驮日飞翔 天府国际机场建设在创新中破题——访成都天府国际机场建设指挥部飞行区工程部总经理王跃

未来随着天府国际机场的落成,成都将成为中国大陆继北京、上海之后拥有‘一市两场’的特大城市,这也使成都在中国新型全球城市建设上占得先机。


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成都天府国际机场建设指挥部飞行区工程部总经理王跃


    “蒹葭苍苍,白露为霜。所谓伊人,在水一方……”这是《诗经》名篇《蒹葭》中的诗句。所谓蒹葭是指芦苇。如今在天府之国的芦葭镇,芦苇早已不在,三百多个山头已经消去,三百多条沟壑已经填平,由太阳神鸟幻化而成的“驮日飞翔”航站楼两年后将在这里落成,历经三千多年的古蜀文明将通过新建的天府国际机场再次与世界交融。


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天府国际机场效果图,太阳神鸟幻化而成的“驮日飞翔”航站楼两年后将在这里落成


    “天府国际机场从2016年12月25日正式开工建设,第一期要在三年内完成新建3条跑道,航站楼67万平方米,36万平方米的GTC(综合交通中心),责任和压力都非常大。”成都天府国际机场建设指挥部飞行区工程部总经理王跃在接受《交通建设与管理》杂志记者采访时说,


    “挖方8000万立方米,填方1亿立方米,最高填方28米,要在近22平方公里范围内进行如此大方量的作业,如何控制不均匀沉降,保证土基压实和边坡稳定,是个巨大的难题。”


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工程自卸车在机场建设便道上川流不息,从这儿能一窥填方高度


控制质量从数字化入手


    2018年初的成都尽管偶有阳光露脸,但阴冷的天气还是让人感觉很冷,这也使不断到现场去查看的王跃患上了重感冒。尽管很疲惫,但谈到质量控制,王跃还是有些振奋。


    据王跃介绍,在地基处理方面主要采取了五种工法:换填、强夯置换、碎石桩、排水板、CFG桩。针对不同深度,不同地质条件,采取了不同的处理方式。大量采用了碎石桩排水固结。软土地基在2米以内的,直接换填,把软弱土取走;2米到5米的,强夯置换;5米以上的,碎石桩+排水板,局部地区还采用CFG桩。土方填筑主要采用了冲击碾压、振动碾压、强夯等工法。


    如何才能在近22平方公里的施工范围内有效监控这些工艺保质保量地得以实施?指挥部与中国民航机场建设集团公司科研基地合作,创新性地研制采用了“民用机场数字化施工质量监控平台”,给所有进入施工场地作业的地基处理和土石方填筑、碾压的施工机械全部安装上了数字化监控设备,这里成为了国内最大规模的数字化施工现场。

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天府国际机场成为了中国民航第一个全场应用数字化施工监控的典型示范工程


    即使是已经在机场建设拥有30多年经验的王跃对此也是赞不绝口:“以前总担心工程建设质量,特别是碎石桩施工时都会睡不着觉,应用监控平台以后,心里踏实多了。”


    为什么会有这种感觉呢?“碎石桩监控设备会实时传输数据进入监控平台。我们可以从系统中看到施工机械的具体位置,实时监控成桩深度、桩点坐标、反插次数、成桩时间、持力层电流值等施工过程数据。同时,还可以根据不同需要进行查询,对采集的数据信息进行分析与处理,向建设单位实时提供工程质量报表,加大监管力度。”


质量与效率可以兼得


    记者在成都天府国际机场数字化施工质量监控中心看到,大屏幕上一共有9个分屏显示建设现场的施工状态。工作人员介绍说,施工现场一共安装了3组高清摄像头,基本涵盖了整个飞行区工程建设现场。每一组都是由激光云台、球机和枪机构成,实现了全场动态监控。激光云台做360度旋转,如果视线好的话,可以拍摄3~5公里的距离,可以缩放和旋转,相当于是工地上的望远镜;球机则根据事先设定的拍摄点,每隔一个任意设定的时间就自动跳转到下一个拍摄点进行拍摄;枪机主要拍摄120度大场面,类似鱼眼镜头,也可以拉近拍摄。枪球联动,互相补充。


