民航是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在國(guó)家開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的新征程中發(fā)揮著基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性作用。建設(shè)民航強(qiáng)國(guó),既是更好地服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,滿(mǎn)足人民美好生活需求的客觀(guān)需要,也是深化民航供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,提升運(yùn)行效率和服務(wù)品質(zhì),支撐交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)的內(nèi)在要求。
在過(guò)去十年來(lái),在民航局的領(lǐng)導(dǎo)和大力支持下,以中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)(有限)公司為主力軍的機(jī)場(chǎng)科技創(chuàng)新者們,積極進(jìn)取,在機(jī)場(chǎng)建設(shè)和科技創(chuàng)新方面取得了巨大的成果。
如今,我國(guó)民航機(jī)場(chǎng)科技創(chuàng)新正由量的積累轉(zhuǎn)向質(zhì)的飛躍,從點(diǎn)的突破轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能力的提升,一系列的新理念、新技術(shù)、新方法、新標(biāo)準(zhǔn)、新產(chǎn)品正在深刻影響著行業(yè)發(fā)展的方方面面。盤(pán)點(diǎn)回顧過(guò)去十年來(lái)的成就與不足,以使我們更好地創(chuàng)新研究,做出更大的成績(jī)。
1、十年來(lái)所取得的重要科技成果
十年來(lái),民航機(jī)場(chǎng)科研工作者,圍繞民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)與運(yùn)行管理中的難點(diǎn)與重點(diǎn),結(jié)合緊密結(jié)合工程實(shí)際,依托重大工程項(xiàng)目,開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)、集成技術(shù)和創(chuàng)新性技術(shù)的研究,如機(jī)場(chǎng)規(guī)劃與運(yùn)行的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、規(guī)劃輔助決策支持系統(tǒng)、場(chǎng)道瀝青關(guān)鍵技術(shù)、道面檢測(cè)技術(shù)、復(fù)雜巖土工程技術(shù)、工程材料技術(shù)、綠色機(jī)場(chǎng)等,取得了可喜的成果:
——形成了以系統(tǒng)檢測(cè)為手段、綜合評(píng)價(jià)與實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、綜合研究為核心的機(jī)場(chǎng)瀝青道面關(guān)鍵技術(shù)研究體系;
——圍繞大型復(fù)雜機(jī)場(chǎng)的安全、高效運(yùn)行,研究機(jī)場(chǎng)選址決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)驗(yàn)證和運(yùn)行管理關(guān)鍵技術(shù),形成了機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的系統(tǒng)建模、仿真分析和輔助決策支持為核心的研究體系;
——形成了以試驗(yàn)檢測(cè)為基礎(chǔ)、穩(wěn)定計(jì)算為手段、綜合分析為核心的機(jī)場(chǎng)復(fù)雜巖土工程研究特色;
——形成了以綠色理論為基礎(chǔ)、系統(tǒng)分析為核心的綠色機(jī)場(chǎng)研究特色;
——形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以強(qiáng)度質(zhì)量穩(wěn)定與耐久性為核心的機(jī)場(chǎng)工程新材料與新技術(shù)研究特色。
機(jī)場(chǎng)規(guī)劃仿真技術(shù)、場(chǎng)道工程新技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境下的機(jī)場(chǎng)巖土工程技術(shù)、機(jī)場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)、工程檢測(cè)技術(shù)、新型環(huán)保工程材料、綠色機(jī)場(chǎng)等方面取得了可喜的成果,其中部分成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,部分成果實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化和工程化,并逐步向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。
機(jī)場(chǎng)規(guī)劃仿真技術(shù) 采用以系統(tǒng)建模、仿真模擬、輔助決策為核心的機(jī)場(chǎng)規(guī)劃方法,科學(xué)、精準(zhǔn)評(píng)估復(fù)雜機(jī)場(chǎng)規(guī)劃方案的可行性,評(píng)估方案所能產(chǎn)生的運(yùn)行效率和環(huán)境效益,確定機(jī)場(chǎng)運(yùn)行中可能存在的技術(shù)瓶頸,規(guī)避潛在沖突和風(fēng)險(xiǎn),為方案優(yōu)化提供有效數(shù)據(jù)支持。
