论文部分内容阅读
摘要：结合通航机场建设案例，分析研究大高差地形跑道工程处理方案。
关键词：通航机场；跑道；土方
1、引言
飞行区跑道工程主要建设项目内容包括地势土石方工程、道面工程、排水工程、地基处理工程及附属工程等。其中土石方工程、道面工程是跑道工程建设的核心。机场跑道工程设计应满足有关规范和标准的规定，符合使用要求，保证飞机运行安全；道面标高应保证道面结构层下的土基不处于过湿状态；便于新建场地飞行区和机场其它区域能够顺利衔接；尽量减少土石方工程量，节省土石方工程投资。
2、场地标高确定
2.1场地标高，特别是跑道标高的确定是起降点飞行区地势设计的关键，影响跑道标高的因素从工程建设角度主要有如下几方面：
（1）机场净空及土石方量的要求
（2）机场周边水文条件
（3）与机场周围相关地块的地势衔接
2.2根据业主提供的资料，考虑本期800米的建设规划，飞行区部分的原地面高差在115.8-146.0米之间（1985国家高程），其中还涉及到沟塘。同时，考虑到航站区部分的原地面海拔较高，考虑航站区北侧与已有道路较近，原道路标高较高，航站区与原有道路要进行较好地衔接，高差不能太大。另外，根据《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2013），对于飞行区指标Ⅰ为2的跑道，最大纵坡为2%。而对于飞机来说，跑道纵坡越大，运行越不利。综合各方面因素，拟定800米跑道从西北到东南方向，兩端标高分别为132.8米和131.55米，跑道0-550m部分采用平坡，550-800m部分采用0.5%降坡坡。
3、地基处理方案设计
根据机场的使用要求，将地基处理工程部位分为道槽区、边坡区和土面区三部分。
道槽区为道肩边线外延2m并按照1：0.75向下放坡至原地面所得的区域；边坡区为场区土石方计算边界线以外的放坡区域；土面区为道槽区和边坡区以外的区域。
3.1素填土处理
素填土层底标高：120.95～143.27m，层底埋深：0.20～1.50m，厚度：0.20～1.50m，厚度不大，全部清除。
3.2冲击碾压填筑
冲击碾压法填筑的参数如下：①采用三边形冲击式碾压机（25kJ）对填筑土石方进行冲击碾压。②填筑石料粒径不大于30cm，含泥量为5%～15%，不均匀系数Cu≥5。③每层虚铺厚度控制在1.2m。④每层冲击碾压遍数暂定25遍。⑤停止冲击碾压的条件是最后5遍冲碾的沉降量小于1cm。
3.3强夯填筑
强夯法填筑的参数如下：①强夯填筑料宜采用强度高、风化少、含泥量低的石料，石料粒径不大于50cm，含泥量为5%～15%，不均匀系数Cu≥5。②虚铺厚度控制在4.7m～4.8m，夯实后单层厚度约为4.0m。③夯锤锤底静压力为25kPa～40kPa。④点夯停夯标准为满足击数要求的同时，最后一击夯沉量不大于5.0cm。
考虑到一方面挖方区挖到岩层后需超挖设置褥垫层，另一方面填挖交接处易产生不均匀沉降，此外场区土石方材料性质不一，为保证道槽下能有一个均匀稳定提供承载能力的道床，本次工程在道槽区统一设置一层山皮石垫层，厚度为50cm。要求山皮石垫层顶面地基反应模量不小于60MN/m3。山皮石垫层的材料来源可考虑优先选用场区及周边的土石方工程的挖方。
3.4沟塘处理
沟塘处理的主要技术要求如下：①疏干沟塘内积水，对于和场外贯通的河浜，须用围堰筑坝与外界水系隔离；用挖除法清除沟塘底部淤泥。②河、沟、塘底部填铺50cm厚的滤水工作垫层；在沟塘底部设置集水坑收集地下水或雨水，并用水泵进行强排。③开挖1：2台阶式边坡，台阶高度0.5m，宽度为1m。分层碾压素土至周围清除植物土后的地面标高。沟塘回填材料应与沟塘周围地基基本一致：沟塘周围地基为土质时，采用土料回填，沟塘周围为岩质时，回填料采用石料。分层压实素土的厚度视碾压机具而定，宜采用30cm厚。
3.5飞行区边坡与净空坡面防护
场区土石方计算边界线往外进行放坡处理，填方区边坡系数一般为1：2，挖方区平整155m后与侧净空1：5的过渡面按照不大于1：1的坡度接坡。为防止水土流失和坡面冲刷，在飞行区边界放坡的坡面和净空处理区域进行必要的坡面防护。
4、道面工程
4.1道面结构类型的选择
（1）国内民用机场的场道道面一般采用水泥混凝土或沥青混凝土两种结构形式。其中，机坪由于需要具备较强的耐燃油侵蚀能力和飞机停放时抗表面沉陷能力，故均采用水泥混凝土道面结构形式。
