蓄、削峰减排功能，但其结构渗漏风险将直接作用于周边湿陷性黄土地基，引发土面区不均匀沉降、土基强度衰减、平整度超标等问题，严重时可衍生FOD、道面脱空等运行隐患，威胁航空器地面运行安全。
本报告基于3＃调蓄池设计文件，结合湿陷性黄土地区水工构筑物运维规律与机场飞行区安全管控要求，系统识别渗漏风险链条，借鉴行业先进防控技术，构建“预防－监测－处置－恢复”全链条专项维护体系，为提升土面区运行安全韧性、保障调蓄池全生命周期安全运行提供技术支撑。
（二）3＃雨水调蓄池工程概况
1.结构与设计参数
构筑物为钢筋混凝土箱型结构，主体混凝土强度等级C30、抗渗等级P8，结构安全等级一级，设计使用年限50年，防水等级二级，结构裂缝最大宽度限值0.20mm。池体设置伸缩缝、施工缝，采用中埋式＋外贴式橡胶止水带防水；底板、壁板设置混凝土加强带，采用膨胀混凝土补偿收缩。
2.地质与水文条件
场地属湿陷性黄土区域，湿陷性等级为严重～很严重，地基无液化风险；稳定地下水位标高421.78～429.35m，地基土对混凝土结构具有微腐蚀性。地基采用素土挤密桩处理，消除湿陷性，底板下设水泥土褥垫层，周边回填土分层压实。
3.配套系统
设置液位计、压力变送器、有毒有害气体检测仪等自控仪表，配套水下高清视频监控；采用箱变供电，潜水泵组实现雨水提升回用与排放。
（三）周边土面区运行管控要求
飞行区土面区需满足《民用机场飞行区技术标准》要求：土面区坡度应满足排水要求且不得影响航空器运行安全，土基压实度、平整度需符合场务维护标准；严禁出现积水、冲沟、不均匀沉降，防止FOD滋生与土基承载力下降；紧邻跑道的土面区沉降变形需严格控制，避免影响跑道道面结构稳定性。
二、渗漏风险源识别与运行安全影响分析
（一）结构本体渗漏风险源
1.接缝类渗漏：池体伸缩缝、施工缝为渗漏高发部位。设计采用橡胶止水带＋止水钢板防水，但若止水带安装偏差、接头黏结失效、施工缝凿毛不彻底，在水压力、温度应力、沉降变形作用下易出现缝隙渗漏，是最主要的渗漏通道。
2.洞口类渗漏：穿墙套管、预留孔洞、顶管进出洞处，若洞口加固钢筋不到位、密封填料老化、防水套管施工缺陷，易形成渗漏水路径。
3.结构裂缝渗漏：混凝土收缩、温度应力、不均匀沉降可能引发池壁、底板微裂缝，当裂缝宽度超过0.2mm限值或贯通时，将导致渗漏水；湿陷性黄土地基不均匀沉降还会加剧结构开裂，形成恶性循环。
4.防腐防水涂层失效：外壁防腐涂层、内壁水泥砂浆面层破损脱落，将加速混凝土碳化与腐蚀，降低结构抗渗耐久性。
（二）地基与周边土体风险源
1.湿陷性黄土遇水湿陷：场地为严重～很严重湿陷性黄土，若池体渗漏导致周边地下水位上升或土体浸水，未完全处理的残余湿陷性将引发地基沉降，进一步拉扯池体结构，扩大渗漏通道。
2.回填土沉降与渗流：池壁周边回填土若压实度不足，渗漏水流将形成渗流通道，冲刷土体形成空洞，导致土面区塌陷；同时渗流携带细颗粒流失，加剧地基不均匀变形。
3.地下水腐蚀作用：地下水对混凝土具有微腐蚀性，长期作用下会劣化混凝土抗渗性能，削弱结构耐久性，逐步扩大渗漏风险。
（三）外部环境诱发风险
1.极端气象：暴雨导致池内水位骤升，水压力增大加速渗漏；冻融循环导致止水带、密封材料老化脆化，防水性能下降。
2.施工与运维扰动：周边土面区作业、重型车辆碾压可能扰动池体周边土体，影响地基稳定性；运维不当导致池内水位大幅波动，加剧结构疲劳。
（四）渗漏对土面区运行安全的影响机制
1.土基性能劣化：渗漏导致土面区土基含水量升高，压实度与承载力下降，在航班尾流、车辆碾压作用下易出现车辙、松软区，不符合飞行区场地标准。
2.不均匀沉降病害：湿陷性黄土浸水后局部沉降，造成土面区平整度超标，严重时引发相邻道面脱空、开裂，直接威胁航空器滑行与起降安全。
