原杰斌

（上海民航新時代機(jī)場設(shè)計(jì)研究院有限公司廣州分公司 廣東廣州 510405）

近年來，我國民航發(fā)展迅速，很多機(jī)場的旅客吞吐量幾乎每年都是百分之十幾，甚至百分二、三十的增長率。而航空公司飛機(jī)數(shù)量、運(yùn)力的增長，是機(jī)場吞吐量增長的前提條件，從而也需要機(jī)場提供更多的機(jī)位、更大的機(jī)坪。機(jī)坪的布局與航站樓平面密切相關(guān)，為了滿足航站樓的功能及外觀需求，機(jī)坪平面形態(tài)各異，同時，也需要機(jī)坪排水設(shè)施緊密配合，根據(jù)機(jī)坪布局以及地勢情況設(shè)計(jì)機(jī)坪排水溝。

機(jī)坪上的排水溝，首先應(yīng)能夠迅速收集機(jī)坪的雨水，避免機(jī)坪積水過深，影響機(jī)坪的正常運(yùn)行；其次，機(jī)坪排水夠還應(yīng)滿足附近雨水從機(jī)坪穿過，匯流到機(jī)場排水溝出水口（航站樓通常有部分雨水會匯流到機(jī)坪排水溝）。下面，我從機(jī)坪排水溝的結(jié)構(gòu)形式、平面布局以及注意事項(xiàng)等方面在這談?wù)剻C(jī)坪排水設(shè)計(jì)：

1 機(jī)坪內(nèi)排水溝主要的樣式

機(jī)坪內(nèi)排水溝主要結(jié)構(gòu)樣式有箱涵、鑄鐵箅子箱涵、鑄鐵篦子蓋板明溝，鋼筋混凝土蓋板明溝等。不同樣式的排水溝，其功能略有差別，各有利弊。

箱涵：一般是埋在道面底下，對飛機(jī)、車輛的滑行無影響，結(jié)構(gòu)安全，但完全沒有收集雨水的功能，只起到過水的作用。

鑄鐵篦子蓋板明溝：就是在排水溝上全線鋪設(shè)了鑄鐵箅子，收水能力特別強(qiáng)，但是箅子邊框通常較窄，箅子在飛機(jī)或車輛的反復(fù)碾壓下，箅子容易跳動，同時，在溫差的應(yīng)力的作用下，箅子邊上的混凝土溝墻用易破壞。

鑄鐵箅子箱涵：是在箱涵頂面，每隔一段距離（一般為10～20m）設(shè)置雨水箅子口，用來收集雨水。其收集雨水的能力比鑄鐵篦子蓋板明溝差。由于箅子口的設(shè)置通常會避開飛機(jī)以及車輛滑行路線，因此對機(jī)坪的運(yùn)行基本無影響。

鋼筋混凝土蓋板明溝：在鋼筋混凝土蓋板上開下水孔，其收水能力較差，但驕箅子明溝安全，使用時跳車現(xiàn)象沒有箅子明溝嚴(yán)重。

2 機(jī)坪排水溝的平面布局設(shè)計(jì)

對于一些小型機(jī)場（或進(jìn)深尺寸較小的機(jī)坪），通常只有一排前列式機(jī)位，機(jī)坪進(jìn)深（包括機(jī)坪滑行通道）一般不到150m，排水溝主要設(shè)在機(jī)坪外側(cè)土面區(qū)，既安全，又不影響機(jī)坪的使用，造價還比較低。如鄭州機(jī)場東南指廊東側(cè)機(jī)坪外的排水溝（圖1中外側(cè)的排水明溝）。

對于一些大型機(jī)場，機(jī)坪尺寸非常大，如鄭州機(jī)場T2航站樓東側(cè)機(jī)坪，長度達(dá)到了1000多米，進(jìn)深大的位置有300多米，匯水量特別大，這時就需要在機(jī)坪中部設(shè)置排水溝，滿足機(jī)坪雨水收集。如鄭州機(jī)場T2航站樓東側(cè)機(jī)坪有400m寬，需要在機(jī)坪中間設(shè)置排水溝截水，免機(jī)坪積水太深，同時也考慮到該位置飛機(jī)進(jìn)出比較頻繁，如設(shè)鑄鐵箅子排水溝，雖然截水功能最好，但對飛機(jī)滑行的影響不好，需要經(jīng)常檢修箅子，并存在一定的安全隱患；通過核算，箅子箱涵也能滿足截水功能，同時還消除了鑄鐵箅子溝的不利因素，綜合比較，該位置設(shè)箅子箱涵排水溝更好。如圖1中的箅子箱涵。

