飞行区特殊地质围界及基础的处理和应用实践

□ 盛荣武 王传林 王隆辉/文

机场飞行区围界是将公共活动区与机场航空器活动区物理隔离，对保障航空器免受非法干扰，确保运行安全起着非常重要的作用。由于机场围界受地理环境、气候等影响非常明显，这些对围界安防设施的安全防范作用的有效发挥都提出了较大的挑战。目前国内机场围栏（墙）主要分为：钢筋网围栏、砖墙围栏、钢板网围栏、钢筋混凝土板块（条）围栏、钢围栏以及其他围栏，基本以行业规范标准、一般气候、地质、水文等条件作为建设围界技术要求的参考依据。

近几年，在国家一系列政策的支持下，西部地区机场得到了前所未有的发展，机场数量及运输量不断增长。对于一些西部特殊自然条件区域机场的建设，从机场运行角度出发，关注机场围栏（墙）建设技术要求的同时，更应考虑围界在后期使用过程中是否适应当地自然条件以及对周边人类和动物的活动是否达到较好的防范效果。

本文在严格按照《民用运输机场安全保卫设施(MH/T 7003-2017)》对围界建设的技术要求下，针对西部高原及山区特殊地貌机场飞行区围界在实际运行中存在的一些问题进行分析探讨。一方面是针对高原特殊气候、土壤冻融对一些特殊地貌机场围界基础的冻胀破坏，影响机场安全运营进行分析研究；另一方面是针对一些山区机场，近年来生态环境逐渐好转，机场周边植被逐渐增多，野生动物开始在机场围界周边出没，对机场钢网围界造成破坏，进入飞行区，影响飞行安全进行分析研究。本文以某高原机场围界运行为示范，结合当地特殊气候及地质条件，提出滚网刺圈围界方案并进行试验段实验验证，在防止冻土对围界基础的破坏以及防止动物入侵方面取得了较好效果，最终在该机场实现全面应用。通过研究分析，滚网刺圈围界的技术方案也值得在河滩、湖泊等冲击形成的土质区域、高原冻土、高填方边坡区域等特殊地质机场或者类似地理气候条件的地区得到借鉴和推广应用。

高原及山区机场围界情况分析

（一）高原机场特殊气候、地质环境对机场围界及基础的影响

我国高原机场大部分处于我国西部山区和青藏高原，机场海拔高、气候条件复杂，冷热交替，土壤冻融现象明显。以某高原机场为例，飞行区围界处于河滩湿地区域，地下水位高，机场海拔高，年平均温度为0℃左右，冻土深度平均达到2.4 米左右。在机场建成通航后，飞行区围界就陆续开始出现倾斜情况（见图1），经现场查看、分析，引起围界出现倾斜的主要原因为土壤冻融所致。机场在后续的巡检维护工作中，付出了大量的人力物力，也多次组织相关人员到现场考察，但由于各种原因，一直没有真正消除冻土对围界的破坏，机场方也只能组织人员加大巡视检查力度，临时采取斜拉钢索、木棒支撑等措施，但效果甚微，围界倾斜出现愈演愈烈的趋势，消耗了大量人员维护精力和维护成本，对机场的安全运营造成很大的安全隐患。

（二）西南一些山区及高填方机场围界情况分析

我国西南地区有许多高填方支线机场，有的围界部分设置在边坡上，偶遇大风、暴雨等恶劣天气，围界的稳定性相对较差，容易倾覆。同时，有些机场围界低于机场道面的平面，增加了管理巡查的难度。机场围界在建设时，严格按照民航相关规范标准进行设计，机场边坡围界投入使用时，围界底部与土面的间距是符合要求的。后期经过一段时间的运行，雨水冲刷、动物掏刨填土，部分地段围界底部间距逐渐加大，形成孔洞，导致动物入侵，造成飞行安全隐患。

近年来随着整体生态环境逐渐好转，机场周边植被逐渐增多，一些动物撬开围界进入飞行区（见图2），活动区域涉及土面区、排水沟及停机坪边缘，昼夜活动时间无规律可循，给机场运行安全造成了巨大的压力。