機(jī)場(chǎng)障礙物評(píng)估系統(tǒng) 自主開(kāi)發(fā)了機(jī)場(chǎng)多跑道障礙物評(píng)估系統(tǒng),并運(yùn)用于場(chǎng)四、五跑道構(gòu)型研究、新機(jī)場(chǎng)選址、新機(jī)場(chǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃等項(xiàng)目的跑道構(gòu)型研究和凈空分析中,顯著提高了機(jī)場(chǎng)規(guī)劃效率。
瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)技術(shù) 機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)是我國(guó)民航機(jī)場(chǎng)最先開(kāi)展瀝青道面技術(shù)研究和應(yīng)用的單位,首次在國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)開(kāi)展了瀝青道面SMA技術(shù)研究,由此引領(lǐng)該技術(shù)在全國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)中的廣泛應(yīng)用,已成為機(jī)場(chǎng)道面加蓋技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化方案之一。迄今為止,中國(guó)民航是國(guó)際上第一個(gè)建設(shè)改性瀝青SMA道面的國(guó)家,也是目前在國(guó)際上擁有SMA跑道數(shù)量最多的國(guó)家,總數(shù)占全球總量的60%以上。美國(guó)國(guó)家瀝青技術(shù)協(xié)會(huì)在其研究報(bào)告中稱(chēng)“China is the leader of SMA used in airfield”(中國(guó)是SMA技術(shù)在機(jī)場(chǎng)應(yīng)用的領(lǐng)先者)。
機(jī)場(chǎng)滑模攤鋪技術(shù) 民航科技創(chuàng)新引導(dǎo)資金重大專(zhuān)項(xiàng)“基于長(zhǎng)壽命運(yùn)行的機(jī)場(chǎng)水泥道面現(xiàn)代化建設(shè)成套技術(shù)研究”(MHRD20130109)的研究成果使滑模攤鋪技術(shù)在中國(guó)機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)中首次獲得成功應(yīng)用,已逐漸為機(jī)場(chǎng)道面工程界所接受,并將推進(jìn)我國(guó)機(jī)場(chǎng)道面建造技術(shù)的升級(jí)。
機(jī)場(chǎng)巖土工程技術(shù) 多項(xiàng)機(jī)場(chǎng)高填方,以及軟土、永凍土、濕陷性黃土、紅粘土和膨脹土等特殊土地基處理研究課題的多項(xiàng)科研成果,解決了機(jī)場(chǎng)建設(shè)中的巖土工程關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。其中,大面積軟土地基處理研究的成果在浦東、虹橋、杭州、福州等機(jī)場(chǎng)建設(shè)中獲得運(yùn)用;在機(jī)場(chǎng)建設(shè)中提出了高填方“三面一體”理論及其配套技術(shù)體系,其研究成果在貴陽(yáng)、九寨、重慶、成都、呂梁、承德等機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)中獲得運(yùn)用。
機(jī)場(chǎng)工程數(shù)字化技術(shù) 自主建立了機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng),自主開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用了國(guó)產(chǎn)化儀器設(shè)備,打破了國(guó)外技術(shù)壟斷,并取得多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其成果在成都、桂林、??凇⑦_(dá)州等機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)中獲得了運(yùn)用。尤其是在成都新機(jī)場(chǎng)建立了基于云GIS技術(shù)架構(gòu)的數(shù)字化施工監(jiān)控系統(tǒng),在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)全場(chǎng)500多臺(tái)多類(lèi)型施工機(jī)械的全方位、立體化監(jiān)控,對(duì)保證工程質(zhì)量和工程進(jìn)度、節(jié)約工程造價(jià)具有重要的推動(dòng)作用。
機(jī)場(chǎng)道面檢測(cè)技術(shù) 已建立了成套技術(shù)檢測(cè)與評(píng)價(jià)體系,完成了行業(yè)技術(shù)規(guī)范的研究、編制。完成了國(guó)內(nèi)(含港澳臺(tái)地區(qū))外100余個(gè)機(jī)場(chǎng)共計(jì)200余項(xiàng)道面檢測(cè)與評(píng)價(jià),積累大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)。