    “施工现场有很多工程机械设备,振碾、冲碾、强夯、碎石桩机、CFG桩机等,都需要我们这个监控平台来完成。数字化平台供管理者、监理、施工单位的管理层查看,只要有网络,在任意一个地方都可以登录这个平台来适时查看施工状态和质量。”

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机场工程数字化施工质量监控平台管理界面


    为了让《交通建设与管理》杂志记者更好地了解这个系统,工作人员点开了振碾监控界面,从导航条上的监控一栏,可以看到振动压路机的轨迹、遍数、厚度、速度、密实度、激振力、车辆状态、切换标段等数据,另外还有查询、分析、工作区管理以及回放等看板。不同的颜色显示代表着压路机碾压了不同的遍数,一目了然。


    “土石方工程作为隐蔽工程,质量控制难度很大。引入数字化施工质量监控系统后,施工的每一个环节都有据可查,施工管理变得安全高效。可以说,依托数字化技术提供的大数据做支撑,极大地激励了我们机场建设者将成都天府国际机场打造成为质量过硬、智慧高效的精品工程。”王跃说。


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20多平方公里的机场建设现场一眼望不到边


    “它不但有效监控了施工质量,还提高了现场工程管理效率。科研基地为每个标段都配有黑黄色相间的移动平板。平板与数字化施工质量监控平台相连,能够随时向相关区域监理提供实时工程数据,比如进场有多少台施工机械,每台机械在什么位置工作,施工的详细数据等。现场值守的监理发现问题,拍照取证时会自动生成事发坐标和时间。各标段监理负责人也可以随时调看相关生产数据,发现问题,第一时间通知现场监理进行处置。”工作人员补充说。

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装在压路机驾驶室里的终端显示器,可以查看轨迹、路径、速度和遍数


    天府国际机场成为了中国民航第一个全场应用数字化施工监控的典型示范工程,这也符合交通运输部党组副书记、副部长、民航局局长冯正霖提出的机场建设要推广“发展理念人本化、项目管理专业化、工程施工标准化、管理手段信息化、日常管理精细化”的现代工程管理理念。


大胆创新小心求证


    如果说数字化施工质量监控平台解决了王跃如何把控质量的一块心病,那么如何在一年左右的时间里完成1.8亿立方米的挖填方,则让他一直在苦思冥想中,直到陕西中大机械的36吨全液压超重吨位、超大激振力、多用途压路机的出现。


    “我们之前主要使用冲击碾压。冲击碾压需要速度达到一定程度才有冲击力,具备两个条件才有效果:一是作业面要大,二是冲击力要大。但实际情况是,很多地方的作业面不大,速度起不来,压实效果和工作效率都不理想。普通20多吨的振动压路机在我们这种大填方施工作业中效果也不理想。”王跃说。


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正在中国电建航空港所在的第六标施工现场集中碾压的中大机械36吨超重吨位超大激振力压路机


    当王跃在中国电建航空港所在的第六标看到中大机械36吨全液压振动压路机的时候,直觉告诉他这可能正是他们需要的设备。但为了保险起见,指挥部与中国民航设计院、同济大学、西南交通大学、中国电建航空港天府国际机场项目部和陕西中大机械一起联合攻关,进行“36吨超重吨位超大激振力压路机(POWER YZ36)天府国际机场压实试验”。

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这样的砂岩在天府国际机场建设现场有不少


    压实试验由西南交通大学地球科学与环境工程学院地质工程系副教授文江泉主持。文江泉介绍说,场区内广泛分布侏罗系上统蓬莱镇组红色地层,其中有泥岩、砂岩泥质、粉砂岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩等,泥质胶结、钙质胶结、铁质胶结,风化程度不等。试验分两个阶段进行,从2017年4、5月开始,前后持续了约5个月。根据现场情况,选取了三种使用最多的填料:全强风化泥质砂岩、中风化砂质泥岩、中风化砂岩,试验填筑松铺厚度80cm左右。测试内容:动土压力、加速度和分层沉降;检测内容:压实度、含水量,采用灌砂(水)法(固体体积率)、弹性波(面波法)和地质雷达法(电磁波法)。

