某飞机场建设项目安全预评价报告 - 图文(7)

***省机场集团有限公司***机场分公司******机场改扩建工程安全预评价报告——2建设项目概况 （2）地基处理技术指标

据机场的使用要求，将飞行区工程部位分为道槽区、边坡区和土面区。道槽区为道肩边线各往外延 2m 并按照 1：0.75 向下放坡至原地面所得的区域；边坡区为影响填方边坡稳定性的填方体和原地面区域；土面区为道槽区和边坡区以外的区域。

1）道槽区土基顶面的反应模量不低于 60MN/m3。

2）边坡稳定性系数正常工况下大于 1.30；暴雨工况下大于 1.15；地震工况下大于 1.1。

（3）主要工程地质问题及分析

根据机场建设时期勘察所揭示的地质情况，可将场区的工程地质问题归纳总结为：高填方边坡及地基稳定问题；高填方沉降和不均匀沉降问题；岩溶稳定问题。

1）高填方边坡及地基稳定问题

该机场为高填方机场，地表存在第四系覆盖层。覆盖层主要由耕植土和红粘土组成，局部地段有少量素填土、粉质粘土和块碎石土等揭露。场区第四系主要分布在溶蚀侵蚀槽谷区及缓坡地带，厚度变化较大，最厚处可达 35m 以上，其力学强度较低，压缩量大，在高填方边坡作用下其稳定性是本工程的关键性问题。

根据西南地区类似机场建设及***机场工程建设经验，填筑体按综合坡比 1：2～1：2.5 放坡（并碾压密实） ，不会发生填筑体自身失稳；沟谷内软弱土层分布最广，厚度最大，力学性质最差，地基与填方体有整体失稳的可能；边坡区地形坡度较大，因此，高填方有沿原地面软弱面失稳的可能。

2）高填方沉降和不均匀沉降问题

高填方的变形包括沉降变形和侧向变形。对机场工程而言，主要是研究沉降变形。若沉降与不均匀沉降过大，将导致道面结构破坏、导致场区管线破坏、甚至改变设计地势，造成场区排水不畅。高填方沉降主要包括两部分：一是在高填方体巨大的附加荷载作用下，高填方下天然地基产生的沉降变形；二是高填方自身在其自重作用下发生压缩变形。场区填方高度大，地基不均匀，沉降和不均匀沉降问题比较突出。

分析：沉降变形的核心问题其实是控制沉降时间的问题。从理论上分析，填方体及地基在填方体的自重作用下的沉降变形是一个逐步收敛的过程，假使允许的沉降时间足够长，填方体及地基的沉降变形最终总会收敛稳定。但是，工程建设有明确的工期要求，不可能无限期的等待沉降稳定，必须将沉降稳定的时间控制在合理的工期内。同时，机场运营期间的工后剩余沉降也要控制在许可的范围内。如何保证高填方及地基在既定的

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***省机场集团有限公司***机场分公司******机场改扩建工程安全预评价报告——2建设项目概况 工期内使沉降趋于稳定，且使工后剩余沉降控制在许可的范围内，是本机场需要重点研究的一个技术问题。

3）岩溶稳定问题

区内总体属岩溶地貌形态，表现为石芽残丘和溶蚀侵蚀峰丛地貌。经机场建设时期的调查发现，地表岩溶主要以漏斗、落水洞、石芽、溶沟、溶槽等微地貌形态展现；地下岩溶微地貌形态有溶洞、土洞、溶蚀带等。地表岩溶都能够有效处理，但地下岩溶的处理却是一大难点。地下岩溶失稳塌陷将造成道槽区结构的破坏，在边坡区也可能引发填方体的牵引式滑移。岩溶稳定是本机场岩土工程技术的关键问题之一。

分析：地下岩溶的处理有两大难点：一是其发育的隐蔽性，现有的勘察手段很难将发育特征准确探明；二是处理方法，主要是深部溶洞的处理，普遍采用的灌浆手段在岩溶竖向发育区很难达到理想的处理效果。

