机械工业第六设计研究院有限公司 河南郑州 450007
摘要：以江苏某国际机场扩建工程为例，通过对机场场区地质情况的分析，探讨了该机场场道地基处理工程、土方工程、道面工程、排水工程的设计思路及特点，以满足机场飞行区场道的使用要求。
关键词：机坪扩建，场道工程，地基处理，土方工程
十三五以来，我国民航事业快速发展，民航的年飞行架次快速增长，客货运吞吐量逐步提高。但是在民航业快速发展的同时，多数机场的现有机位数已经不能满足机场目前的需求和未来的发展需求，需要进行机场改扩建。而机场的改扩建工程如何进行工程设计是值得我们探讨。下面就江苏某国际机场的改扩建工程为例，探讨机场改扩建工程中场道工程设计。
1.机场概况简述
该机场飞行区指标为4E。现有一条长3200m、宽50m的跑道，两侧各设有5m宽的道肩，跑道的道面总宽度为60m。跑道两端外各设有60m×60m的防吹坪。另有1条3150m×23m的平行滑行道，其中4号联络道以南道肩宽7.5m，4号联络道以北道肩宽10.5m；跑滑间距为223.5m，跑滑之间设有5条联络道，从南至北编号依次为1～6，其中民航使用1、2、4、5、6号联络道，5条联络道宽度为23m，两侧各设有10.5m宽的道肩。跑道南、北两端的端安全地区长度均为300m
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图1 机场现状图
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图2 机场扩建后
机场水泥混凝土站坪全长1495m，宽120m，两侧各7.5m宽道肩，设4条联络滑行道与平滑相接，道面面积为155400㎡，共计2E6D16C共24个机位。本次机坪扩建增加机位14个，总机位数达到48个。
2.工程地质
场地土层主要为第四纪冲湖积相沉积、人工堆积，主要分布有素填土、淤泥质填土、粘土、亚粘土夹亚砂土、亚砂土等土层，具体分为6个工程地质层，各土层特征描述及工程地质特性如下：
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层素填土：褐灰色，成分主要为软塑状粘性土，含大量植物根茎；该层平均天然含水率为25.0%。均有揭露、普遍分布。该层土层底标高2.87～4.00m、平均3.42m；厚度0.20～1.60m、平均0.61m。工程地质性能较差。
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层淤泥质填土：灰色，流塑，含少量腐植物及有机质。该层土层顶埋深0.50m；层底标高2.01m；厚度1.10m。工程地质性能差。
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层粘土：灰黄色～褐黄色，硬塑，含铁锰质结核及氧化物，夹兰灰色高岭土条纹。平均天然含水率为25.1%。均有揭露、普遍分布，麻花钻孔未揭穿。该层土层顶埋深0.20～1.60m、平均0.62m；揭露厚度1.00～5.00m、平均3.22m。土层具中压缩性、工程地质性能较好。
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层粘土：灰黄色，软塑，局部硬塑，含铁锰质氧化物，夹兰灰色高岭土条纹。麻花钻孔未揭穿。该层土层顶埋深1.50～2.30m、平均1.95m；揭露厚度0.70～3.80m、平均2.28m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。
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层亚粘土夹亚砂土：根据静探曲线分析，该层土软塑、稍密，夹亚砂土薄层。静探孔均有揭露。该层土层顶埋深3.90～6.10m、平均4.97m；揭露厚度0.50～3.20m、平均1.52m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。
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层亚砂土：根据静探曲线分析，该层土稍密～中密。静探孔有揭露，未揭穿。该层土层顶埋深5.00～7.90m、平均6.31m；揭露厚度0.10～3.00m、平均1.69m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。
3.地基处理工程设计
3.1道面下土面区处理
根据勘察报告及前期工程经验，场区表层杂填土平均厚度近1m，多为前期弃土，富含耕植土及建渣，具有松散且不均匀的特点；此外地下水位较高，并有暗浜暗塘分布，未经有效处理不宜作为天然地基持力层。为解决浅部土层的不均匀性问题并结合机坪地势标高，在道面结构下部统一换填一层山皮石垫层，垫层厚度为50cm，如局部遇到软基土层时需增加换填的厚度。采用冲击碾压工艺进行浅部地基处理，以满足土基压实度及承载要求。
冲击碾压遍数为至少20遍，其中先进行5遍五边形冲碾。要求最后5遍碾压的沉降量小于1cm，压实后山皮石垫层干密度不小于19kN/m³，并满足土基表面反应模量不小于50MN/m³。
