重慶江北機場實施02L西跑道儀表著陸II類運行的項目建設(shè)

饒建強，李志成，田雷

(1四川省場道工程有限公司，四川成都 610081；2重慶機場集團擴建指揮部，重慶 401120）

0 引言

表1 儀表著陸系統(tǒng)（ILS）運行標準定義 單位：m

儀表著陸系統(tǒng)(Instrument Landing System，簡稱ILS)，俗稱盲降系統(tǒng)，是一種運用于飛機精密進近和著陸導航的輔助設(shè)備，主要由地面航向信標臺、下滑信標臺、指點標臺及相應的進近燈光陣構(gòu)成。其工作原理是通過地面設(shè)備發(fā)射無線電信號提供航向道和下滑道指引，在機場跑道與空中航線之間建立一條虛擬路徑，飛機通過機載接收設(shè)備，確定自身與該路徑的相對位置，使飛機沿正確方向飛向跑道并且平穩(wěn)下降高度，最終實現(xiàn)安全著陸。

根據(jù)《國際民用航空公約附件十四》的規(guī)定，按照不同的氣象條件、使用決斷高度和跑道視程對ILS的著陸技術(shù)標準分為I、II、III類(表1)。同時要求機場運行類別與ILS類別相匹配，如機場運行達到II類，相應的ILS必須達到II類標準，除此外還需其他設(shè)施或項目(如目視助航燈光、標志標牌、圍界安防、監(jiān)控模塊、運行程序、機場服務(wù)等)達到II類標準才能滿足機場運行條件。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國有80余個機場建成儀表著陸設(shè)施100余套，其中開放II類運行的分別為北京首都、上海虹橋、廣州新白云、成都雙流、西安咸陽、昆明長水、烏魯木齊地窩堡和重慶江北等大中型骨干機場，開放III類運行的僅有首都機場三跑道、上海浦東機場17號跑道和重慶江北機場三跑道，其他機場均實施I類運行。從現(xiàn)狀來看，我國實施II、III類運行的機場數(shù)量占比不到總數(shù)的3%，相較于國外實施II、III類運行的機場整體數(shù)量偏少，難以形成規(guī)模效應，不利于提高航班安全運行水平和降低運營成本[1]。

1 重慶江北機場西跑道II類運行項目建設(shè)背景

重慶是西部地區(qū)唯一的直轄市，全國有名的山城和霧都，其凈空條件差，低云、低能見度天氣較多。隨著對內(nèi)對外改革開放力度的加大，重慶江北機場作為國內(nèi)干線機場、航空口岸機場，航班密度、旅客流量及貨郵吞吐量不斷增加，因此實施儀表著陸II類運行既是滿足機場業(yè)務(wù)量高速發(fā)展的需要，又是提高機場保障能力的需要，同時可減少低云、多霧、低能見度等不良天氣對飛行的影響，提高機場保障能力和航班正常率，減少航空公司因航班延誤和改備降等帶來的經(jīng)濟損失，提升機場的整體服務(wù)水平，對發(fā)揮機場運行的經(jīng)濟效益和社會效益起著重要作用[2]。

1.1 實施II類運行ILS的建設(shè)歷程

重慶江北機場一、二跑道位于T2航站樓東側(cè)，是作為兩條一組平行跑道保障航班起降，其中一跑道即為西跑道，按民航標準編號為02L/20R跑道，該跑道由南向北方向起降簡稱為02L跑道。西跑道是重慶江北機場自白市驛遷建兩路后修建的第一條跑道，原設(shè)計規(guī)模為長2800m，寬45m，于1990年1月正式通航啟用，2004年底完成西跑道南北端頭各延長200m的擴建，其升降帶擴大為3320m×300m范圍，飛機主降方向由北端更改為南端，主降方向按Ⅰ類精密進近跑道天氣標準開放，進出港最低飛行天氣標準為云高60m，水平能見度為800m，北端為次降方向，按I類精密進近儀表著陸系統(tǒng)(ILS)配置導航設(shè)施。