機(jī)場(chǎng)工程新材料 自主開(kāi)發(fā)了綠色高性能聚羧酸、抗車(chē)撤劑和融雪除冰等工程材料。自主研發(fā)的世界上首個(gè)適合機(jī)場(chǎng)道面干硬性混凝土的聚羧酸類(lèi)減水劑高分子材料,整體提高了機(jī)場(chǎng)混凝土道面質(zhì)量穩(wěn)定與耐久性,研究成果已在呂梁、天津、承德、鄭州、重慶等國(guó)內(nèi)十余個(gè)機(jī)場(chǎng)工程中應(yīng)用;自主開(kāi)發(fā)的瀝青道面抗車(chē)撤劑材料,其研究成果在安哥拉機(jī)場(chǎng)等國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)工程中得到應(yīng)用,初步實(shí)現(xiàn)了民航行業(yè)“走出去”戰(zhàn)略,取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果;自主研發(fā)的高耐久高抗裂新材料技術(shù),在哈爾濱機(jī)場(chǎng)站坪和高架橋工程中獲得運(yùn)用;自主研發(fā)的碳纖維格柵道面自融雪材料,在北京新機(jī)場(chǎng)和哈爾濱機(jī)場(chǎng)等機(jī)場(chǎng)工程中獲得應(yīng)用。
綠色機(jī)場(chǎng) 首次在世界上提出了綠色機(jī)場(chǎng)理念,積極引入先進(jìn)國(guó)家的綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn),初步在行業(yè)構(gòu)建了綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系框架,形成了行業(yè)首批綠色機(jī)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)成果已應(yīng)用于昆明新機(jī)場(chǎng)、北京新機(jī)場(chǎng)、成都新機(jī)場(chǎng)、青島新機(jī)場(chǎng)等,并將為我國(guó)“十三五”綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)和技術(shù)支撐。
同時(shí),深入研究了“四型機(jī)場(chǎng)(平安機(jī)場(chǎng)、綠色機(jī)場(chǎng)、智慧機(jī)場(chǎng)、人文機(jī)場(chǎng))”的內(nèi)涵、外延、關(guān)鍵指標(biāo)(體系)、落地舉措等,已應(yīng)用于北京新機(jī)場(chǎng)的工程實(shí)踐中。
機(jī)場(chǎng)航油工程技術(shù) 成功研發(fā)的機(jī)坪管線(xiàn)和油罐罐底感應(yīng)電纜測(cè)漏系統(tǒng)、大口徑DN700浮動(dòng)出油裝置、三點(diǎn)取樣橇裝設(shè)備研發(fā)、視窗式質(zhì)量檢查罐以及先進(jìn)的自控系統(tǒng),已在青島新機(jī)場(chǎng)、成都新機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)中獲得應(yīng)用。研發(fā)的通用機(jī)場(chǎng)橇裝式加油設(shè)備在永州機(jī)場(chǎng)投入使用,得到一致好評(píng),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白。
2、服務(wù)國(guó)家與解決民航安全與發(fā)展重大關(guān)鍵問(wèn)題等方面的貢獻(xiàn)
在多年的發(fā)展歷程中,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐,創(chuàng)造了一批優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目,獲得了多項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng),為民航機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)解決重大或關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題做出了卓越的貢獻(xiàn)。
(1)標(biāo)準(zhǔn)編制
中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)有限公司,率先引進(jìn)了國(guó)際民航組織的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),承擔(dān)了80%的國(guó)家、行業(yè)機(jī)場(chǎng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究和編制,引領(lǐng)了中國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)和發(fā)展。
(2)機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)
在國(guó)內(nèi)北京新機(jī)場(chǎng)、成都新機(jī)場(chǎng)、深圳機(jī)場(chǎng)等機(jī)場(chǎng)自主開(kāi)展了大型樞紐機(jī)場(chǎng)運(yùn)行仿真模擬研究。通過(guò)仿真,提供可行的優(yōu)化方案,可在保證安全的前提下,大大節(jié)約建設(shè)投資或運(yùn)行成本,同時(shí)會(huì)提高旅客的舒適性感受。
(3)機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)道面建造技術(shù)
完成了機(jī)場(chǎng)道面石灰穩(wěn)定土壤、耐高溫瀝青混凝土道面、無(wú)脹縫跑道等研究,并在國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)中獲得了廣泛應(yīng)用。