3.2道面下沟塘区处理
针对可能存在的暗沟暗塘，需统一进行沟塘处理，处理深度为淤泥层底。技术要求如下：
（1）用挖除法清除沟塘覆土及底部淤泥。
（2）开挖1：1台阶式边坡，台阶高度不大于30cm。
（3）沟塘底部填铺50cm厚的山皮石（含泥量不大于3%）滤水工作垫层；垫层应达到中密状态，干容重大于19kN/m³；山皮石垫层厚度允许误差为5cm。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。
（4）分层填筑素土至原地面高程；分层压实素土的厚度视采用的碾压机具而定，填土分层压实后的压实度不小于90%（重型）。
（5）当地下水位较高时，沟塘底部渗水严重，并直接影响填土分层压实效果时（比如有弹簧现象出现），可预先在沟塘内进行井点降水处理，待沟塘底部处于干爽状态时再进行素土分层压实。
4.土方地势设计
4.1地势设计的原则
地势设计应符合技术标准要求，确保飞机活动安全。应考虑场地排水便捷，避免暴雨时内涝或外灌；考虑与周围场地的合理衔接；道面高程应保证土基处于相对干燥状态，确保道面使用性能。最后，尽量减少土石方工程量，节省工程投资。并做好水土保持工作。
4.2 地势方案
（1）排水平面降坡一般不小于0.05%；
（2）土面横坡一般为0.5~3%；
（3）滑行道纵坡为降坡，坡度0.5%；道面横坡为0.8%~1.2%，道肩横坡为1.6%；
（4）停机坪纵坡为平坡，坡度0%；横坡为双面坡，坡度0.6%~0.8%；
（5）滑行道、停机坪延长段与现有飞行区土面、道面进行顺接，尽量维持现有坡度坡向并进行适当优化。
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图4 机坪地势设计
5.道面工程设计
5.1 道面结构类型的选择
目前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，故采用水泥混凝土道面结构形式。
5.2 道面结构的设计
道面水泥混凝土面层设计28d抗折强度为5.0MPa，道肩及道路水泥混凝土面层28d抗折强度为4.5MPa。水泥稳定碎石上基层7d浸水抗压强度不小于4MPa，下基层不小于3MPa。土基表面反应模量要求达到50MN/m³
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6.排水工程设计
6.1排水设计原则
（1）场区空侧和陆侧的排水系统分开设置，本次排水系统设计只涉及空侧飞行区及机坪部分。
（2）根据场区周围水系的水位情况和空侧场区的地势设计，本次空侧采用自流排水的原则，即飞行区和机坪区的雨水通过场内排水沟收集后分别自流排入周边的场外河渠。
（3）永久性排水设施的平面布设和断面设计应考虑规划和拟建场区的径流量。
（4）空侧场区排水沟的设计应避免出现冲刷和淤积，且水面坡降≥0.0005。
（5）空侧排水系统布置应尽量简捷通畅，在满足所需排水沟输水能力的前提下尽量节省工程造价。
6.2 排水设计方案
根据地势设计，连接带、机坪、平滑道及 特种车辆坪之间分别设置3条平行跑道方向的排水明沟，然后接入垂直方向的排水主沟，并向东接入现有场沟
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东西向垂直主沟位于现有机坪北侧排水明沟处，并进行改造。其中位于道面区域设为盖板暗沟。此外在新建机坪北侧设置东西向排水沟，接入土面区排水明沟内，主要收集北侧土面区雨水，如图6所示。
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图6 机场扩建排水设计
6.3 排水沟设计荷载及主要结构型式
排水沟结构按相关规范进行设计，具体如下：
（1）设置于土面区的U型明沟考虑Ⅰ类设计荷载，按汽-15级重车全重（20t）计算。
（2）设置在机坪上的盖板暗沟考虑Ⅱ类设计荷载，按B777-300ER机型的最大滑行全重计算。
（3）设置在连接带的盖板明沟考虑Ⅲ类设计荷载，按机场消防车、飞机牵引车等机场重荷载特种车辆全重计算。
7.附属设施工程设计
7.1 巡场路及服务道路
沿新建围界内侧巡场路，并兼做服务车道，路面边至围界间净距不小于5m。场区新建巡场路及服务道路宽度为8m，两侧各设0.5m路肩。
7.2 飞行区围界及陆空隔离设施
飞行区围界及陆空隔离设施沿新增飞行区边界以及飞行区与航站区分界处设置。新建围界均为钢筋网围界，围界高度不小于2.5m，顶部加装刺丝滚笼。
8.结语
本文以实际工程为例，对江苏某机场机坪扩建场道地基处理工程、土方地势工程、道面工程、场道排水工程及附属设施工程的设计等进行了探讨，为类似机坪扩建工程设计提供了参考经验。
参考文献：
［1］ MH5001—2013，民用机场飞行区技术标准［S］.
［2］ MH／T5004—2013，民用机场水泥混凝土道面设计规范［S］.
［3］ MH 5036—2017，民用机场排水设计规范［S］.
［4］ 夏镇文．山西某支线机场场道工程设计规模及思路探讨［J］.山西建筑，2015．