（4）地基处理初步方案 1）填方区

根据《****机场飞行区地基处理工程设计》 （中国民航中南机场设计研究院，2002 年 6 月） ，机场建设时期对红粘土原地面强夯工艺进行了试验和分析，结果表明因红粘土含水量高、粘粒含量高、渗透性差，强夯后出现明显的弹簧土现象和超孔压升高现象，且难以达到相邻两击平均夯沉量小于 5cm 的要求，因此强夯工艺对于原地面的处理效果不佳。***机场第四系覆盖层厚度厚，强度低、透水性差，因此在填方作用下压缩量大。碎石桩渗透系数大，成为桩间土的排水通道，使得超孔隙水压力能快速消散，利于加速排水固结，减小工后沉降及不均匀沉降，因此已经在大量类似的机场工程中得到成果应用。***机场建设时期也采用了碎石桩方案用于加速土体排水固结，提高地基承载力和抗剪强度，因此本工程中针对道槽区和边坡区也计划采用这一设计方案。根据上述成果和经验，提出填方区地基处理方案如下：

2）道槽区

①道槽区原地面处理

对存在第四系覆盖物的地段，如厚度小于 3m，则直接置换处理；对于厚度大于 3m 的地段，采用碎石桩方案，碎石桩桩径 0.5m，间距 1.5m，碎石桩之上铺设 50cm 碎石垫层用于排水。

②道槽区填筑体处理

A、对细粒土填料采用振动碾压或冲击碾压密实；

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***省机场集团有限公司***机场分公司******机场改扩建工程安全预评价报告——2建设项目概况 B、对粗粒土和巨粒土填料采用强夯密实； C、顶部填料采用级配良好的粗粒土进行填筑。 3）边坡区

①边坡区原地面处理

对覆盖层厚度小于 3m 的部位采用置换处理；对覆盖层厚度大于 3m的区域采用碎石桩方案。 碎石桩桩径 0.5m， 间距 1.5m， 碎石桩之上铺设 50cm碎石垫层用于排水。

②边坡区填筑体处理

A、对细粒土填料采用振动碾压或冲击碾压密实； B、对粗粒土和巨粒土填料采用冲击碾压或强夯密实；

C、填方边坡坡比根据工程地质条件及地形条件，设计按综合坡比1:2～1:2.5 考虑，对于边坡高度高的地方铺设土工格栅用于减少其变形。

4）土面区

①土面区原地面处理 清理表层耕植土后直接填筑。 ②土面区填筑体处理

采用振动碾压或强夯对填料进行密实处理。 ③土面区顶面覆土绿化

对土面区顶面铺设 30cm 的隔水粘性土和耕植土，并植草绿化。 （5）岩溶处理初步方案 1）地表岩溶的处理初步方案

对地表的岩溶漏斗、塌陷，根据充填物厚度不同，选用置换或强夯处理。对落水洞，采用夯填块碎石的方法处理，并在洞口设置反滤层。

2）地下岩溶的处理初步方案

?道槽区及边坡稳定影响区内的不稳定洞体处理方法

A、对埋藏深度小于 2m 的洞体，采用清爆换填法进行处理。首先清除洞体覆盖层，采用爆破方法对洞体顶板进行破碎，清除顶板破碎物和洞体内充填物，分层回填块碎石进行强夯。强夯采用 3000kN·m 级单击夯击能量进行。

B、对埋藏深度在 2m～15m 的洞体，在查明其顶板厚度、洞体高度、洞径以及充填物等情况的基础上，采用定量及半定量方法进行稳定性评价：评价认为稳定的溶洞可不做特殊处理；对不稳定的溶洞进行中高能级的强夯或者开挖至一定深度再进行中高能级

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***省机场集团有限公司***机场分公司******机场改扩建工程安全预评价报告——2建设项目概况 强夯，如果出现塌陷则开挖后强夯回填，如没有出现塌陷则认为溶洞处于稳定状态。

?土面区的不稳定洞体处理方法

A、对埋藏深度小于 2m 的洞体，采用清爆换填法进行处理。首先清除洞体覆盖层，采用爆破方法对洞体顶板进行破碎，清除顶板破碎物和洞体内充填物，分层回填块碎石进行强夯。强夯采用 3000kN·m 级单击夯击能量进行。

B、对埋藏深度在 2m～15m 的洞体，在查明其顶板厚度、洞体高度、洞径以及充填物等情况的基础上，采用定量及半定量方法进行稳定性评价：评价认为稳定的溶洞可不做特殊处理；对不稳定的溶洞进行中高能级的强夯或者开挖至一定深度再进行中高能级强夯，如果出现塌陷则开挖后强夯回填，如没有出现塌陷则认为溶洞处于稳定状态。