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在小区块里用振动压路机优势明显


    经过反复试验,科学检测,课题组最后得出结论:第一,中大机械YZ36超重吨位、超大激振力多功能压路机碾压80cm厚土石方施工,在压实度和整体密实均匀性,工后自然沉降、工程进度及经济等方面均优于其它设备;第二,采用该工艺特点是振动力和频率可调可控,速度可调、可定位压实、密实度均匀、无工作盲区、压完后表面平整,无需整平,操作简单环境舒适,便于操作,保证施工质量;第三,填料粒径可适当增大,减少破碎成本,提高了效率,缩短了工期,节约成本,提高了整体质量。


    试验的成功验证了王跃当初的直觉,也给了他按期按质完成高填方压实的信心。


质量安全效率效益一个都不少


    谈到当初为什么要引进中大机械36吨压路机,中国电建航空港天府国际机场项目部总工陈敏告诉《交通建设与管理》杂志记者说,天府国际机场建设最大特点就是大方量,高填方,工期紧。采用冲击碾压每个铺层要压25遍,每冲击碾压几遍就需要用平地机刮平,再用20吨的压路机压平,浪费时间成本还高。再有一个就是劳动强度非常大,每天工作后,操作手普遍感到不舒服,个别严重的甚至小便都有困难。常规的20几吨压路机,每层松铺厚度只有30cm。要想在如此短的工期内保质保量完成,就必须进行工艺和工法创新,这也符合中国电建航空港“新机场,新高度”的品牌内涵。


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正在进行压实作业的中大机械36吨超重吨位超大激振力压路机


    “经过多方考察,我们最终选择了中大机械的36吨超重吨位、超大激振力、多用途压路机进行实验验证。结果非常成功,不但效率更高,而且质量更好,还节约了成本,后来被全面推广到全部11个标段,得到了大家的一致认可。”


    陈敏说,“采用中大机械36吨超重吨位超大激振力压路机,不是特别大的岩石都不用破碎,80cm的松铺厚度,碾压6遍就能达标。每天每个台班能达到8000~9000平方米,有的标段甚至能超过1万平方米,效率比冲击碾压提高了2~3倍,成本下降了一半多。而且,由于工序的减少,需要的设备和工人也减少,减少了安全隐患的发生。”

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用中大机械36吨压路机每天每个台班能达到8000~9000平方米,有的标段甚至能超过1万平方米,效率比冲击碾压提高了2~3倍,成本下降了一半多


    “对于工程建设来说,首要的是质量,其次是安全,再就是效率和效益。中大机械36吨压路机这几个方面都满足,因此得到了大家的普遍欢迎。”


    中国电建航空港天府国际机场项目副总经理周国太补充说,“我们也希望通过这次应用,形成工法,编入民航机场建设规范,能够在全国范围内得到推广应用。我们在黑龙江绥芬河机场就准备用这个工艺和工法。”


    36吨超重吨位超大激振力压路机的成功也给了陕西中大机械集团董事长綦开隆莫大的信心。他告诉《交通建设与管理》杂志记者说:“我们现在正在研制39吨的智能型压路机,可以垂直振动,也可以斜向振动,还可以水平振动,工作效率和压实效果都要比36吨压路机好。真正的智能控制是压路机能自己探知到当前的压实度,根据压实度情况来自动调整振动频率、偏心块、激振力大小和方向。”

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中国电建航空港已经竣工的滑行道正在进行沉降监测


“一市两场”成都跃升全球城市


作为国家十三五规划中计划将要建成的我国最大的民用航空枢纽机场项目,天府国际机场定位为国家级国际航空枢纽、丝绸之路经济带中等级最高的航空港,将负责成都出港的全部国际航线,在以王跃为代表的全体建设者求真务实,开拓创新的奋斗中,一个“国际一流、国内领先”的人文、智慧、绿色机场即将呼之欲出。


“蒹葭萋萋,白露未晞。所谓伊人,在水之湄……”《诗经》的歌声早已融入历史长河,芦葭镇也即将旧貌换新颜成为令人瞩目的航空新城,天府国际机场的建设则是其升华的关键一步。

回顾改革开放四十年,我们可以看到中国的现代化进程,也是新型全球城市崛起的进程。在中国新型全球城市发展格局中,北上广深稳居中心城市“第一集团”,成都紧随其后,位列第五,领衔由7个城市组成的第二集团。


“未来随着天府国际机场的落成,成都将成为中国大陆继北京、上海之后拥有‘一市两场’的特大城市,这也使成都在中国新型全球城市建设上占得先机。由此,我们责任重大。”王跃总结说。


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