西跑道II類運行儀表著陸系統(tǒng)1995年開始動議修建，2003年4月委托上海民航新時代機場設(shè)計研究院進行(預)可行性研究報告的編制工作，2005年11月再次對可研報告進行修改調(diào)整，并以首都機場集團公司的名義上報國家民航總局，2007年12月獲得民航總局的立項批復，2010年11月獲得民航西南管理局批復初步設(shè)計及概算，2012年5月完成公開招標工作，2012年10月簽訂施工合同，2013年1月正式開工建設(shè)，2017年3月23日通過竣工驗收，2017年5月15日和17日分別完成02L跑道II類運行項目的校飛、試飛工作，2017年6月16日通過行業(yè)驗收合格，2017年8月29日與東航站區(qū)T3A航站樓及第三跑道同時投入使用。

1.2 02L西跑道實施II類運行的方案比選

儀表著陸系統(tǒng)Ⅱ類運行是一項系統(tǒng)工程，為了保持Ⅱ類運行的總體安全水平，所在機場的地面設(shè)施、服務(wù)和低能見度工作程序必須達到較高的整體性水平。其方案應重點考慮機場的地面環(huán)境(地面活動控制、氣象條件、入口地面平整度、航行情報等）、空中交通服務(wù)(空域、航線)和投資等因素。

重慶江北機場場區(qū)地處丘陵地帶，西跑道南北兩端凈空道以外各有相對高差達30～50m左右的跌坎、低洼地，由于西跑道兩端的地形條件較差，考慮到工程投資、空域航線等問題，建議不選擇在西跑道兩端同時建設(shè)Ⅱ類精密進近儀表著陸系統(tǒng)。

云、能見度和風是影響飛機起降的最經(jīng)常的三大氣象要素。根據(jù)多年的氣象資料統(tǒng)計，重慶江北機場低能見度天氣呈逐漸減少的趨勢，而低云出現(xiàn)的天數(shù)和時次呈增加趨勢：每年云高低于60m天氣約367時次，其中低于30m的天氣約98時次，跑道視程(RVR)低于550m的天氣約73時次，其中低于350m的天氣約44時次，由此可見影響飛行的天氣大多介于Ⅰ、Ⅱ類放行天氣標準之間。從風向、風速上看，重慶江北機場以北風為主，0～3m/s風速的天氣占絕大多數(shù)，基本上是靜風天氣，每年10月到次年3月為多霧天氣，不易吹散而集中出現(xiàn)在跑道兩端；從機場運行以來的氣象資料上看，跑道兩端的云高、能見度等天氣條件相仿，北端略優(yōu)于南端。因此，Ⅱ類ISL運行方向的選定不受風向、風速的影響。

從滑行道系統(tǒng)布局對不同方向著陸飛機所產(chǎn)生的影響角度分析應更改跑道主降方向為由北向南；從航線結(jié)構(gòu)看，來自南面的飛機比例最大，為40%，東面和北面各占30%；從空域環(huán)境看，北面沒有南面寬廣，如果飛機集中在北面著陸，將導致飛機滯空時間增長；從土石方工程量看，南端明顯小于北端，初步估算可以節(jié)省土石方投資約3300萬元。

綜合以上天氣、地形、航線、空域、工程投資等條件分析，重慶江北機場西跑道由南向北方向上實施Ⅱ類精密進近運行建設(shè)符合實際需要，技術(shù)上可行，經(jīng)濟上更合理。