首次在國(guó)際上研究機(jī)場(chǎng)SMA(瀝青瑪蹄脂碎石混合料)道面的設(shè)計(jì)與施工工藝,并在北京首都機(jī)場(chǎng)東跑道獲得應(yīng)用,建成國(guó)際上第一條改性瀝青SMA跑道,意義重大,影響深遠(yuǎn)。已成為中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)瀝青道面技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化面層,國(guó)際民航組織已將其納入標(biāo)準(zhǔn)體系。在此基礎(chǔ)上,研究并實(shí)施了嚴(yán)寒地區(qū)抗開(kāi)裂技術(shù)、炎熱地區(qū)抗高溫技術(shù)、高原機(jī)場(chǎng)防紫外線(xiàn)老化技術(shù),解決中國(guó)不同氣候條件、不同地理位置下瀝青道面建設(shè)技術(shù),形成了“檢測(cè)-實(shí)驗(yàn)-研究-設(shè)計(jì)-監(jiān)測(cè)”不停航施工一條龍加蓋技術(shù)體系,有力地支撐航空運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,形成了國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)并推廣至新加坡、港澳臺(tái)等國(guó)家和地區(qū)。
多年來(lái),以其研究成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),結(jié)合工程繼續(xù)開(kāi)展了多項(xiàng)瀝青道面研究,有效解決了瀝青道面工程中的關(guān)鍵技術(shù)難題,已形成“檢測(cè)-實(shí)驗(yàn)-研究-設(shè)計(jì)”成套技術(shù)研究與服務(wù)體系。
研發(fā)了具有中國(guó)特色的機(jī)場(chǎng)水泥道面現(xiàn)代化建造技術(shù)——滑模攤鋪技術(shù),徹底改變了我國(guó)機(jī)場(chǎng)道面建設(shè)生產(chǎn)方式已落后國(guó)際先進(jìn)水平數(shù)十年的技術(shù)現(xiàn)狀,促進(jìn)了機(jī)場(chǎng)建設(shè)模式升級(jí),提高機(jī)場(chǎng)道面設(shè)計(jì)、施工的整體技術(shù)水平,形成新的產(chǎn)業(yè)格局,實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化飛躍,并在北京新機(jī)場(chǎng)、鄭州等機(jī)場(chǎng)建設(shè)中得到初步應(yīng)用。
在世界范圍內(nèi)首次攻克了天津機(jī)場(chǎng)第二跑道80萬(wàn)平米超大面積道面全冬期施工的重大技術(shù)難題,其成果填補(bǔ)了我國(guó)機(jī)場(chǎng)大面積冬季施工領(lǐng)域的技術(shù)空白,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。為兌現(xiàn)中國(guó)政府如期竣工的承諾及在我國(guó)組裝的首架空客A320飛機(jī)按期交付做出了貢獻(xiàn),為我國(guó)寒冷地區(qū)及高寒高海拔地區(qū)機(jī)場(chǎng)建設(shè)提供了借鑒。
在國(guó)際上首創(chuàng)自融雪道面技術(shù),采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱導(dǎo)管技術(shù)將土壤溫度自動(dòng)傳遞至道面用于融化冰雪,在北京新機(jī)場(chǎng)建成國(guó)際上第一個(gè)自融雪道面工程,實(shí)現(xiàn)零污染、零排放,可以大幅提高冰雪條件下機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行能力,減少航班延誤。
(4)機(jī)場(chǎng)巖土工程技術(shù)
開(kāi)展了機(jī)場(chǎng)大面積軟土地基處理、高填方工程技術(shù)的研究和實(shí)踐,獲得了多項(xiàng)國(guó)家、行業(yè)重大科研項(xiàng)目的支持,取得了多項(xiàng)民航科技進(jìn)步獎(jiǎng),并建立了系列行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
首次在康定、稻城機(jī)場(chǎng)開(kāi)展了高高原、冰磧土工程地質(zhì)環(huán)境下的機(jī)場(chǎng)建設(shè)技術(shù)研究和工程實(shí)踐,為我國(guó)類(lèi)似環(huán)境條件下的機(jī)場(chǎng)建設(shè)提供了借鑒。
首次在漠河機(jī)場(chǎng)開(kāi)展了永凍土機(jī)場(chǎng)建設(shè)技術(shù)研究和工程實(shí)踐,攻克了高緯度連續(xù)多年凍土區(qū)域建設(shè)機(jī)場(chǎng)的世界性難題,為我國(guó)類(lèi)似環(huán)境條件下的機(jī)場(chǎng)建設(shè)開(kāi)辟了先河。
(5)機(jī)場(chǎng)工程新材料
自主研發(fā)了世界上首個(gè)適合機(jī)場(chǎng)道面干硬性混凝土的聚羧酸類(lèi)減水劑高分子材料,整體提高了機(jī)場(chǎng)混凝土道面質(zhì)量穩(wěn)定與耐久性,填補(bǔ)了高性能減水劑材料在我國(guó)機(jī)場(chǎng)工程材料領(lǐng)域的技術(shù)空白,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,獲得民航科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),研究成果已在呂梁、天津、承德、鄭州、重慶等國(guó)內(nèi)十余個(gè)機(jī)場(chǎng)工程中應(yīng)用,全面實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
