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打造“女儿国”中的绿色机场

发布时间:2015-06-09

打造“女儿国”中的绿色机场

——泸沽湖机场设计纪实

 

56日,清晨,滇西北的高山上,泸沽湖机场初见雏形,跑道上,施工人员们正在打最后一层道面,航站楼里,也正在进行最后的调试。

这座由中国民航机场建设集团公司西南分公司承担全部设计任务的机场迎来了最后的收官之战。如果说泸沽湖是镶嵌在高原上的明珠,那么泸沽湖机场就是飞跃在山巅的云彩。

这是一座神奇的机场——坐落于群山之巅,诞生于苦寒之地,却又与这些山、这些树融为一体,仿佛与生俱来就归属于此

这是我国机场设计的壮举——海拔3298米的泸沽湖机场属于高高原机场,且地处喀斯特地貌地区,是云南地区海拔最高、地质条件与净空条件最复杂的机场。

据悉,泸沽湖机场预计今年底正式通航。

生态机场:不弃一土 不砍一棵树

生态保护是泸沽湖机场设计首先需要实现的目标。在泸沽湖机场的设计过程中,设计方——中国民航机场建设集团公司西南分公司成功实现了挖填平衡,净空处理的挖方区土质被完全利用在地基填方中,就地取材,就地消化,没有产生任何废土,这是该机场设计的亮点之一。

泸沽湖机场位于云南省西北部,滇西北横断山脉中段,山峰林立,沟壑交错,“地无三里平”,因此,机场场址选在山顶,属高填方工程。“泸沽湖机场地基处理的土石方量非常大,共有3000多万方,最大的填方高度有80多米。”机场设计项目负责人熊安蓉说道,“这个机场最大的特色就是成功实现了挖填平衡,没有一点弃土,我们净空处理的土完全本场消化,填入飞行区跑道,没有影响原始的地形地貌。”

为了实现挖填平衡,设计人员一方面认真阅读地势材料,通过钻孔寻找合适的土石比,另一方面,常驻现场开展长期的试验研究,从几十万方的试验段到百万方的扩大试验段,历时一年多,针对不同的场区,不断计算场址的挖填比和压实系数,再逐个区域进行换算,得出精确数据,从理论上保证挖填平衡。

“除了计算挖填比和压实系数,试验中,我们也在不断找寻最优的地基处理工艺,先后尝试了包括碾压、强夯、碎石桩等在内的工艺,密实地基处理,降低沉降风险,提高地基稳定性。”设计人员杨彪介绍到,“从目前的效果看来,可以说实现了挖填的完全平衡,没有产生废土,地基的工后沉降和位移都很小。”

实现挖填平衡,在将泸沽湖机场打造生态机场的设计上,另一个突出的亮点就是在场区内进行生态恢复。

泸沽湖机场场址海拔高,气候恶劣,场区生态脆弱,一经破坏,很难恢复,为最大限度降低机场建设对当地生态的影响,设计人员与业主多方沟通,决定在场区内进行生态恢复。

“在挖方区边坡,我们采取喷播绿化的方式进行生态恢复,这种方式在公路上比较成熟,但是机场上还是首次使用,在填方区边坡上,我们采取格构覆坡的措施,达到边坡稳定与生态恢复的双重目的。同时,我们还设置了相应的排水沟和截水沟,减少水土流失的可能性,减小对当地生态环境的不利影响。”熊安蓉说,“值得注意的是,我们特地保留了原有机质高的土壤,为了避免植被排异现象,我们利用原有机土进行生态还原。”

采访过程中,泸沽湖机场建设指挥部副指挥长兼总工程师艾永健对设计人员的设计方案赞不绝口:“我们要把泸沽湖机场打造成生态机场,要让旅客从天上看,只能看到一条跑道,其他地方都要是绿色的森林,设计方案真正实现了红线外不弃一土,不砍一棵树。”

科技机场:节能减排的先锋

泸沽湖机场航站楼旁,密密麻麻的堆着一些黄色的管线,格外引人注目。“这是容积式换热器。”中国民航机场建设集团公司西南分公司的设计人员林建平介绍到,“我们在这个项目中采用太阳能和地热能进行供暖,第一热源采用太阳能,在采暖季白天太阳好的时候主要靠太阳能供暖,第二热源是地热能,在采暖季夜间或太阳不好的时候,主要靠地源热泵系统供暖,两个热源可以进行联动,这种换热器就是在冬天向土壤取热,夏天利用太阳能向土壤释热,从而达到热量取释平衡。”

“这种技术在机场设计里面运用不多,我们算是实现了技术上的突破。”林建平自豪地说。

然而这种可再生能源在泸沽湖机场的运用,实属别无良策。泸沽湖地区位置偏僻,基础建设极其薄弱,可以利用的资源少之又少,而且场址海拔高,供暖是一个非常棘手的问题。此外,泸沽湖机场能源分布非常不均匀,昼夜温差大,夏季太阳能地热能资源过剩,冬季则相对匮乏。