1.3 02L西跑道實施II類運行的建設(shè)經(jīng)驗

重慶江北機場 02L西跑道II類運行工程從動議到建成歷時十余年，項目在組織實施過程中根據(jù)敏感區(qū)標準調(diào)整，用地范圍增加和保護區(qū)擴大等現(xiàn)場變化不斷予以補充和完善，以滿足新的適航條件(見圖1)。根據(jù)投資渠道的不同按立項批復文件分為實施儀表著陸II類運行工程(簡稱II類運行工程)、02L跑道儀表著陸II類運行改造工程(簡稱II類運行改造工程)、02L儀表著陸系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備更換工程(簡稱II類設(shè)備更換工程)和東航站區(qū)配合II類運行工程土石方項目 (簡稱II類土石方工程)等四個子項目，并分別進行公開招投標或委托施工。

圖1 西跑道II類運行項目施工范圍圖

影響II類運行項目延遲建設(shè)既有客觀方面的因素，又有主觀方面的原因。主觀原因是決策層考慮到江北機場的發(fā)展勢頭較猛，航班密度大，關(guān)閉南進近臺勢必會對生產(chǎn)量的增長不利，一直猶豫不決是否搬遷南進近臺的問題?？陀^因素在于：（1）項目批復的建設(shè)責任主體變化的影響。民航總局2007年12月批復的項目主體單位為首都機場集團公司，造成無法在當?shù)剞k理征地手續(xù)，后經(jīng)重慶市發(fā)改委轉(zhuǎn)發(fā)，明確業(yè)主單位重慶機場集團公司，才啟動征地手續(xù)辦理工作；（2）地下管網(wǎng)遷移的影響。在征地范圍內(nèi)有直徑Φ426mm的中石油天然氣管道，且穿越東航站區(qū)擴建區(qū)域，待東區(qū)擴建征地后搬遷完畢，才具備建設(shè)條件；（3）行業(yè)技術(shù)規(guī)范標準調(diào)整的影響。2013年3月，民航局空管行業(yè)辦公室發(fā)布 《II/III類儀表著陸系統(tǒng)場地設(shè)置與保護指導材料》(簡稱“II/III類場地指導材料”)（IB-TM-2013-003），2014年2月民航局發(fā)布《民航航空通信導航監(jiān)視臺(站)設(shè)置場地規(guī)范》(簡稱 “通導臺設(shè)置規(guī)范”)（MH/T4003.2-2014），2013年11月，國家標準化管理委員會頒布了《航空無線電導航臺站電磁環(huán)境要求》(簡稱 “通導臺電磁要求”)(GB-6364-2013)，明確II類運行下滑臺保護區(qū)內(nèi)不得有影響電磁信號穩(wěn)定的市政道路等公共基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)標準規(guī)范要求的變化和場地條件的改變情況，原批復的項目需要進行新增建設(shè)內(nèi)容，以滿足民航局新的適航條件。

2 02L西跑道實施II類運行的建設(shè)內(nèi)容

重慶江北機場西跑道02L實施II類運行是在原I類精密進近燈光系統(tǒng)(長度900m，排燈間距30m)基礎(chǔ)上進行改造升級，需要對原有燈光系統(tǒng)、通信導航以及燈光帶和下滑臺臨界區(qū)及保護區(qū)場地平整、外高邊坡治理、圍界和巡場路等附屬設(shè)施工程進行同步改建，在實施過程中拆分為II類運行、II類改造、II類設(shè)備更換和II類土石方等，主要建設(shè)內(nèi)容如下。

（1）場道工程。西跑道南端下滑臺、原有燈光帶保護區(qū)1000m×128m的場地平整(包括南側(cè)高填邊坡的強夯回填、防護和擋墻)，B/C保護區(qū)外高邊坡治理，東西航站區(qū)三聯(lián)洞式箱形車輛通道，以及附屬排水溝、巡場路、檢修車道、圍界等。

（2）通信導航工程。在西跑道南端增設(shè)內(nèi)指點標，搬遷原有南近臺，增設(shè)北航向臺遠場監(jiān)視器以及配套臺站內(nèi)安裝照明動力、工藝設(shè)備配電、避雷接地及消防滅火系統(tǒng)等設(shè)施設(shè)備。

