飛行區特殊地質圍界及基礎的處理和應用實踐

□ 盛榮武 王傳林 王隆輝/文

機場飛行區圍界是將公共活動區與機場航空器活動區物理隔離，對保障航空器免受非法干擾，確保運行安全起著非常重要的作用。由于機場圍界受地理環境、氣候等影響非常明顯，這些對圍界安防設施的安全防范作用的有效發揮都提出了較大的挑戰。目前國內機場圍欄（墻）主要分為：鋼筋網圍欄、磚墻圍欄、鋼板網圍欄、鋼筋混凝土板塊（條）圍欄、鋼圍欄以及其他圍欄，基本以行業規范標準、一般氣候、地質、水文等條件作為建設圍界技術要求的參考依據。

近幾年，在國家一系列政策的支持下，西部地區機場得到了前所未有的發展，機場數量及運輸量不斷增長。對于一些西部特殊自然條件區域機場的建設，從機場運行角度出發，關注機場圍欄（墻）建設技術要求的同時，更應考慮圍界在后期使用過程中是否適應當地自然條件以及對周邊人類和動物的活動是否達到較好的防范效果。

本文在嚴格按照《民用運輸機場安全保衛設施(MH/T 7003-2017)》對圍界建設的技術要求下，針對西部高原及山區特殊地貌機場飛行區圍界在實際運行中存在的一些問題進行分析探討。一方面是針對高原特殊氣候、土壤凍融對一些特殊地貌機場圍界基礎的凍脹破壞，影響機場安全運營進行分析研究；另一方面是針對一些山區機場，近年來生態環境逐漸好轉，機場周邊植被逐漸增多，野生動物開始在機場圍界周邊出沒，對機場鋼網圍界造成破壞，進入飛行區，影響飛行安全進行分析研究。本文以某高原機場圍界運行為示范，結合當地特殊氣候及地質條件，提出滾網刺圈圍界方案并進行試驗段實驗驗證，在防止凍土對圍界基礎的破壞以及防止動物入侵方面取得了較好效果，最終在該機場實現全面應用。通過研究分析，滾網刺圈圍界的技術方案也值得在河灘、湖泊等沖擊形成的土質區域、高原凍土、高填方邊坡區域等特殊地質機場或者類似地理氣候條件的地區得到借鑒和推廣應用。

高原及山區機場圍界情況分析

（一）高原機場特殊氣候、地質環境對機場圍界及基礎的影響

我國高原機場大部分處于我國西部山區和青藏高原，機場海拔高、氣候條件復雜，冷熱交替，土壤凍融現象明顯。以某高原機場為例，飛行區圍界處于河灘濕地區域，地下水位高，機場海拔高，年平均溫度為0℃左右，凍土深度平均達到2.4 米左右。在機場建成通航后，飛行區圍界就陸續開始出現傾斜情況（見圖1），經現場查看、分析，引起圍界出現傾斜的主要原因為土壤凍融所致。機場在后續的巡檢維護工作中，付出了大量的人力物力，也多次組織相關人員到現場考察，但由于各種原因，一直沒有真正消除凍土對圍界的破壞，機場方也只能組織人員加大巡視檢查力度，臨時采取斜拉鋼索、木棒支撐等措施，但效果甚微，圍界傾斜出現愈演愈烈的趨勢，消耗了大量人員維護精力和維護成本，對機場的安全運營造成很大的安全隱患。

（二）西南一些山區及高填方機場圍界情況分析

我國西南地區有許多高填方支線機場，有的圍界部分設置在邊坡上，偶遇大風、暴雨等惡劣天氣，圍界的穩定性相對較差，容易傾覆。同時，有些機場圍界低于機場道面的平面，增加了管理巡查的難度。機場圍界在建設時，嚴格按照民航相關規范標準進行設計，機場邊坡圍界投入使用時，圍界底部與土面的間距是符合要求的。后期經過一段時間的運行，雨水沖刷、動物掏刨填土，部分地段圍界底部間距逐漸加大，形成孔洞，導致動物入侵，造成飛行安全隱患。