鉴于此,设计人员决定尝试利用可再生能源解决供暖问题。然而这一新工艺面临的最主要的挑战在于,机场场址地处喀斯特地貌地区,溶洞很多,大的直径多达几百米,小的也有几十厘米,采用地热需要打很多管孔设置竖直埋管换热器,若是遇到溶洞就将功亏一篑,因此,钻孔难度很大,废孔率很高。

“溶洞地区看上去是平的,但是非常不稳定,一旦下雨或者被破坏,就会下陷,这给我们这个项目造成很大的麻烦。”林建平说,“为了解决这一问题,我们经过反复论证,钻孔深度区间选定在65米到100米之间,并且采用上大下小的方法,尽量避开溶洞,基本解决了打孔的问题。”

据了解,目前这一工艺已经经过中国科学院专家的两次检测,经论证完全符合项目要求,可以说是大获成功。这一工艺一旦投入使用,每年将为机场节约70%的供暖能源。

除了节约能源,泸沽湖机场设计在减少污水污物的排放上,也尽量做到了世界级水平。“我们采用先进的MBR膜生物处理工艺,这种工艺将膜分离技术和传统废水生物处理工艺相结合,一方面,剩余污物产生较少,保证了水质的稳定,另一方面,占地面积小,其高自动化的操作特性也非常便于今后的运用管理。成功达到了污水不外排的预期。”设计人员申基强告诉笔者。

泸沽湖机场的另一个技术亮点是首次在西南高寒高海拔地区的道面结构中采用“稀浆封层”技术。泸沽湖机场海拔高,冬季严寒而漫长,很容易导致跑道基层冻胀。如何保障基层顺利过冬,是设计人员面临的又一技术难题。“针对这一问题,我们请民航以及公路行业的专家召开了好几次研讨会,最后决定采用稀浆封层技术。”设计人员舒富民介绍到,“我们在水稳上设计了1厘米左右的稀浆封层,并提出了相应的施工技术指标和验收指标”。据了解,这是民航首次在高寒地区使用这一技术,效果显著,得到了业界的高度认可,行业主管部门认为,今后可将此项技术在类似工程中进行推广。

幸福机场:为了那片未开化的土地

在泸沽湖边的落水村里,来自北京的姑娘海伦开了间小小的咖啡馆,说起即将落成的泸沽湖机场,她笑得很开心,“太期待了,以后回家肯定特别方便。”海伦告诉笔者,她三年前来到泸沽湖,从此便爱上了这片宁静纯粹的湖面,唯一的不便就是交通,“我每三个月回北京一次,都是坐6、7个小时的大巴到丽江,再从丽江飞回去,有时候票紧张,还得从丽江先飞昆明,再从昆明转机回北京,慢的话路上就得两三天。”

泸沽湖地区位置偏僻,交通十分不便,目前基本上是一个尽端式的旅游地,无论是从云南丽江过去还是从四川西昌过去,都需6、7个小时的盘山公路,山路蜿蜒曲折,时有落石、滑坡等情形发生,地面交通费时且不安全,这给当地旅游业的发展造成很大的阻碍。

而泸沽湖景区所属的宁蒗县,由于产业结构层次低、工业薄弱,亟需大力发展旅游业。早自上世纪九十年来以来,旅游业就已成为当地经济发展的支柱产业。“宁蒗地区旅游资源很丰富,有狮子山、永宁温泉、万格火普等等,当然,最负盛名的就是高原明珠泸沽湖了。”海伦说,“但是现代人假期很短,交通不方便就不愿意来了,泸沽湖还是跟我三年前来的时候一样,暑假还好,其他时候基本上没什么游客。”

正因交通不便,一直以来,泸沽湖地区仿佛与世隔绝,被称为“未开化的神秘之地”。进入21世纪后,为发展旅游业,改善当地人民的生活水平,泸沽湖机场被提上议事日程,2009年,中国民航机场建设集团公司西南分公司承担了机场的全部设计工作。

承担任务后,设计人员便开始了紧张又忙碌的设计工作,试验阶段,他们在荒无人烟的山顶一呆就是4个多月,丛林密布,气候潮湿,蚂蝗遍野,遇到下雨、滑坡、落石,则常常被困在山上,甚至一度断粮。

艰苦的环境,却让他们越挫越勇,不仅实现了土石方的挖填平衡,还成功攻克了道面冻胀、边坡不稳、地基沉降等诸多工程难题。

“我们特别重视设计产品的质量。” 中国民航机场建设集团公司西南分公司总经理刘荣鸿说,“设计的每个阶段都会进行内部评审,遇到重大技术问题,我们会邀请专家进行讨论或者召开研讨会。此外,我们严格实行三级校审制度,每一张图纸都需要经过校核、审核、审定,方可出图。在施工阶段,我们也会在项目现场派驻设计代表,随时跟踪,有问题及时反馈,多措并举,保证设计质量。”

泸沽湖机场设计,赢得了机场参建各方的高度好评。“泸沽湖机场设计报告是我见过最好的报告。”艾永健如是说。

今年,泸沽湖机场将正式投入使用,这片“东方女儿国”将掀开神秘的面纱,以崭新的姿态迎接来自世界各地的游客。摩梭女儿阿珠笑着对笔者说:“那时我也能坐着飞机去看看外面的世界了!”

 

                                          原文刊载于《中国民航报》2015年5月25日第六版