（3）助航燈光工程。升級西跑道02L南端I類進近燈光系統(tǒng)為II類精密進近燈光系統(tǒng)(包括原有燈光系統(tǒng)的拆除)，新增一套21盞燈光系統(tǒng)的順序閃光燈，增設(shè)南端接地帶燈、跑道警戒燈、中間等待位置燈、停止排燈及跑道脫離標記牌。

（4）著陸系統(tǒng)設(shè)備更換工程。在原址更新滿足II類性能標準的ILS一套，包括航線天線及下滑天線系統(tǒng)、基礎(chǔ)及天線鐵塔等，對現(xiàn)有導航機房進行整修，更新電池、空調(diào)設(shè)施，新建氣體消防設(shè)施兩套，完善接地系統(tǒng)和防雷設(shè)施。

3 02L西跑道實施II類運行場道工程管控要點

02L西跑道實施儀表著陸II類運行場道工程是項目投資和質(zhì)量控制的重點，涉及土石方平整、高填方回填強夯、場外排水改線、高支模澆筑混凝土、鋼筋混凝土格構(gòu)護坡等施工環(huán)節(jié)，特別是下滑臺臨界區(qū)和保護區(qū)的場地平整施工，由于距離跑道入口僅為240m，小于規(guī)范最短300m的要求[3]，需要編制詳細的不停航施工方案，并與空管及機場運行單位建立有效協(xié)調(diào)機制，每日施工時間段需空管及機場運行單位共同確定。

3.1 高填邊坡的地基處理/回填強夯

II類運行施工場區(qū)地質(zhì)條件較為復雜，總體地勢起伏大，從縱向上北高南低，橫向上中部較高，東西兩側(cè)較低。最南面設(shè)計回填高度接近90m，且坡底與擬建的機場南聯(lián)絡(luò)道路相鄰不到10m，為汲取國內(nèi)外其他高填機場邊坡大面積滑坡的教訓，確保填筑體及高填邊坡的穩(wěn)定性，施工時需注意以下問題如下。

（1）對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的3個原始自然沖溝內(nèi)的淤泥、粉質(zhì)粘土等抗剪強度低，流動性大，易造成滑坡隱患的軟弱土層進行清除，采用砂巖換填，3000kN·m夯級能量分層強夯處理，并在原沖溝最低滲水點設(shè)置盲溝，將滲水引出坡腳墻體外排水系統(tǒng)，確保填筑體不受地下水侵蝕。

（2）由于南側(cè)原始坡面高陡臨空，且填筑體前方無山體及其他阻礙，強夯回填施工前需要在原邊坡上開挖內(nèi)傾臺階，保證填筑體與山體的有效搭接，同時對主體強夯回填區(qū)域與邊界碾壓填筑、臨時道路新填土與已填部分的搭接要處理到位。

（3）高填邊坡兩側(cè)邊界設(shè)置有漿砌擋土墻及片石排水溝，需與坡面臺階的馬道混凝土排水溝相連，形成完整統(tǒng)一的排水系統(tǒng)，減少場區(qū)排水對坡面的影響，同時對坡面采用5m×5m鋼筋混凝土網(wǎng)格及植草加以防護(見圖2)。

圖2 建成后的II類運行項目高填邊坡

（4）為及時掌握填筑體的變化，施工中需合理布設(shè)位移和沉降觀測點，根據(jù)監(jiān)測專項方案初步設(shè)立10個點，從2013年6月開始進行定期觀測，截止2017年3月竣工驗收時，其縱(X)、橫(Y)方向的最大累計差分別為48mm和51mm，高程最大累計沉降值為154mm。未發(fā)現(xiàn)滑坡及不良現(xiàn)象，處于穩(wěn)定狀態(tài)，滿足工程設(shè)計要求。