3.次生FOD与环境风险：渗漏冲刷形成冲沟、土坑，易积聚杂物形成FOD；长期积水还会滋生杂草、蚊虫，破坏土面区外观与运行环境。
4.运行管控被动：渗漏隐患隐蔽性强，发现不及时易演变为突发病害，导致飞行区临时管控，影响机场运行效率。
三、行业先进风险防范理念与技术借鉴
（一）全生命周期预防性维护理念
国内大型机场与市政水务工程已普遍推行“预防性维护为主、事后抢修为辅”的全生命周期运维模式：通过常态化巡检、定期结构检测、防水性能评估，在渗漏萌芽阶段介入处置，避免病害扩大；将维护成本从“末端治理”向“前端防控”转移，大幅降低全周期运维成本与运行风险。
本工程可借鉴该理念，改变“漏了再修”的被动模式，建立以结构耐久性为核心的预防性维护机制。
（二）水池渗漏智能监测技术进展
当前行业先进监测技术包括：
1.分布式光纤监测：在池壁、底板预埋光纤传感器，实时捕捉结构微裂缝与温度应力变化，实现渗漏前兆预警。
2.渗压与水位联动监测：在池周土体布设渗压计，结合池内液位数据，通过渗流模型反演渗漏位置与渗漏量。
3．AI视频识别：利用水下与周边监控摄像头，通过图像算法识别墙面水渍、涌水点，替代人工巡检盲区。
4.沉降自动化观测：采用GNSS自动化沉降监测系统，高频次采集池体与土面区沉降数据，捕捉不均匀沉降趋势。
（三）湿陷性黄土地区防渗运维技术
湿陷性黄土地区水工构筑物运维形成了“截、排、堵、固”成套技术：
1.地表截排水：池周设置封闭排水系统，防止地表雨水下渗浸润地基。
2.渗漏快速封堵：采用聚氨酯注浆、丙烯酸盐灌浆等非开挖技术，对渗漏点与土体渗流通道进行封堵加固。
3.地基防渗帷幕：对渗漏严重区域，在池周施工高压旋喷桩防渗帷幕，阻断渗流路径，保护周边土体。
（四）机场飞行区土面区管控先进经验
国内枢纽机场在土面区管控中形成两项核心经验：
1.网格化分区管控：按风险等级将土面区划分为重点区、一般区，紧邻跑道、构筑物周边为重点区，加密巡检与监测频次。
2.场务－水工联动机制：场务日常巡检同步关注构筑物周边土面异常，水工专业定期向场务反馈构筑物健康状态，实现风险联防。
四、专项维护体系构建
（一）维护体系总体框架
构建“三级维护＋双重监测＋一级应急”的专项维护体系：
三级维护：日常巡检（一级）、定期检测（二级）、专项整治（三级），逐级递进、闭环管理；
双重监测：结构本体安全监测＋周边土面区运行指标监测，数据联动分析；
一级应急：统一渗漏应急处置预案，实现土面区快速响应与恢复。
（二）分级维护作业机制
1.一级：日常巡检维护
由场务与水工运维人员联合执行，按日／周频次开展外观巡查、功能检查，及时处置表面缺陷、清理排水设施，做到“小缺陷不过夜”。
2.二级：定期检测评估
每季度／年度委托专业机构开展结构完整性检测、防水性能检测、土面区指标检测，出具健康评估报告，制定下阶段维护计划。
3.三级：专项整治修复
针对检测发现的渗漏隐患、结构裂缝、土面沉降超标等问题，制定专项整治方案，采用专业技术实施修复，验收合格后方可销项。
（三）维护质量控制标准
1.结构防水标准：池体渗水量严格控制在2L／（m²・d）以内；结构裂缝宽度≤0.2mm，无贯通性裂缝；止水带无开裂、脱空、老化。
2.土面区运行标准：土基压实度≥93％（重点区），平整度偏差符合飞行区技术标准；无积水、冲沟、塌陷；沉降速率≤5mm／月且趋于稳定。
3.作业安全标准：所有飞行区内维护作业严格遵守机场飞行区施工管理规定，落实FOD防控、人员车辆资质、作业时间管控等要求。
五、日常维护作业实施细则
（一）调蓄池本体日常巡检与维护
1.巡检频次与内容
每日：池顶盖板、通风口、周边排水明沟外观检查，清理杂物，确保排水通畅；
每周：进入池内检查内壁、施工缝、伸缩缝、穿墙套管处有无水渍、渗水、结晶析出；检查止水带外观有无开裂、脱落。
每月：检查防腐涂层、水泥砂浆面层完整性，对局部破损进行修补；校验液位、压力监测数据。
