山區(qū)通用機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目場(chǎng)外邊坡用地節(jié)地評(píng)價(jià)方法淺析

劉云，王紫隆，康斌

摘? 要：山區(qū)通用機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目因地形條件復(fù)雜，場(chǎng)外邊坡用地面積大，用地范圍不規(guī)則，開展節(jié)地評(píng)價(jià)有一定難度。本文結(jié)合實(shí)際案例探討行之有效的節(jié)地評(píng)價(jià)方法，為同類項(xiàng)目節(jié)地評(píng)價(jià)提供參考。首先定性評(píng)價(jià)邊坡設(shè)計(jì)方案中與占地有關(guān)參數(shù)取值的合理性，然后通過量化自然放坡條件下邊坡合理用地規(guī)模，對(duì)比邊坡設(shè)計(jì)用地面積，得出具體的節(jié)地規(guī)模。實(shí)踐案例表明，采取定性和定量分析相結(jié)合的節(jié)地評(píng)價(jià)方法能夠科學(xué)合理地評(píng)價(jià)邊坡用地節(jié)約集約用地水平。

關(guān)鍵詞：山區(qū)；通用機(jī)場(chǎng)；邊坡用地；節(jié)地評(píng)價(jià)方法

中圖分類號(hào)：F293.2? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-5603（2023）03-47-07

Analysis on Evaluation Method of Outside Slope Saving Land for General Airport Construction Project

in Mountainous Area

Liu Yun， Wang Zilong， Kang Bin

（Hunan Hengju Exploration Co.， Ltd.， Huaihua Hunan 418000）

Abstract： The construction project of general airport in mountainous area is difficult to carry out saving land evaluation because of complex terrain conditions， large area of outside slope and irregular range of land. This paper discusses the effective evaluation methods of saving land based on actual cases， and provides reference for the evaluation of similar projects. Firstly， the rationality of the parameters related to the land area in the slope design scheme is qualitatively evaluated， and then the specific saving land scale is obtained by quantifying the reasonable land area of the slope under the condition of natural slope discharge and comparing with the designed land area of the slope. The practical case shows that the saving land evaluation method combining qualitative and quantitative analysis can scientifically and reasonably evaluate the level of slope saving land and intensive landuse.

Keywords： mountainous area; general airport; slope land; saving land evaluation method

0 引言

通用航空業(yè)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，國(guó)家和地方均高度重視。《湖南省通用機(jī)場(chǎng)布局規(guī)劃（2021—2035年）》確定近期形成“1+13+N”通用機(jī)場(chǎng)網(wǎng)，基本實(shí)現(xiàn)通航飛行“縣縣通”。湖南省地處云貴高原向江南丘陵、南嶺山脈向江漢平原的過渡地帶，山地占全省總面積的51.2%。隨著通用航空產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，今后大部分通用機(jī)場(chǎng)將不可避免在山區(qū)選址。因海拔高、高差大、切割強(qiáng)烈，地形條件復(fù)雜，在山區(qū)建設(shè)通用機(jī)場(chǎng)普遍面臨填方高、障礙物多、邊坡用地面積大、用地范圍不規(guī)則等問題，開展節(jié)地評(píng)價(jià)有一定難度。本文以湘西某通用機(jī)場(chǎng)為例，針對(duì)場(chǎng)外邊坡用地探討行之有效的節(jié)地評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)節(jié)約集約用地水平，為山區(qū)通用機(jī)場(chǎng)邊坡用地節(jié)地評(píng)價(jià)提供參考。

1 建設(shè)項(xiàng)目概況

湘西某通用機(jī)場(chǎng)選址位于云貴高原北東側(cè)與鄂西山地西南端結(jié)合部，機(jī)場(chǎng)定位為A1級(jí)，跑道長(zhǎng)度1 200 m，寬度30 m，近期飛行區(qū)技術(shù)等級(jí)指標(biāo)為3B，非儀表跑道，跑道中心點(diǎn)標(biāo)高519.50 m。建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模與同級(jí)別通用機(jī)場(chǎng)基本相同。項(xiàng)目總用地面積35.166 3 hm2，按功能分區(qū)可分為飛行區(qū)、航站綜合區(qū)、通信導(dǎo)航設(shè)施區(qū)、場(chǎng)外邊坡用地等，其中場(chǎng)外邊坡用地13.103 7 hm2，占總用地面積的37.30%。