3.2 東西聯(lián)絡(luò)下穿通道

東西聯(lián)絡(luò)通道及空側(cè)巡場路的局部路段橫跨西跑道下滑臺保護區(qū)，原設(shè)計采用加裝雷達反射網(wǎng)以穩(wěn)定跑道入口前無線電高度表信號，后考慮到鋼架結(jié)構(gòu)發(fā)射網(wǎng)技術(shù)和施工方面存在不確定因素，一次性投資及維保成本大等風險，為滿足II/III類場地設(shè)置指導材料的場地保護要求，同時將航向信標臺保護區(qū)域的空側(cè)道路，與下滑臺保護區(qū)范圍內(nèi)和II類運行所需范圍內(nèi)的東西聯(lián)絡(luò)道進行加蓋處理，采用的結(jié)構(gòu)方案為：框架結(jié)構(gòu)+淺基礎(chǔ)+地基處理+重力式擋墻，通道凈高4.5m，頂部地勢由覆土調(diào)整降坡。

初步方案調(diào)整后的箱形通道為三聯(lián)洞形式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總長310.50m，總跨度53.35m。其中東西聯(lián)絡(luò)道路等級為城市主干路，雙向8車道，為兩跨，凈跨度均為19.95m，機場巡檢路為空側(cè)道路，雙向2車道，跨度為13.86m(見圖3)。由于通道所在位置多為無序堆填土，基巖埋深在1.5～36.00m之間，砂巖體裂隙結(jié)合面差，地質(zhì)構(gòu)造條件復雜，故對基巖埋深大的地段采用2700～4300mm的條形基礎(chǔ)，埋深較淺地段為獨立基礎(chǔ)，柱間距5m，柱高7.5m，頂板厚200mm，獨立基礎(chǔ)及柱均采用C30混凝土現(xiàn)澆，梁板采用C40P6抗?jié)B混凝土現(xiàn)澆，并對基礎(chǔ)下方填土進行換填處理，通道兩側(cè)修建漿砌毛石衡重式擋土墻及排水設(shè)施。

圖3 II類運行改造＆東西聯(lián)絡(luò)道三聯(lián)洞箱涵橫斷面圖

施工管理的技術(shù)要點如下。

（1）箱型通道基槽開挖集中在北側(cè)原有圍界范圍內(nèi)，平均開挖8.0m，最深為10.4m，根據(jù)施工機械技術(shù)參數(shù)，需進行三次分層開挖作業(yè)，首先按照不停航施工的管理規(guī)定編制土石方開挖、飛行區(qū)圍界分批次倒改、混疑土澆筑等施工方案，報業(yè)主批準后再進行現(xiàn)場施工。

（2）由于基礎(chǔ)開挖放坡頂面距離使用中的西跑道南導向臺最短為12m，為保證飛機起降安全，該部分區(qū)域須采用夜間航線關(guān)閉后再進行施工作業(yè)。

（3）在進行通道頂板混凝土分段澆筑時，要求施工機具、車輛的高度及起重機懸臂作業(yè)高度不得超過障礙物限制面[4]，即升降帶兩側(cè)所選用機械高度不得超過2m，其余施工區(qū)域不得超過4m。并在通道南北兩側(cè)邊線位置設(shè)置標高標尺旗幟，作為限制高度。

（4）考慮到通道范圍地質(zhì)條件特殊，裂隙面結(jié)合差，屬于軟弱結(jié)構(gòu)面，對地基回填處理采用換填墊層法進行置換，碎石墊層的壓實系數(shù)不小于0.9。設(shè)計要求對基槽碎石墊層進行重型動力觸探和靜力荷載試驗，即動力觸探N63.5檢驗墊層施工時，按分層碾壓20～30cm厚取樣，各檢驗點的間距＜4m；竣工驗收采用靜力載荷試驗檢驗墊層承載力時，每條軸線上部不少于3個點，水平間距為100m，承載力合格值≥250kPa。