（6）地下排水系统

顺地势或地表水流线设置碎石盲沟，将原地面及填筑体内地下水有效疏排出飞行区范围。

（7）坡面防护

填方边坡采用浆砌块石格构植草护坡，以防水土流失，保护生态，美化环境；对挖方区边坡，待挖方区域选定后再确定具体护坡方案。

（8）其他技术要求

1）施工中预留沉降稳定时间；

2）考虑填方部位的沉降而超填一定的土石方量；

3）将置换的腐质土堆放至指定地点，用于后续土面区及边坡区的绿化；

4）设置监测点，即时掌握地基和填筑体的稳定和变形状态，并根据监测信息作出应对措施。

2.5.1.5新建道面工程

目前机场的道面类型有水泥混凝土和沥青混凝土两种。结合本机场的实际情况，新建道面区域采用水泥混凝土道面较为合理，主要原因如下：

（1）跑道延长段属于飞机频繁接地和转弯的区域，采用沥青砼容易出现车辙和剪切破坏；

（2）停机坪若采用沥青砼道面，容易受油污染、从而出现剥落、 水损害等现象， 另外道面长时间承受荷载， 也容易出现车辙损害；

（3）采用沥青道面造价相对较贵，而采用水泥混凝土道面所需的水泥品质和源源均有保证，施工工艺相对也比较成熟，造价也较低。

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***省机场集团有限公司***机场分公司******机场改扩建工程安全预评价报告——2建设项目概况 各部分的新建道面结构具体如下：

跑道延长段、站坪道面结构从上到下依次为：34cm 厚水泥混凝土面层+土工布+18cm 水泥稳定碎石（水泥含量为 6%）+18cm 厚水泥稳定砂砾石（水泥含量为 4%） 。

道肩结构从上到下依次为：12cm 厚水泥混凝土面层+2cm 厚石屑层+18cm 厚水泥稳定碎石（水泥含量为 6%） 。

新跑道东北端防吹坪结构从上到下依次为：16cm 厚水泥混凝土面层+2cm 厚石屑层+18cm 厚水泥稳定碎石（水泥含量为 6%） 。拆除原有跑道东北端防吹坪 2880 ㎡。

2.5.1.6道面盖被工程 （1）跑道现状

***机场现有跑道道面类型为水泥混凝土，道面面层厚 28cm（中部两侧边缘减薄至 23cm） ，基层与面层之间设 2cm 石屑找平层，基层为 18cm水泥稳定碎石基层+18cm 水泥稳定石屑底基层；结构层总厚度为 66cm。

（2）PCN 值与常用 C 类机型 ACN 值

本期跑道向东北端延长 500 m，设计最大机型为 B737-800，机场跑道以及联络道道面 PCN 值为 42/R/A/W/T，机坪道面 PCN 值为43/R/A/W/T。

（3）盖被结构形式

跑道盖被的结构形式有水泥混凝土结构和沥青混凝土结构两种形式。考虑到机场不停航施工的运行要求，所以采用沥青混凝土进行盖被。

1）盖被厚度计算

沥青砼加铺层厚度计算的基本思路：通过对现有道面结构的分析，按设计机型的荷载和起飞架次，计算出设计年限内需要的水泥砼核算厚度，然后按照沥青道面加铺层的设计方法，计算出加铺层厚度，经计算铺层厚度取值 12cm。

根据国际民航组织（ICAO）建议，如果复合道面（沥青盖被+水泥道面）结构的组成部分中以“刚”为主，而且没有出现严重的开裂破坏，可以采用刚性道面 PCN 的计算方法对加盖的复合道面进行 PCN 计算。 本设计情况符合此类要求，将复合道面换算成水泥道面的等效厚度，经分析计算可得到：本机场加盖 12cm 沥青砼后，PCN 约为 58，可满足所有 C 类机型的使用要求。

2）盖被结构组合形式

从沥青混合料性能及施工技术要求上看，本次盖被需分为两层，跑道盖被上面层宜采用纹理构造深（增强跑道的摩阻系数） 、高温稳定性好（提高抗车辙能力） 、耐久

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