2 項(xiàng)目區(qū)自然條件

自然條件與邊坡設(shè)計(jì)坡率（坡度）值的取值密切相關(guān)，主要包括地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土工程特征等。

2.1 地形地貌

項(xiàng)目區(qū)地貌以低山丘陵為主，“V”形溝谷發(fā)育，地形起伏較大。用地范圍地形標(biāo)高470～560 m，相對(duì)高差約90 m，存在多處低于480 m的低洼地和高于550 m的山包。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306-2015），項(xiàng)目區(qū)設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05 g，抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)。場(chǎng)地為單斜構(gòu)造，斷裂不發(fā)育，基巖風(fēng)化、節(jié)理裂隙較發(fā)育。

2.3 巖土工程特征

地層巖性主要為第四系粉質(zhì)粘土，白堊系強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。

（1）粉質(zhì)粘土：可塑狀，中等壓縮性，干強(qiáng)度及韌性中等，含約10%風(fēng)化碎石。層厚0.20～2.60 m，平均厚度0.82 m；

（2）強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖：礦物成分為粘土，薄層狀，風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖芯呈半巖半土狀，巖芯采取率低，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。該層在場(chǎng)地廣泛分布，層厚1.60～5.60 m，平均厚度2.83 m；

（3）中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖：礦物成分為粘土，泥質(zhì)膠結(jié)為主，中厚層狀，節(jié)理較發(fā)育，巖體較完整，巖芯呈短柱狀，暴曬易崩解，泡水易軟化，巖芯采取率80%以上，RQD值為60～80，巖石為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)，該層巖石厚度5 m以上。

3 邊坡節(jié)地定性分析

評(píng)價(jià)方法是通過將項(xiàng)目邊坡設(shè)計(jì)方案與有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析，評(píng)價(jià)邊坡設(shè)計(jì)中與占地有關(guān)的參數(shù)取值是否符合相關(guān)規(guī)定，對(duì)邊坡節(jié)地水平做出定性分析。

3.1 邊坡設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定

3.1.1 填方邊坡

經(jīng)分析，原始地形標(biāo)高與跑道設(shè)計(jì)標(biāo)高高差大于50 m，填方邊坡高度大部分在20 m以上，屬于高填方工程[1]。根據(jù)《民用機(jī)場(chǎng)高填方工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（MH/T 5035-2017），高填方工程邊坡設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定有[2]：

（1） “3.0.2 高填方工程應(yīng)依據(jù)場(chǎng)地分區(qū)和填料分類，以挖填平衡和節(jié)約土地為原則，做到因地制宜、就地取材。”（2）“8.1.1 高填方邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先采用坡率法或重力式擋墻。”（3）“8.2.2 高填方邊坡宜采用臺(tái)階式，每級(jí)邊坡度高度宜為10 m，每級(jí)邊坡間設(shè)置馬道，馬道寬度宜為2～3 m。最下一級(jí)邊坡高度小于5 m時(shí)，與其上一級(jí)邊坡間可不設(shè)馬道。……單獨(dú)采用坡率法時(shí)，下級(jí)邊坡坡率不應(yīng)陡于上級(jí)邊坡，最上一級(jí)邊坡坡率不宜陡于表8.2.2的規(guī)定值”（表1）。

3.1.2 挖方邊坡

挖方邊坡均位于障礙物限制面（過渡面）之內(nèi)，其用地邊界主要受到過渡面允許坡度的限制。根據(jù)《民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（MH 5001-2013）及《民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（第一修訂案）》“表20 進(jìn)近跑道的障礙物限制的尺寸和坡度”，飛行區(qū)指標(biāo)Ⅰ為3的非儀表跑道過渡面最大允許坡度為14.3%[3]。

