在崇山峻岭中建機場,中國是怎樣克服地形困難的?
「在崇山峻岭中建機場,安全么?起降會受影響么?」因為我們都知道,機場對自然條件的選擇非常「挑剔」,一般需要建在開闊平坦的地方,高大的建築、山體、大型通訊設施周圍均不適宜機場建設。那麼,中國為什麼還要在地形複雜的西部建機場呢?
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(在前不久的九寨溝地震中,海拔高度3447米、曾在汶川救災中充當「空中生命線」的九寨黃龍機場又繼續為九寨溝災區提供支援。成都理工大學供圖)
(一)為什麼要在西部建機場?
中國是一個多山的國家,雖然我們已經在第二階梯、第三階梯上建設了大量的鐵路公路(如青藏鐵路、青藏公路等),形成了較為便捷的交通網路,但是對中國廣袤的國土而言,現有的路網體系仍然滿足不了經濟發展帶來的交通需求。西部地區雖然經濟欠發達,但第三產業中的旅遊業卻特別發達,例如雲南、陝西、四川旅遊業非常發達,再加上距離東部又十分遙遠,交通成為制約這些城市發展的瓶頸,機場成為中西部發展的「剛需」。
那麼,可能有人要問了,上面這些高鐵也滿足,而且中國的高鐵技術那麼牛,都修到國外去了,為什麼不在西部修高鐵呢?
如果僅考慮建設費用,修建高鐵一公里就要2億元左右,而修建一個支線機場(指目標年旅客吞吐量小於等於50萬人次,主要起降短程飛機,規劃的直達航班一般在800—1500公里範圍內的機場),大概只需要4億元左右,大一點的也就十幾億元。加之西部地區地域遼闊,人口密度相對較低,這樣的地方修高鐵顯然不划算,而修更多支線機場卻是既方便又經濟。
(二)在西部建機場有哪些困難?
1、山區地勢起伏,建跑道需要挖山填谷
山區地形起伏,建出跑道並不容易,往往需要挖山填谷。
很多人也許會問:「為什麼不選擇平的地方建,而非要找地形起伏的地方呢?這不是自討苦吃么?」工程師們對此也有考慮,誰不希望建設難度低一些,早點建完回家?一方面,平地很可能有城鎮,山區的開闊地帶很多早已成為人類的聚居地,形成城鎮(如蘭州),機場不宜離城區太近,只能另行選址;另一方面,這樣的地方可能不利於飛行。
因此在考慮建設條件、機場供水等因素後,早期的山區機場建設一般選在山間谷地(如西藏林芝機場、西昌青山機場),以節約建設成本、方便施工。但這類山谷地帶不利於飛機飛行,跑道周邊的山易成為影響飛機起降的障礙物,場地凈空條件差,後期建設的機場逐漸上移到山腰、山頂,以更好地滿足凈空要求。而中國山區民用機場跑道長度一般為2~4千米(攀枝花機場跑道較短,2800米,康定機場跑道較長,4000米),因此在實際施工時,跑道周邊的山頭會被削平,削下來的石料供機場施工使用。
比如,貴陽龍洞堡國際機場建設時飛行區的最大削方高度達114.67米,最大填方厚度達54米左右,相當於要削掉四十層的高度,填十八層的山溝,在國內外尚屬罕見。
再比如廣西自治區最高的機場河池金城江機場建設時削平了65座山頂,而它和九黃機場比起來,還是小巫見大巫。九寨黃龍機場填方總量達6700萬立方米,如果按每立方米兩噸估算,填料總質量超過一億三千萬噸!這個質量,是埃菲爾鐵塔的一萬倍。如果把這些材料製成等體積的磚塊,磚頭排起來可繞地球23圈。
(圖:茅台機場施工現場,圖片由作者拍攝)
2、成本受限,地基只能「就地取材」
填方工程最大的難處在於處理好地基材料。以往常見的填築工程中,公路建設用料少,運輸材料較方便,大壩建設費用充足,可以花更多的錢開採優質石材。而機場建設成本受限,通常只能「就地取材 」,本地的姑娘嫁本地的郎,本地的山頭填本地的溝。最後工程上用的材料常為風化程度較高的岩石(碎石),甚至是碎石和土的混合物。
擺在建設者面前的問題是:如何對此類配比不均勻、質量較差的大塊石進行處理,完成高填方填築,並使填築的地基達到飛行要求。具體的要求包括,填築體穩定(不易發生滑坡等災害)、均勻(各處質量都要過關)、密實(不能鬆散)、工後沉降量小。特別是最後一點「工後沉降小」,是最核心的要求。
3、碎石填築易下沉變形,需要逐層填築並強夯
石頭堆起來的東西,會不穩定?施工完成後會往下沉?這是肯定的。這類材料具有一種非常特殊的性質——「蠕變」,碎石填築體在自重作用下會發生持續的變形,受降雨、飛機起降衝擊的影響,這一變形還會更大。小型工程(如填築高度只有十多米)中石頭的變形或許可以忽略,而填築幾十上百米的大型工程,微小的變形積累起來就十分可觀(例如填築五十米高度上,會有平均百分之一的工後沉降,總的變形量就是半米)。
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