3.3 B/C保護區(qū)外高邊坡的治理措施

根據(jù)II/III類場地設(shè)置指導材料，需對A/B/C區(qū)進行土方平整，其中位于東西聯(lián)絡(luò)道以北現(xiàn)有飛行區(qū)內(nèi)的A/B/C區(qū)地勢已基本滿足規(guī)范要求，東西聯(lián)絡(luò)通道以南B/C區(qū)的地勢按由西向東約2.5%的降坡，由北向南約2.5%的降坡，土方壓實度按0.90（重型擊實法)控制。

B/C保護區(qū)外高填邊坡曾作為機場東區(qū)擴建工程的棄渣場，地勢起伏小，裂隙較發(fā)育，層面結(jié)合差，地質(zhì)構(gòu)造復雜，邊坡頂部因暴雨出現(xiàn)較大開裂現(xiàn)象，設(shè)計采用放坡+格構(gòu)+坡面綠化+排水的支護措施進行綜合治理，并在邊坡坡面布設(shè)水平位移監(jiān)測24點，從2017年1月24日開始監(jiān)測，監(jiān)測點BW21水平位移累計最變化量最大，其中X方向為-22.6mm，變化速率為-0.1mm/d，Y方向-20.4mm，變化速率為0.1mm/d，未超過報警值，總體變形量較小，邊坡穩(wěn)定，坡面位移累計變化曲線有逐漸收斂趨勢（見圖4）。

圖4 B/C邊坡監(jiān)測最大和最小變動點的水平位移累計曲線

整治措施如下。

（1） 邊坡按1∶2坡率進行放坡，局部坡率為1∶1.5，坡高每8m設(shè)置2m寬的鋼筋混凝土中間馬道封閉。

（2）為防止雨水下滲對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，在坡頂及馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝，邊坡兩側(cè)及坡底設(shè)置截水溝，將場地地表水排除場外。

（3）邊坡坡面綠化采用0.2m厚種植土并植草皮綠化。

3.4 場外排水溝的改道

重慶江北機場西跑道排水系統(tǒng)是以跑道中心點為分水嶺，向南北方向有組織的排水，原有A外線排水線穿越東西聯(lián)絡(luò)道路的箱涵底部，因加裝反射網(wǎng)而無法滿足機場凈空要求，需對部分道路和箱涵頂面標高做降低處理，為保證機場排水系統(tǒng)和東西聯(lián)絡(luò)道路通道的建設(shè)不受影響，排水改線方案采用1.8m×1.8m雙孔箱涵，改線后的箱涵在A4920/B2752.25處與現(xiàn)有A外線箱涵相接，同時對處于拋填區(qū)的基槽每邊超挖4m，進行4000kN·m強夯處理，防止產(chǎn)生不均勻沉降對箱涵的拉裂。

4 結(jié)語

機場儀表著陸系統(tǒng)項目涉及場區(qū)平整、燈光改造、通導設(shè)備、導航臺站等子項目以及配套的運行程序、機場服務(wù)標準升級，各工程之間又是相互聯(lián)系的，如果某項工程未能按照計劃實施，可能會產(chǎn)生鏈帶反應，不但整個項目進度受到影響，還會推遲項目發(fā)揮投資效益。因此，做好前期可行性研究優(yōu)化工作是保證項目落地的關(guān)鍵，一旦立項批復后就應盡快組織實施，以降低環(huán)境變動給項目帶來的風險。

參考文獻：

[1]雷磊.淺談我國儀表著陸系統(tǒng)II、III類項目建設(shè)[J].機場建設(shè)，2013（2）：14-16.

[2]重慶江北國際機場實施儀表著陸Ⅱ類運行可行性研究報告[R].上海：上海民航新時代機場設(shè)計研究院有限公司，2007.

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化委員會.GB6364-2013航空無線電導航臺(站)電磁環(huán)境要求[S].北京：中國標準出版社，2013.

[4]中國民用航空總局57號令.中國民用航空儀表著陸系統(tǒng)Ⅱ類運行規(guī)定[S].北京：中國民用航空總局，1996.