(6)機(jī)場(chǎng)道面檢測(cè)技術(shù)
建立了中國(guó)機(jī)場(chǎng)道面檢測(cè)與綜合評(píng)價(jià)體系,為機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)安全與運(yùn)行評(píng)價(jià)提供了技術(shù)支撐,已完成國(guó)內(nèi)100多個(gè)機(jī)場(chǎng)、200多項(xiàng)道面檢測(cè)項(xiàng)目。
(7)綠色機(jī)場(chǎng)研究與實(shí)踐
結(jié)合昆明新機(jī)場(chǎng)建設(shè)開(kāi)展了綠色機(jī)場(chǎng)研究和實(shí)踐,在世界上首次提出了綠色機(jī)場(chǎng)理念及基本內(nèi)涵,建立了綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法,研究編制了首批綠色機(jī)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn),為中國(guó)乃至全球綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)提供了示范,并在北京新機(jī)場(chǎng)、成都新機(jī)場(chǎng)、青島新機(jī)場(chǎng)等獲得了推廣。
(8)機(jī)場(chǎng)工程數(shù)字化技術(shù)
在北京大興機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)工程首次試用后,首次在成都新機(jī)場(chǎng)全面開(kāi)展機(jī)場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)的研究和應(yīng)用,為機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)質(zhì)量的全過(guò)程監(jiān)控提供了最佳解決方案,促進(jìn)了傳統(tǒng)、平面管理模式向先進(jìn)、立體管理模式的跨越,推動(dòng)了機(jī)場(chǎng)建設(shè)管理的精細(xì)化和智能化。
(9)技術(shù)與學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)
通過(guò)大量研究總結(jié)凝練了多項(xiàng)具有中國(guó)特色的機(jī)場(chǎng)工程技術(shù)方法和創(chuàng)新理念,或提供了系統(tǒng)的技術(shù)方法,或突破傳統(tǒng)理念提出新的理論并通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證,或提出新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)以及建立新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范奠定了基礎(chǔ)。
機(jī)場(chǎng)空-地一體化規(guī)劃設(shè)計(jì)方法
在機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中,統(tǒng)籌考慮空中及地面影響因素,實(shí)現(xiàn)空-地運(yùn)行銜接順暢、空-地容量匹配、空域規(guī)劃與飛行區(qū)地面布局協(xié)調(diào)。在機(jī)場(chǎng)規(guī)劃中,借助計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)對(duì)機(jī)場(chǎng)空、地運(yùn)行實(shí)施仿真模擬驗(yàn)證評(píng)估,進(jìn)而優(yōu)化調(diào)整設(shè)計(jì)方案,最終實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)方案的高效運(yùn)行,滿(mǎn)足規(guī)劃需求。
高原與高高原機(jī)場(chǎng)工程技術(shù)
高原機(jī)場(chǎng)(海拔高度在1500m以上)與高高原機(jī)場(chǎng)(海拔高度在2438m以上)建設(shè)關(guān)系社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)防安全建設(shè)大局。由于我國(guó)地理特征與民航發(fā)展布局需要,我國(guó)的高原與高高原機(jī)場(chǎng)普遍坐落在風(fēng)景優(yōu)美的旅游景區(qū),伴隨十分復(fù)雜的高寒氣候條件,地形條件環(huán)境復(fù)雜,生態(tài)脆弱,多為高填方工程,機(jī)場(chǎng)周邊基本沒(méi)有成熟完善的市政配套,規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)在國(guó)際上可參照借鑒的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少。針對(duì)高原與高高原機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)與運(yùn)行中的問(wèn)題開(kāi)展了大量研究,攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)課題,包括基于飛機(jī)起飛性能適航性的高原機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì),高寒高填方工程設(shè)計(jì),高海拔、低氣溫與低氣壓條件下的污水處理技術(shù),以及高原機(jī)場(chǎng)可再生能源利用等,為我國(guó)民航高原與高高原機(jī)場(chǎng)建設(shè)與運(yùn)行提供了技術(shù)保障。