近年來隨著整體生態環境逐漸好轉，機場周邊植被逐漸增多，一些動物撬開圍界進入飛行區（見圖2），活動區域涉及土面區、排水溝及停機坪邊緣，晝夜活動時間無規律可循，給機場運行安全造成了巨大的壓力。

一些機場由于周邊部分居民法制觀念淡薄，曾從圍界外圍非法進入飛行區，甚至發生過起損壞助航燈光的事件，給飛行造成了重大的安全隱患。一些支線機場運行資金緊張，圍界監控設備安裝有限，存在監控盲區，某機場曾經發生過精神病患者翻越圍界，進入飛行區步行到停機坪的事件，所幸機坪工作人員及時發現并對其采取了強制措施，沒有造成更大安全事件。

滾網刺圈圍界在某高原機場的實踐及應用案例分析

西南某高原機場，地處河谷濕地區域，機場海拔高、年平均氣溫低、凍土深、地下水位高等特點，導致該機場在機場運行之初，圍界就陸續出現傾斜、基礎受到嚴重破壞的情況。

針對圍界受土壤凍融影響出現的問題，機場多次組織相關單位到現場進行實地調研，研究解決問題的措施、辦法。經過分析研討，相關人士也提出了幾種方案，但都因為施工復雜、工程造價太大，圍界改造方案一直未最終確定，對機場的運行安全以及運營維護成本造成很大影響。

2013 年底，經過3 個多凍脹周期的運行，機場組織內部運行人員針對河灘、濕地、凍土等特殊地貌及高原特殊氣候對圍界基礎的影響，研究討論、共商辦法。經過探討，結合青藏鐵路針對凍土施工方法，機場初步提出了一種新思路、新想法，就是采用軌道基礎施工理念，在地面面層鋪設一定厚度碎石層，在此基礎上設置地梁和滾網刺圈圍界，避免凍土對圍界基礎的直接影響，結合民航圍界規范標準，主要在以下三個方面加以考慮：一是利用碎石和刺圈的緩沖及柔性，減小圍界傾斜的情況；二是滿足圍界高度和強度要求；三是刺圈刀片起到防止動物入侵和人員攀爬效果。初步構思了滾網刺圈圍界方案，為驗證該方案實際使用效果，該機場在2014 年5月在圍界破壞最嚴重的濕地區域進行了100 米試驗段施工（見圖3）。2015 年底，通過一個完整凍融周期試驗段運行效果觀察，軌道基礎及滾網刺圈圍界確實很好的解決了凍土對圍界及基礎的破壞，試驗段圍界幾乎沒有變形，后續基本也無需進行大量的人工維護，大大減輕了航站運行壓力和維護成本。

通過試驗段運行，該機場上級相關部門也到現場進行查看、論證，基本認可滾網刺圈圍界運行效果。通過費用初步核算，該方案工程單價費用與大規模改造單價費用相比較，費用相對較低。該機場后續在試驗段運行效果的基礎上申報項目對飛行區全部圍界進行了滾網刺圈改造，設計單位也結合試驗段運行情況對圍界設計方案進行了優化完善，以取得更好的運行效果。

高原凍土施工是世界性難題，目前沒有一套相對成熟完整的理論，凍土施工后續影響可能需要幾年甚至更長的周期來觀察。該機場2014年滾網刺圈圍界從試驗段開始，到2017 年、2019 年對飛行區圍界全面改造。經過近幾年使用觀察，到目前為止滾網刺圈圍界無沉降、傾斜、抬升、破損等現象，較好的解決了當地凍土對圍界產生的破壞，提升了安全可靠性，達到了從初步設想到實驗論證再到實際應用的目的。

同時，滾網刺圈圍界的維護，主要是對刺圈的綁扎加固，操作簡單、材料便宜，省力更安全，大大降低了維護成本。

尤為重要的是，滾網刺圈圍界的建成，動物侵入飛控區事件數量銳減，數據顯示：2017 年年底機場完成第一期滾網刺圈圍界改造并正式投入使用，小動物侵入飛控區事件數量分別從2016 年和2017 年每年40 余起，降至2018 年的12 起，經過場區內人員觀察，侵入事件均發生在滾網刺圈未改造區域；2019 年11 月全面改造完成并投運至2020 年5 月，飛行區動物侵入事件數量銳減至2 起，經檢查均是在綁扎出現松動，滾網刺圈間隙變大區域( 主要是接口、拐角處）。后續機場運行人員對上述區域進行加固加密，至今未出現動物侵入事件。