（2）新建青岛平度通用机场的跑道、滑行道采用水泥混凝土道面和沥青混凝土道面在技术上都是可行的。两种道面结构形式在建设和运行期间有不同的优缺点，但均能满足使用要求。
（3）考虑远期发展规划，在道面结构方面做到一次建设，根据拟选机型荷载及相关保障车辆使用要求，基层结构为18厘米厚水泥稳定碎石基层+18厘米厚水泥稳定碎石底基层。
（4）砼面层结构根据设计机型和使用车辆进行计算：运-12飞机最大起飞重量为5吨，砼面层需18厘米；米-171直升机最大起飞重量为12吨，砼面层需20厘米；8吨中型泡沫消防车全重一般在19吨左右，砼面层需24厘米。综合上述几种产生荷载的机型或车辆，砼道面厚度取24厘米。
（5）道面各结构层设计强度如下：跑道、滑行道、停机坪水泥混凝土设计28d抗弯拉强度为不小于5.0MPa，道肩水泥混凝土设计28d抗弯拉强度为4.5MPa，水泥稳定碎石上基层设计7d浸水抗压强度为不小于3.0MPa，水泥稳定碎石下基层设计7d浸水抗压强度为不小于2.0MPa。
4.2道面接缝
（1）道面纵向施工缝采用拉杆平缝。
（2）道面横缝采用假缝，其中，跑道端部100m范围内以及邻近道面边部自由端的三条假缝加传力杆。
（3）道面交接、交叉及弯道处，设置交接平缩缝。
（4）道肩纵向施工缝采用平缝，横缝采用假缝，同时，每隔两到三块道面板设置一条胀缝。
4.3道面补强及相关预埋设施
排水沟、消防管及大孔径电缆排管等管线下穿道面位置，对相应部位的道面板采用钢筋网补强。给水栓井、消防栓井及电缆井等设施周围的道面混凝土，采用孔口钢筋补强。
5、结语
本文通过对青岛某通航机场跑道的设计案例分析，提出了对跑道工程高填方地段等不良场地条件的处理方案，达到满足机场建设的安全性和经济性的有机结合。
参考文献
[1] 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
[2] 《通用机场建设规范》（MH/T5026-2012）
[3] 《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2013）
作者简介：张代政，男， 1969年12月生，汉族，工程师，从事民用建筑设计管理工作。
关键词：通航机场；跑道；土方
1、引言
飞行区跑道工程主要建设项目内容包括地势土石方工程、道面工程、排水工程、地基处理工程及附属工程等。其中土石方工程、道面工程是跑道工程建设的核心。机场跑道工程设计应满足有关规范和标准的规定，符合使用要求，保证飞机运行安全；道面标高应保证道面结构层下的土基不处于过湿状态；便于新建场地飞行区和机场其它区域能够顺利衔接；尽量减少土石方工程量，节省土石方工程投资。
2、场地标高确定
2.1场地标高，特别是跑道标高的确定是起降点飞行区地势设计的关键，影响跑道标高的因素从工程建设角度主要有如下几方面：
（1）机场净空及土石方量的要求
（2）机场周边水文条件
（3）与机场周围相关地块的地势衔接
2.2根据业主提供的资料，考虑本期800米的建设规划，飞行区部分的原地面高差在115.8-146.0米之间（1985国家高程），其中还涉及到沟塘。同时，考虑到航站区部分的原地面海拔较高，考虑航站区北侧与已有道路较近，原道路标高较高，航站区与原有道路要进行较好地衔接，高差不能太大。另外，根据《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2013），对于飞行区指标Ⅰ为2的跑道，最大纵坡为2%。而对于飞机来说，跑道纵坡越大，运行越不利。综合各方面因素，拟定800米跑道从西北到东南方向，兩端标高分别为132.8米和131.55米，跑道0-550m部分采用平坡，550-800m部分采用0.5%降坡坡。
3、地基处理方案设计
根据机场的使用要求，将地基处理工程部位分为道槽区、边坡区和土面区三部分。
道槽区为道肩边线外延2m并按照1：0.75向下放坡至原地面所得的区域；边坡区为场区土石方计算边界线以外的放坡区域；土面区为道槽区和边坡区以外的区域。
3.1素填土处理
素填土层底标高：120.95～143.27m，层底埋深：0.20～1.50m，厚度：0.20～1.50m，厚度不大，全部清除。
3.2冲击碾压填筑