機(jī)場(chǎng)高填方“三面一體控制論”
為了解決機(jī)場(chǎng)高填方工程中的一系列工程技術(shù)問(wèn)題,結(jié)合大量的工程實(shí)踐,在分析歸納高填方機(jī)場(chǎng)基本環(huán)境、高填方變形機(jī)理和基本工程問(wèn)題的基礎(chǔ)上,提出并建立機(jī)場(chǎng)高填方工程的“三面一體控制論”?!叭嬉惑w控制論”的核心是:機(jī)場(chǎng)高填方工程是一個(gè)系統(tǒng)工程,是一個(gè)由土石方混合體共同構(gòu)成的、不同部位承載不同工程功能的復(fù)合系統(tǒng),其工程形態(tài)主要由“基底面”、“臨空面”、“頂面”和“填筑體”(如下圖)四個(gè)要素構(gòu)成的“三面一體”。其中“基底面”包含有軟弱層的原地基、填挖交界過(guò)渡段及道基頂面等范疇的抽象面,“體”包含不同部位承載不同功能的填筑體。機(jī)場(chǎng)高填方系統(tǒng)的沉降變形特征、安全穩(wěn)定性、工程滿(mǎn)足功能需要的程度受“三面一體”的控制。機(jī)場(chǎng)高填方工程的“三面一體控制論”在指導(dǎo)國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)高填方工程建設(shè)、制定行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面發(fā)揮了積極作用。該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)被國(guó)家列為向“一帶一路”區(qū)域推薦的標(biāo)準(zhǔn)。
機(jī)場(chǎng)大面積軟土地基沉降控制論
建筑在軟弱不均勻地基上的機(jī)場(chǎng)道面,地基的沉降與不均勻沉降是造成其不平坦或開(kāi)裂的關(guān)鍵因素之一。結(jié)合實(shí)際工程開(kāi)展了深入研究,在綜合考慮工程質(zhì)量和工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的前提下,提出了“軟土淺層加固+深部沉降控制”的機(jī)場(chǎng)大面積軟土地基沉降控制論,其核心要點(diǎn)是:在滿(mǎn)足機(jī)場(chǎng)安全、正常運(yùn)行和使用的前提下,允許地基產(chǎn)生一定量的沉降變形,合理地控制軟土地基的差異沉降,其主要措施有:
通過(guò)有效的淺層地基加固使上部一定范圍內(nèi)的土層形成一定厚度的硬殼層,確保不出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)要求的工后差異沉降。
合理控制軟弱土層后期的沉降量,使其發(fā)展歷程與道面結(jié)構(gòu)的使用壽命相匹配。
在高程、縱橫坡設(shè)計(jì)中充分考慮地基工后沉降的影響,采取補(bǔ)償設(shè)計(jì),以保證道面使用功能的正常發(fā)揮。
機(jī)場(chǎng)大面積軟土地基沉降控制論,對(duì)于指導(dǎo)軟土地基機(jī)場(chǎng)的地基處理設(shè)計(jì)起到了積極作用,在確保機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行的前提下,極大地節(jié)約了工程造價(jià),并為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了依據(jù)。
機(jī)場(chǎng)道面“鍋蓋效應(yīng)”
當(dāng)機(jī)場(chǎng)道面完成后,道面下土中的水分、水氣會(huì)由毛細(xì)作用和溫度、蒸發(fā)等作用而向上遷移,遇到不透氣的道面時(shí),水分蒸發(fā)效應(yīng)受阻而在道面下聚集,即為“鍋蓋效應(yīng)”。在寒冷地區(qū),“鍋蓋效應(yīng)”將造成道面下的水分結(jié)冰和體積膨脹,當(dāng)溫度升高時(shí)出現(xiàn)凍融循環(huán),由此引起造成地基的不均勻沉降和道面結(jié)構(gòu)開(kāi)裂,影響機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)行。“鍋蓋效應(yīng)”是在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中總結(jié)提出的,對(duì)于完善寒冷地區(qū)機(jī)場(chǎng)工程設(shè)計(jì)與施工組織具有重要的指導(dǎo)作用。
綠色機(jī)場(chǎng)理論框架與標(biāo)準(zhǔn)體系
開(kāi)展了綠色機(jī)場(chǎng)研究,并積極推進(jìn)綠色機(jī)場(chǎng)理論框架與標(biāo)準(zhǔn)體系的建立。通過(guò)明確綠色機(jī)場(chǎng)內(nèi)涵,分析調(diào)研國(guó)內(nèi)外綠色建筑、生態(tài)城市的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)體系以及國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)管理實(shí)踐,結(jié)合我國(guó)民航發(fā)展的要求,構(gòu)建符合我國(guó)國(guó)情的綠色機(jī)場(chǎng)理論框架。綠色機(jī)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系是在充分考慮地域特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,按照機(jī)場(chǎng)全壽命期建設(shè)、運(yùn)行要求,充分體現(xiàn)機(jī)場(chǎng)功能特征,為機(jī)場(chǎng)綠色建設(shè)提供不同深度、不同類(lèi)別的綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),將綠色機(jī)場(chǎng)理念全面貫徹到機(jī)場(chǎng)選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收及運(yùn)行管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中。