一些机场由于周边部分居民法制观念淡薄，曾从围界外围非法进入飞行区，甚至发生过起损坏助航灯光的事件，给飞行造成了重大的安全隐患。一些支线机场运行资金紧张，围界监控设备安装有限，存在监控盲区，某机场曾经发生过精神病患者翻越围界，进入飞行区步行到停机坪的事件，所幸机坪工作人员及时发现并对其采取了强制措施，没有造成更大安全事件。

滚网刺圈围界在某高原机场的实践及应用案例分析

西南某高原机场，地处河谷湿地区域，机场海拔高、年平均气温低、冻土深、地下水位高等特点，导致该机场在机场运行之初，围界就陆续出现倾斜、基础受到严重破坏的情况。

针对围界受土壤冻融影响出现的问题，机场多次组织相关单位到现场进行实地调研，研究解决问题的措施、办法。经过分析研讨，相关人士也提出了几种方案，但都因为施工复杂、工程造价太大，围界改造方案一直未最终确定，对机场的运行安全以及运营维护成本造成很大影响。

2013 年底，经过3 个多冻胀周期的运行，机场组织内部运行人员针对河滩、湿地、冻土等特殊地貌及高原特殊气候对围界基础的影响，研究讨论、共商办法。经过探讨，结合青藏铁路针对冻土施工方法，机场初步提出了一种新思路、新想法，就是采用轨道基础施工理念，在地面面层铺设一定厚度碎石层，在此基础上设置地梁和滚网刺圈围界，避免冻土对围界基础的直接影响，结合民航围界规范标准，主要在以下三个方面加以考虑：一是利用碎石和刺圈的缓冲及柔性，减小围界倾斜的情况；二是满足围界高度和强度要求；三是刺圈刀片起到防止动物入侵和人员攀爬效果。初步构思了滚网刺圈围界方案，为验证该方案实际使用效果，该机场在2014 年5月在围界破坏最严重的湿地区域进行了100 米试验段施工（见图3）。2015 年底，通过一个完整冻融周期试验段运行效果观察，轨道基础及滚网刺圈围界确实很好的解决了冻土对围界及基础的破坏，试验段围界几乎没有变形，后续基本也无需进行大量的人工维护，大大减轻了航站运行压力和维护成本。

通过试验段运行，该机场上级相关部门也到现场进行查看、论证，基本认可滚网刺圈围界运行效果。通过费用初步核算，该方案工程单价费用与大规模改造单价费用相比较，费用相对较低。该机场后续在试验段运行效果的基础上申报项目对飞行区全部围界进行了滚网刺圈改造，设计单位也结合试验段运行情况对围界设计方案进行了优化完善，以取得更好的运行效果。

高原冻土施工是世界性难题，目前没有一套相对成熟完整的理论，冻土施工后续影响可能需要几年甚至更长的周期来观察。该机场2014年滚网刺圈围界从试验段开始，到2017 年、2019 年对飞行区围界全面改造。经过近几年使用观察，到目前为止滚网刺圈围界无沉降、倾斜、抬升、破损等现象，较好的解决了当地冻土对围界产生的破坏，提升了安全可靠性，达到了从初步设想到实验论证再到实际应用的目的。

同时，滚网刺圈围界的维护，主要是对刺圈的绑扎加固，操作简单、材料便宜，省力更安全，大大降低了维护成本。

尤为重要的是，滚网刺圈围界的建成，动物侵入飞控区事件数量锐减，数据显示：2017 年年底机场完成第一期滚网刺圈围界改造并正式投入使用，小动物侵入飞控区事件数量分别从2016 年和2017 年每年40 余起，降至2018 年的12 起，经过场区内人员观察，侵入事件均发生在滚网刺圈未改造区域；2019 年11 月全面改造完成并投运至2020 年5 月，飞行区动物侵入事件数量锐减至2 起，经检查均是在绑扎出现松动，滚网刺圈间隙变大区域( 主要是接口、拐角处）。后续机场运行人员对上述区域进行加固加密，至今未出现动物侵入事件。