2.常规维护要点
表面缺陷修补：对混凝土表面麻面、剥落，采用聚合物砂浆修补；对小于0.2mm的非结构性裂缝，采用表面封闭处理。
止水带养护：清理止水带表面积灰，对橡胶止水带涂刷保护剂，延缓老化。
加强带与施工缝：定期检查施工缝止水钢板锈蚀情况，出现锈胀及时除锈防腐。
（二）周边土面区日常维护作业
1.巡检内容
每日：巡查土面区有无积水、冲沟、塌陷、杂草丛生，重点关注池体轮廓线周边5m范围。
每周：检查土面区坡度、平整度，对车辆碾压形成的车辙及时整平压实。
每月：检测土面区压实度，重点区域取样检测含水率，排查浸水隐患。
2.维护作业要求
整平压实：采用轻型压实设备对松软区、车辙区补压，严格控制压实度，避免重型设备扰动池体结构。
排水维护：定期疏通池周排水沟，确保降雨时地表径流快速排出，严禁积水下渗。
植被管控：定期修剪清理杂草，防止根系破坏土体与防水层。
（三）季节性专项维护
1.雨季（汛期）前：全面排查池体防水薄弱点，疏通全部排水系统，检查水泵排放功能；加密土面区巡查，提前整平低洼区。
2.冬季前：对暴露的止水带、密封件做防冻保护；排空闲置管线存水；做好土面区防冻胀巡查。
3.冻融期后：开展春季专项检测，重点检查冻融对防水构造、混凝土表面的损伤，及时处置冻胀引发的土面隆起、沉降。
六、渗漏风险监测预警体系
（一）监测体系总体布局
依托现有自控系统，补充结构与土面区专项监测点，形成“池内－池体－池周－土面区”四维监测网络：
池内：液位、压力监测，掌握水荷载变化；
池体：关键截面应变、裂缝监测，捕捉结构损伤；
池周：土体渗压、地下水位监测，识别渗漏扩散；
土面区：沉降、平整度、含水率监测，评估运行风险。
（二）监测项目与技
本次监测体系涵盖结构本体、土体与地下水、土面区及视频监控四大类别，各项目的点位布设、监测频次与技术要求如下：
1.结构本体监测包含结构沉降、裂缝与应变、渗水量三项核心指标。结构沉降测点布设于池体四角及伸缩缝两侧，常规采用人工方式每月监测1次，汛期、冻融期等重点时段加密观测，测量作业严格遵循《建筑沉降变形测量规范》；裂缝与应变监测覆盖施工缝、伸缩缝及结构应力集中区域，采用自动化设备实时采集数据，每季度辅以人工现场复核，裂缝监测精度不低于0.01mm；渗水量监测以集水井及池体渗漏点为固定观测点位，每月开展人工量测，监测数据通过满水试验法复核校准。
2.土体与地下水监测设置地下水位、孔隙水压力两项观测内容。在调蓄池周边布设3座观测井开展地下水位监测，在池周土体不同深度埋设测点监测孔隙水压力，两项指标均采用自动化设备每日自动采集；其中地下水位监测精度控制为±10mm，孔隙水压力监测可精准捕捉土体渗流突变信号，及时识别渗漏扩散趋势。
3.土面区监测包含地表沉降与土基含水率两个项目。地表沉降测点沿池周5m、15m范围呈环状布设，常规每半月监测1次，雨季加密观测，采用GNSS自动化监测结合人工复核的方式保障数据准确性；土基含水率监测在土面区重点区域取样检测，每月开展1次，统一采用烘干法测定含水率指标。
4.视频监控覆盖池内水下场景与池周周边区域，在池内、池周关键点位布设摄像设备，实行24小时不间断实时监控，依托AI渗漏识别技术辅助排查人工巡检难以发现的隐蔽渗漏隐患。术要求。
（三）预警分级与响应机制
设置四级预警，分级触发处置：
1.蓝色预警（关注级）：单监测点数据接近阈值，如局部土基含水率升高、表面微裂缝扩展。响应：加密巡检频次，重点跟踪数据变化，排查诱因。
2.黄色预警（预警级）：出现明显水渍、渗水量接近限值、土面区轻微沉降。响应：组织专项检测，定位渗漏点，制定修补方案，同步管控周边土面区作业。
3.橙色预警（告警级）：出现点状渗漏、渗水量超标、局部沉降速率加快。响应：启动渗漏应急处置，对渗漏点临时封堵；土面区设置警示区域，限制重型车辆通行。