目前,已經(jīng)形成行業(yè)首批綠色機(jī)場(chǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),包括《綠色航站樓標(biāo)準(zhǔn)》(MH/T 5033-2017)、咨詢(xún)通告《民用機(jī)場(chǎng)綠色施工指南》(AC-158-CA-2017-02)以及咨詢(xún)通告《綠色機(jī)場(chǎng)規(guī)劃導(dǎo)則》(在編)等。綠色機(jī)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立,將為中國(guó)綠色機(jī)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)提供依據(jù),為綠色機(jī)場(chǎng)評(píng)價(jià)、認(rèn)證體系的建立奠定基礎(chǔ),促進(jìn)機(jī)場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。
在民航局領(lǐng)導(dǎo)和組織下,突破了機(jī)場(chǎng)領(lǐng)域國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目的空白。實(shí)施了國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“綠色機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造及評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)研究”。2018年通過(guò)課題驗(yàn)收,超額完成技術(shù)攻關(guān)、設(shè)備研制、示范驗(yàn)證、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、成果應(yīng)用方面的任務(wù)指標(biāo),突破7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),研制了2個(gè)技術(shù)系統(tǒng)及平臺(tái)、新材料8項(xiàng)、新工法11項(xiàng),完成了5種類(lèi)別的試驗(yàn)驗(yàn)證和應(yīng)用示范,制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范6項(xiàng),專(zhuān)著3種,申請(qǐng)專(zhuān)利13項(xiàng),獲得軟件著作權(quán)10項(xiàng),發(fā)表論文55篇,成果應(yīng)用與轉(zhuǎn)化2項(xiàng)。
實(shí)施了民航科技重大專(zhuān)項(xiàng)“綠色機(jī)場(chǎng)評(píng)價(jià)與健康標(biāo)準(zhǔn)體系研究”項(xiàng)目并等待驗(yàn)收,超額完成理論創(chuàng)新、軟件開(kāi)發(fā)、示范應(yīng)用、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、成果應(yīng)用方面的任務(wù)指標(biāo),研制了1個(gè)技術(shù)平臺(tái),完成了1項(xiàng)應(yīng)用示范,制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1項(xiàng),登記軟件著作權(quán)3項(xiàng),發(fā)表論文6篇,成果應(yīng)用與轉(zhuǎn)化2項(xiàng)。
創(chuàng)立了綠色機(jī)場(chǎng)理論體系,研制了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要新技術(shù)設(shè)備、新工法,打造了具有世界一流水平的節(jié)能、環(huán)保、科技、高效、人性化的綠色集成示范工程——北京新機(jī)場(chǎng)。測(cè)算表明,本項(xiàng)目成果可直接實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)整體能耗減少至少30%,推廣應(yīng)用可使全國(guó)機(jī)場(chǎng)每年節(jié)電超過(guò)9億千瓦時(shí),節(jié)能成本超過(guò)10億;每年節(jié)能折合15萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減少CO2排放39萬(wàn)噸,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益巨大。對(duì)推動(dòng)超大型、大型公共建筑的綠色建設(shè)具有引領(lǐng)作用,并帶動(dòng)相關(guān)綠色產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化,有力推進(jìn)了我國(guó)綠色機(jī)場(chǎng)未來(lái)發(fā)展。