冲击碾压法填筑的参数如下：①采用三边形冲击式碾压机（25kJ）对填筑土石方进行冲击碾压。②填筑石料粒径不大于30cm，含泥量为5%～15%，不均匀系数Cu≥5。③每层虚铺厚度控制在1.2m。④每层冲击碾压遍数暂定25遍。⑤停止冲击碾压的条件是最后5遍冲碾的沉降量小于1cm。
3.3强夯填筑
强夯法填筑的参数如下：①强夯填筑料宜采用强度高、风化少、含泥量低的石料，石料粒径不大于50cm，含泥量为5%～15%，不均匀系数Cu≥5。②虚铺厚度控制在4.7m～4.8m，夯实后单层厚度约为4.0m。③夯锤锤底静压力为25kPa～40kPa。④点夯停夯标准为满足击数要求的同时，最后一击夯沉量不大于5.0cm。
考虑到一方面挖方区挖到岩层后需超挖设置褥垫层，另一方面填挖交接处易产生不均匀沉降，此外场区土石方材料性质不一，为保证道槽下能有一个均匀稳定提供承载能力的道床，本次工程在道槽区统一设置一层山皮石垫层，厚度为50cm。要求山皮石垫层顶面地基反应模量不小于60MN/m3。山皮石垫层的材料来源可考虑优先选用场区及周边的土石方工程的挖方。
3.4沟塘处理
沟塘处理的主要技术要求如下：①疏干沟塘内积水，对于和场外贯通的河浜，须用围堰筑坝与外界水系隔离；用挖除法清除沟塘底部淤泥。②河、沟、塘底部填铺50cm厚的滤水工作垫层；在沟塘底部设置集水坑收集地下水或雨水，并用水泵进行强排。③开挖1：2台阶式边坡，台阶高度0.5m，宽度为1m。分层碾压素土至周围清除植物土后的地面标高。沟塘回填材料应与沟塘周围地基基本一致：沟塘周围地基为土质时，采用土料回填，沟塘周围为岩质时，回填料采用石料。分层压实素土的厚度视碾压机具而定，宜采用30cm厚。
3.5飞行区边坡与净空坡面防护
场区土石方计算边界线往外进行放坡处理，填方区边坡系数一般为1：2，挖方区平整155m后与侧净空1：5的过渡面按照不大于1：1的坡度接坡。为防止水土流失和坡面冲刷，在飞行区边界放坡的坡面和净空处理区域进行必要的坡面防护。
4、道面工程
4.1道面结构类型的选择
（1）国内民用机场的场道道面一般采用水泥混凝土或沥青混凝土两种结构形式。其中，机坪由于需要具备较强的耐燃油侵蚀能力和飞机停放时抗表面沉陷能力，故均采用水泥混凝土道面结构形式。
（2）新建青岛平度通用机场的跑道、滑行道采用水泥混凝土道面和沥青混凝土道面在技术上都是可行的。两种道面结构形式在建设和运行期间有不同的优缺点，但均能满足使用要求。
（3）考虑远期发展规划，在道面结构方面做到一次建设，根据拟选机型荷载及相关保障车辆使用要求，基层结构为18厘米厚水泥稳定碎石基层+18厘米厚水泥稳定碎石底基层。
（4）砼面层结构根据设计机型和使用车辆进行计算：运-12飞机最大起飞重量为5吨，砼面层需18厘米；米-171直升机最大起飞重量为12吨，砼面层需20厘米；8吨中型泡沫消防车全重一般在19吨左右，砼面层需24厘米。综合上述几种产生荷载的机型或车辆，砼道面厚度取24厘米。
（5）道面各结构层设计强度如下：跑道、滑行道、停机坪水泥混凝土设计28d抗弯拉强度为不小于5.0MPa，道肩水泥混凝土设计28d抗弯拉强度为4.5MPa，水泥稳定碎石上基层设计7d浸水抗压强度为不小于3.0MPa，水泥稳定碎石下基层设计7d浸水抗压强度为不小于2.0MPa。
4.2道面接缝
（1）道面纵向施工缝采用拉杆平缝。
（2）道面横缝采用假缝，其中，跑道端部100m范围内以及邻近道面边部自由端的三条假缝加传力杆。
（3）道面交接、交叉及弯道处，设置交接平缩缝。
（4）道肩纵向施工缝采用平缝，横缝采用假缝，同时，每隔两到三块道面板设置一条胀缝。
4.3道面补强及相关预埋设施
排水沟、消防管及大孔径电缆排管等管线下穿道面位置，对相应部位的道面板采用钢筋网补强。给水栓井、消防栓井及电缆井等设施周围的道面混凝土，采用孔口钢筋补强。
5、结语
本文通过对青岛某通航机场跑道的设计案例分析，提出了对跑道工程高填方地段等不良场地条件的处理方案，达到满足机场建设的安全性和经济性的有机结合。
参考文献
[1] 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
[2] 《通用机场建设规范》（MH/T5026-2012）
[3] 《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2013）
作者简介：张代政，男， 1969年12月生，汉族，工程师，从事民用建筑设计管理工作。