綜上所述，滾網刺圈圍界在該機場的全面應用，能有效解決凍土對圍界及基礎的影響，使用壽命更長；飛控區動物侵入事件得以有效控制，更安全更可靠；同時也降低了每年對圍界維護人員和維護資金的投入。

山區高填方機場圍界建設改善構思

（一）刺圈圍界在山區機場推廣應用分析

針對前述山區高填方機場圍界運行中面臨的一些問題，本文認為可借鑒和推廣應用滾網刺圈圍界改造的成功經驗，對圍界進行一些改善處理，以達到圍界運行安全、可靠，防止動物侵入的使用效果。

對于山區高填方機場，可對邊坡圍界底部基礎全部采用混凝土進行硬化的方式，以利于穩固圍界基礎。目前，已有部分機場借鑒并實施了該方式（見圖4），有效防止了因大風、暴雨等惡劣天氣傾覆圍界及動物掏刨打洞入侵飛行區，降低飛行安全隱患風險。

對于一些機場周邊動物喜好掏刨打洞、破壞鋼網圍界入侵飛行區情況，可在現有的鋼網圍界底部外側加裝兩層帶刀片刺圈，防止體型較大兇猛的動物靠近或攀爬、破壞圍界以及人為的攀越圍界，保障飛行區運行安全。

以上圍界方案實施成本低、效果好、維護簡便，能夠有效降低機場飛行區圍界管理的人力、物資投入，機場的安全保障能力能夠得到有效提升，可取得事半功倍的效果。

（二）刺圈圍界應用后效益分析

1. 安全分析

滾網刺圈圍界技術在高原及山區特殊地貌機場的應用是保障飛行安全、提供改善服務質量手段的服務性基礎設施建設項目。能避免外來人員和動物的侵入對機場安全運營造成的影響，有利于維護機場的可持續健康運營，同時給使用該機場的各運輸企業和個人提供更為可靠、準確、快速、優質的空中交通服務奠定堅實的硬件基礎，以提高航班正常效率，進而提高其運營效率，有利于促進機場服務質量的提高和民航在整體地區社會滿意度的提高，確保飛行區圍界安全可靠及飛行區安全正常運行。

2. 經濟效益分析

滾網刺圈圍界首先不需進行大規模基礎開挖，僅清原地面基床下疏松淺表層土即可，相對于傳統大規模基礎開挖施工比較，滾網刺圈施工大大降低了施工難度，工程費用成本相對較低。其次，各預制梁之間、上部加強構件之間以及滾網刺圈，均為柔性連接，作為構筑物，在凍脹情況下，容許的變形量較大，增強圍界適應性和耐久性，減小后期巡視維護成本，降低機場運營成本，因而具有較大的間接經濟效益。

3. 生態環保分析

滾網刺圈圍界不需進行大規模基礎深度開挖及基礎混凝土施工。高原及山區機場海拔高、氣候條件惡劣、地表植被層薄，生態環境脆弱，地表植被一旦被破壞，很難恢復，甚至是無法自然恢復，滾網刺圈圍界避免了對地表植被及高原凍土的破壞，保護了生態環境。另外，滾網刺圈圍界上面刺刀可以讓外來動物避讓甚至遠離圍界，減少動物入侵飛行區情況發生，避免因動物侵入飛行區而對動物造成傷害，間接保護了當地野生動物。

4. 對行業標準修訂完善提供參考價值

滾網刺圈圍界的創新應用為高原、山區高填方及河灘濕地等特殊地貌機場圍界安全、可靠運行提供一種新的模式，經過一定時間的運行、效果論證，為局方修訂完善行業標準提供參考具有積極意義。

當然，滾網刺圈圍界方案確實有很多方面和現有機場圍界設置規范標準不一致的地方，也缺乏一些科學理論支撐，還需要在實際運行中繼續加以論證。同時建議在一些特殊環境機場圍界建設中，能綜合考慮當地各種特殊因素，提高機場圍界運行的可靠性、適用性。