大型機(jī)場的航站樓一般會設(shè)置多條指廊，在兩條指廊之間是港灣式機(jī)坪，在該機(jī)坪內(nèi)，需要設(shè)置排水溝收集機(jī)坪雨水。這時，如地勢設(shè)計(jì)為機(jī)坪中間高兩邊低，則排水溝一般設(shè)在機(jī)坪與服務(wù)車道之間。該位置不受飛機(jī)碾壓，車輛也比較少穿越。接下來分析該位置設(shè)置什么類型的排水溝，應(yīng)通過核算匯水量以及水溝的收水能力確定。另外由于水溝離航站樓較近，為了確保航站樓不受機(jī)坪積水浸泡，宜對排水溝的收水能力以及水溝斷面有所預(yù)留，通常該位置會設(shè)置鑄鐵箅子明溝，如鄭州機(jī)場的西南指廊與東南指廊之間的排水溝，水溝的平面布置見圖1。

圖1

如港灣內(nèi)的地勢為中間低，兩邊高，這時收集機(jī)坪雨水的排水溝線路長度將比設(shè)在兩邊的短，為了提高其收水能力，宜設(shè)置鑄鐵箅子排水溝，尤其是南方機(jī)場。在設(shè)排水溝時，還應(yīng)避開機(jī)坪滑行線以及主起落假滑行的線路。盡可能減少飛機(jī)和車輛對箅子的碾壓。如南寧機(jī)場T2航站樓指廊間的排水溝。

機(jī)坪雨水收集好后需要排出場外，通常水溝會經(jīng)過機(jī)坪的主要滑行線路，為了結(jié)構(gòu)的安全，減少維修、維護(hù)的工作量，消除安全隱患，在過主滑行線的位置宜采用箱涵穿過，如圖1中的箱涵位置。

3 排水溝的斷面尺寸設(shè)計(jì)

確定排水溝平面位置后，接著要根據(jù)機(jī)場所在地的暴雨強(qiáng)度公式，計(jì)算匯水量，設(shè)計(jì)排水溝斷面尺寸。排水溝斷面匯水量主要考慮以下因素：

（1）機(jī)坪匯水面積（包括機(jī)坪服務(wù)車道等）；

（2）航站樓屋面雨水匯入機(jī)坪排水溝的水量；

（3）根據(jù)機(jī)場平面布局，考慮是否有機(jī)坪外的雨水匯入機(jī)坪排水溝；

（4）結(jié)合機(jī)場平面規(guī)劃，應(yīng)按規(guī)劃的匯水面積，預(yù)留排水溝的過水能力，避免日后擴(kuò)建時，要改造機(jī)坪內(nèi)的排水溝；

（5）由于機(jī)坪內(nèi)各種管線較多，在計(jì)算排水溝斷面尺寸時，調(diào)查清楚是否有管線橫穿排水溝，如有，應(yīng)考慮其對流水的影響。

在斷面尺寸設(shè)計(jì)時，要特別注意全局考慮，避免出現(xiàn)流水?dāng)嗝娴钠款i：某段水溝的過水能力僅僅滿足當(dāng)前需求，而另一段預(yù)留量又特別大，整條排水溝既不能滿足更大的過水量，又浪費(fèi)了投資。

4 排水溝墻背的回填設(shè)計(jì)

排水溝施工開挖溝槽通常比排水溝要寬一些，水溝澆筑好以后，需對水溝兩側(cè)進(jìn)行回填。由于該位置無法使用大型碾壓機(jī)械進(jìn)行碾壓密實(shí)，而機(jī)坪對回填土的壓實(shí)度要求較高，通常達(dá)到0.96，因此需要使用特殊的材料回填。一般的回填料有沙礫石、級配碎石以及濕貧混凝土等，其各有優(yōu)劣。

沙礫石：如當(dāng)?shù)赜猩车[石，則工程造價底，但沙礫石也會面臨難夯實(shí)的問題，通航采用人工夯實(shí)，速度慢，質(zhì)量不穩(wěn)定。