2015年6月24-26日,參加中國(guó)民航發(fā)展論壇,主題為“互聯(lián)互通:中國(guó)民航在‘一帶一路’戰(zhàn)略中的國(guó)際視野”。服務(wù)于國(guó)家,為“一帶一路”貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。
同時(shí),進(jìn)行了民航節(jié)能減排規(guī)劃、民航節(jié)能減排的投資成效評(píng)估、航空公司及機(jī)場(chǎng)節(jié)能減排戰(zhàn)略規(guī)劃等研究,參與制訂了發(fā)展中國(guó)家排放責(zé)任分配方案,為國(guó)家的節(jié)能減排體系、為民航的綠色發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
所制訂的10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)民航局被國(guó)家推薦給一帶一路國(guó)家和地區(qū),包括《綠色航站樓標(biāo)準(zhǔn)》、《民用機(jī)場(chǎng)高填方工程技術(shù)規(guī)范》等,向世界傳播中國(guó)方案、中國(guó)智慧。
綠色機(jī)場(chǎng)研究及成果,為國(guó)際民航組織ICAO所關(guān)注和認(rèn)可,已和首都機(jī)場(chǎng)集團(tuán)公司一起,與ICAO簽署了備忘錄,正在研究一起制訂相關(guān)技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。
承擔(dān)的民航節(jié)能減排領(lǐng)域科研項(xiàng)目30余項(xiàng)[3],其中包括國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)、國(guó)家科技支撐計(jì)劃等,研究成果服務(wù)于政府決策、行業(yè)企業(yè)咨詢(xún),并形成一系列談判案文,直接支撐應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際航空談判,參加了有關(guān)國(guó)家聯(lián)合組織的反對(duì)歐盟排放交易體系的政府間會(huì)議,進(jìn)行大量的面對(duì)面的航空節(jié)能減排談判會(huì)議,為制定公平合理的國(guó)際航空運(yùn)輸全球減排市場(chǎng)化措施貢獻(xiàn)了力量。
3、對(duì)未來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的展望
盡管在過(guò)去十年里,民航機(jī)場(chǎng)科研取得了一些列可喜的成果,但仍然有不少技術(shù)問(wèn)題需要研究。
進(jìn)入新時(shí)代,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高速增長(zhǎng)階段向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)換,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾,大眾出行對(duì)安全、便捷、品質(zhì)等方面的關(guān)注不斷增強(qiáng),對(duì)成本、質(zhì)量、效率和環(huán)境提出了更高要求。經(jīng)過(guò)幾代中國(guó)民航人的接續(xù)奮斗,我國(guó)已具備從民航大國(guó)向民航強(qiáng)國(guó)跨越的發(fā)展基礎(chǔ),同時(shí)也面臨基礎(chǔ)保障能力不足、資源環(huán)境約束增大、發(fā)展不平衡不充分現(xiàn)象突出等問(wèn)題[1]。
未來(lái),需要繼續(xù)完善民航科技創(chuàng)新體系,開(kāi)展機(jī)場(chǎng)工程領(lǐng)域工程化研究與開(kāi)發(fā)、突破機(jī)場(chǎng)工程領(lǐng)域的共性技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)、加快科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化、推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步,促進(jìn)民航早日建成創(chuàng)新型行業(yè),為實(shí)現(xiàn)“一帶一路”戰(zhàn)略、“走出去”戰(zhàn)略以及民航強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略等發(fā)揮支撐作用。
希望到2035年,以機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)及其工程中心為龍頭的機(jī)場(chǎng)整體科技實(shí)力達(dá)到世界先進(jìn)水平,造就一流水準(zhǔn)的機(jī)場(chǎng)工程領(lǐng)域科技人才團(tuán)隊(duì);建成優(yōu)勢(shì)明顯、特色突出的創(chuàng)新平臺(tái)與交流平臺(tái);建設(shè)和發(fā)展機(jī)場(chǎng)工程技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用驗(yàn)證基地示范;打造機(jī)場(chǎng)工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)研究基地、應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)基地、成果轉(zhuǎn)化效益基地、核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地、創(chuàng)新人才發(fā)展基地;成為民航和國(guó)家創(chuàng)新體系中的主力軍,成為國(guó)際一流的工程中心。