综上所述，滚网刺圈围界在该机场的全面应用，能有效解决冻土对围界及基础的影响，使用寿命更长；飞控区动物侵入事件得以有效控制，更安全更可靠；同时也降低了每年对围界维护人员和维护资金的投入。

山区高填方机场围界建设改善构思

（一）刺圈围界在山区机场推广应用分析

针对前述山区高填方机场围界运行中面临的一些问题，本文认为可借鉴和推广应用滚网刺圈围界改造的成功经验，对围界进行一些改善处理，以达到围界运行安全、可靠，防止动物侵入的使用效果。

对于山区高填方机场，可对边坡围界底部基础全部采用混凝土进行硬化的方式，以利于稳固围界基础。目前，已有部分机场借鉴并实施了该方式（见图4），有效防止了因大风、暴雨等恶劣天气倾覆围界及动物掏刨打洞入侵飞行区，降低飞行安全隐患风险。

对于一些机场周边动物喜好掏刨打洞、破坏钢网围界入侵飞行区情况，可在现有的钢网围界底部外侧加装两层带刀片刺圈，防止体型较大凶猛的动物靠近或攀爬、破坏围界以及人为的攀越围界，保障飞行区运行安全。

以上围界方案实施成本低、效果好、维护简便，能够有效降低机场飞行区围界管理的人力、物资投入，机场的安全保障能力能够得到有效提升，可取得事半功倍的效果。

（二）刺圈围界应用后效益分析

1. 安全分析

滚网刺圈围界技术在高原及山区特殊地貌机场的应用是保障飞行安全、提供改善服务质量手段的服务性基础设施建设项目。能避免外来人员和动物的侵入对机场安全运营造成的影响，有利于维护机场的可持续健康运营，同时给使用该机场的各运输企业和个人提供更为可靠、准确、快速、优质的空中交通服务奠定坚实的硬件基础，以提高航班正常效率，进而提高其运营效率，有利于促进机场服务质量的提高和民航在整体地区社会满意度的提高，确保飞行区围界安全可靠及飞行区安全正常运行。

2. 经济效益分析

滚网刺圈围界首先不需进行大规模基础开挖，仅清原地面基床下疏松浅表层土即可，相对于传统大规模基础开挖施工比较，滚网刺圈施工大大降低了施工难度，工程费用成本相对较低。其次，各预制梁之间、上部加强构件之间以及滚网刺圈，均为柔性连接，作为构筑物，在冻胀情况下，容许的变形量较大，增强围界适应性和耐久性，减小后期巡视维护成本，降低机场运营成本，因而具有较大的间接经济效益。

3. 生态环保分析

滚网刺圈围界不需进行大规模基础深度开挖及基础混凝土施工。高原及山区机场海拔高、气候条件恶劣、地表植被层薄，生态环境脆弱，地表植被一旦被破坏，很难恢复，甚至是无法自然恢复，滚网刺圈围界避免了对地表植被及高原冻土的破坏，保护了生态环境。另外，滚网刺圈围界上面刺刀可以让外来动物避让甚至远离围界，减少动物入侵飞行区情况发生，避免因动物侵入飞行区而对动物造成伤害，间接保护了当地野生动物。

4. 对行业标准修订完善提供参考价值

滚网刺圈围界的创新应用为高原、山区高填方及河滩湿地等特殊地貌机场围界安全、可靠运行提供一种新的模式，经过一定时间的运行、效果论证，为局方修订完善行业标准提供参考具有积极意义。

当然，滚网刺圈围界方案确实有很多方面和现有机场围界设置规范标准不一致的地方，也缺乏一些科学理论支撑，还需要在实际运行中继续加以论证。同时建议在一些特殊环境机场围界建设中，能综合考虑当地各种特殊因素，提高机场围界运行的可靠性、适用性。