級配碎石：采用級配碎石回填溝墻背施工簡便，進(jìn)度快，施工質(zhì)量穩(wěn)定，但在粉土地區(qū)，在雨水的作用下，容易形成一條排水通道，帶走旁邊泥土，掏空土基。在這種情況下，如使用級配碎石應(yīng)在頂面及側(cè)面包裹土工布。

濕貧混凝土：是一種低標(biāo)號混凝土，通常只有3～5MPa的強(qiáng)度，作為溝墻背回填，不需要碾壓，但造價也相對教高。

采用哪種材料回填，應(yīng)根據(jù)每個項(xiàng)目的特點(diǎn)，地材情況，不停航施工難度情況等因素來確定，在滿足質(zhì)量、進(jìn)度要求，方便實(shí)施的情況下盡可能節(jié)約投資。

5 鑄鐵箅子溝的破壞與防護(hù)

據(jù)了解，機(jī)坪內(nèi)的各種排水夠中（箱涵、鑄鐵箅子箱涵、鑄鐵篦子蓋板明溝，鋼筋混凝土蓋板明溝），鑄鐵篦子蓋板明溝損壞最為嚴(yán)重，在現(xiàn)狀使用的機(jī)坪排水溝中，各個機(jī)場的鑄鐵篦子蓋板明溝損壞樣式基本相同：

（1）鑄鐵箅子邊上的鋼筋混凝土溝墻開裂，混凝土剝落（如圖2）；

（2）鑄鐵箅子蹺起，與溝墻形成錯臺；

（3）鑄鐵箅子邊框底下的混凝土局部脫落（如圖3）；

圖2

圖3

經(jīng)分析研究，造成鋼筋混凝土溝墻開裂，混凝土剝落的主要原因是溫差應(yīng)力。高溫天氣下，機(jī)坪混凝土道面板內(nèi)整體溫度升高引起板的膨脹。在鑄鐵箅子排水溝處，頂面箅子制約著混凝土板的膨脹變形，而箅子底下為自由邊，混凝土可以自由膨脹，由于箅子的厚度相對較薄，通常只有幾厘米后，因此箅子兩端混凝土應(yīng)力集中，當(dāng)溫差應(yīng)力達(dá)到一定程度時，箅子兩端的混凝土就會開裂，甚至脫落（如圖2）。

箅子排水溝的箅子一般落在箅子的邊框上，箅子邊框預(yù)埋在水溝墻邊，并用鋼筋與溝墻鋼筋焊接或用螺絲固定。由于邊框與溝墻的搭接只有幾厘米，在溫差應(yīng)力以及飛機(jī)荷載的反復(fù)作用下，邊框邊上的混凝土（尤其是邊框底下）最容易掉角、脫落，影響箅子的安全。

在一些北方機(jī)場，冬天比較寒冷，如果除冰液中的水或者其它水匯流到箅子排水溝，部分水會滯留在箅子邊框與溝墻之間的空隙，晚上氣溫降低，滯留水結(jié)冰膨脹，這樣反復(fù)作用下，箅子邊框底下混凝土就會脫落，造成箅子排水溝的安全隱患。這種現(xiàn)象在寒冷地區(qū)的機(jī)場尤為突出，如長春機(jī)場遠(yuǎn)機(jī)位（該機(jī)位也兼作除冰機(jī)位）的鑄鐵箅子排水溝。

鑒于鑄鐵箅子排水溝以上特點(diǎn)，為了保護(hù)好鑄鐵箅子排水溝時，確保機(jī)坪的運(yùn)營安全，應(yīng)增加一些措施：

（1）在排水溝的兩邊設(shè)置足夠的脹縫，脹縫應(yīng)貫通道面混凝土板，盡可能通過脹縫消化溫差應(yīng)力；

（2）增大邊框的搭接寬度以及箅子打接處的厚度，降低箅子兩端混凝土受到的應(yīng)力；

（3）適當(dāng)增大箅子兩邊的道面坡度，減少水滯留在箅子邊框底下。

6 結(jié)束語

機(jī)坪區(qū)域的排水設(shè)計(jì)是機(jī)場設(shè)計(jì)的一個難題，是否合理，直接影響到機(jī)場的運(yùn)行。排水設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮到機(jī)坪的平面布局、航站樓的影響因素、機(jī)坪的匯水面積以及機(jī)場規(guī)劃等情況，結(jié)合項(xiàng)目本身的特點(diǎn)，通過分析計(jì)算，設(shè)計(jì)出合理、高效、安全的排水系統(tǒng)。