4.红色预警（紧急级）：出现涌水、大面积渗漏、土面塌陷风险。响应：启动应急预案，降低池内水位，封闭周边土面区，联动运行管理部门调整飞行区使用方案，同步开展抢险。
七、渗漏应急处置与土面区恢复方案
（一）应急响应分级
对应预警等级，应急响应分为Ⅳ级（蓝色）、Ⅲ级（黄色）、Ⅱ级（橙色）、Ⅰ级（红色），分别由运维班组、部门、场务管理部、机场运行指挥中心统筹指挥。
（二）分级处置流程
1.Ⅳ级／Ⅲ级响应
运维人员现场核实渗漏位置、渗漏量，采用表面封堵、注浆堵漏等方式快速处置；同步排查土面区受影响范围，对软化土体进行翻晒、换填、压实；处置完成后持续监测7天，确认无复发后方可销项。
2.Ⅱ级／Ⅰ级响应
立即降低池内水位，减小水压力；在渗漏点外侧设置临时导排沟，引导积水集中排出，避免扩散浸润土基；飞行区管理部门划定管控区域，设置警示标识，必要时调整滑行路线；采用化学注浆（聚氨酯、水泥－水玻璃双液浆）对渗漏通道与周边土体进行封堵加固；对沉降土面区采用注浆加固或换填处理。
（三）土面区快速恢复技术
1.表层快速修复：对轻度软化、车辙区域，采用换填级配砂石＋轻型压实，快速恢复平整度与承载力。
2.深层加固修复：对浸水湿陷区域，采用灰土挤密桩或注浆加固，消除残余湿陷性，恢复土基强度。
3.恢复验收标准：修复后土面区压实度、平整度、坡度需符合飞行区技术标准，经场务与运行部门联合验收后方可解除管控。
（四）事后评估与长效整改
应急处置完成后，组织结构、地质、场务专业开展事后评估，查明渗漏根本原因，从结构防水、地基加固、排水系统三个维度制定长效整改方案；同步更新维护手册与应急预案，避免同类风险重复发生。
八、维护管理保障机制
（一）组织与职责分工
成立专项维护工作组，明确职责：
水工运维专业：负责调蓄池结构、防水、设备的巡检、检测、维修；
场务管理专业：负责周边土面区日常维护、运行指标管控、应急场地恢复；
安全管理专业：负责飞行区作业安全监督、FOD防控管理；
运行指挥部门：负责应急状态下飞行区运行调整与协同。
（二）制度与标准建设
1.编制《3＃调蓄池及周边土面区运维操作规程》，明确巡检、检测、维护的作业流程、质量标准、安全要求。
2.建立“一台账、一档案”：建立维护作业台账，留存巡检、检测、处置全记录；建立结构健康档案，持续跟踪沉降、裂缝等长期性能变化。
3.将专项维护纳入机场飞行区场务维护考核体系，压实管理责任。
（三）人员能力建设
1.定期开展湿陷性黄土特性、水池渗漏治理、飞行区作业安全等专项培训，提升运维人员风险识别与处置能力。
2.每年组织1～2次渗漏应急演练，检验预案可行性与跨部门联动效率。
（四）跨部门联动机制
建立水工－场务－运行－应急四方联动机制：
日常信息共享：定期互通结构健康状态与土面区运行情况；
风险联合排查：雨季、冻融期开展联合巡检，共同研判风险；
应急协同处置：渗漏突发事件中，统一指挥、分工协作，最大限度降低对机场运行的影响。
九、结论与建议
3＃雨水调蓄池地处湿陷性黄土飞行区土面区，渗漏风险具有隐蔽性强、连锁影响大、处置要求高的特点。通过构建“预防性维护＋智能化监测＋快速化应急”的专项维护体系，可有效管控渗漏风险，保障周边土面区运行安全。
结合工程实际，提出以下建议：
（一）优先补齐监测短板：在建设期预留监测接口，运营初期补充关键点位自动化监测设备，实现渗漏风险早发现、早预警。
（二）强化地基防水协同：将池周截排水系统作为重点维护对象，从源头减少土体浸水风险，发挥湿陷性黄土地基处理的长期效能。
（三）深化技术储备：提前对接专业机构，储备湿陷性黄土渗漏治理、土面区快速修复的技术与物资，提升应急处置能力。
（四）纳入智慧场务平台：将调蓄池监测数据接入机场智慧场务管理系统，实现数据融合分析与可视化管控，提升运维精细化水平。