3.2 邊坡設(shè)計(jì)方案

3.2.1 場(chǎng)址凈空條件

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的凈空條件評(píng)估結(jié)果，為確保飛行安全，場(chǎng)址內(nèi)超過起飛爬升面和過渡面的部分山體超高需處理，其中過渡面障礙物位于場(chǎng)外邊坡用地范圍內(nèi)，結(jié)合挖方邊坡設(shè)計(jì)進(jìn)行處理。與場(chǎng)外邊坡用地相關(guān)的過渡面障礙物評(píng)估情況見表2。

3.2.2 挖填方案

跑道中心設(shè)計(jì)標(biāo)高519.50 m，縱坡水平，橫坡1.2%，滿足挖填平衡、盡可能減少填挖方量以及凈空要求。挖方區(qū)與填方區(qū)交錯(cuò)分布（圖1）。

挖方區(qū)以滿足過渡面坡度要求（≤14.3%）為準(zhǔn)，邊坡坡度較緩，坡面植草護(hù)坡。填方區(qū)采用臺(tái)階式放坡，每級(jí)邊坡高度不超過10 m，設(shè)置馬道，寬度2 m，最上一級(jí)邊坡坡率采用1∶1.75，護(hù)腳墻收坡，坡面漿砌塊石格柵加固植草護(hù)坡。挖填方區(qū)分段基本情況見表3。

3.3 邊坡用地定性分析結(jié)果

眾所周知，邊坡用地規(guī)模主要取決于邊坡坡率（坡度）、每級(jí)邊坡高度、馬道寬度等參數(shù)的取值，其中邊坡坡率（坡度）是最關(guān)鍵的參數(shù)。在確保邊坡穩(wěn)定的前提下，邊坡坡率（坡度）越陡，邊坡占用土地越少，可以說邊坡用地規(guī)模的合理性主要取決于邊坡坡率取值的合理性。

3.3.1 填方邊坡用地定性分析結(jié)果

場(chǎng)區(qū)巖土體主要為粉質(zhì)粘土、強(qiáng)-中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。按照“因地制宜、就地取材”原則，填方區(qū)填料類別為土石混合料，填料代號(hào)以A8、A9為主。設(shè)計(jì)每級(jí)邊坡高度10 m，最上一級(jí)邊坡邊率為1∶1.75，隔3個(gè)臺(tái)階后再采用1∶2.0的坡率，坡腳采用護(hù)腳墻收坡（圖2）。坡率取值符合《民用機(jī)場(chǎng)高填方工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（MH/T 5035-2017）規(guī)定值。

3.3.2 挖方邊坡用地定性分析結(jié)果

挖方邊坡按照滿足過渡面坡度最低要求14.3%進(jìn)行設(shè)計(jì)（圖3），符合《民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（MH 5001-2013）要求[3]。

3.3.3 邊坡用地定性分析結(jié)果

在詳細(xì)分析建設(shè)規(guī)模、自然條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)邊坡設(shè)計(jì)方案的合理性進(jìn)行了定性分析。經(jīng)分析，與占地面積密切相關(guān)的邊坡坡率（坡度）、每級(jí)邊坡高度、馬道寬度的取值符合《民用機(jī)場(chǎng)高填方工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（MH/T 5035-2017）、《民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（MH 5001-2013）要求，邊坡設(shè)計(jì)合理，定性評(píng)價(jià)邊坡用地規(guī)模是合理的。采用的節(jié)地評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單易行，依據(jù)充分，結(jié)果可靠，能夠?qū)吰掠玫毓?jié)地水平做出定性評(píng)價(jià)[4-5]。

4 邊坡節(jié)地定量分析

4.1 邊坡用地構(gòu)成要素

邊坡用地與邊坡長(zhǎng)度、邊坡高度、分級(jí)邊坡水平投影寬度、馬道寬度及設(shè)置數(shù)量、截（排）水溝寬度、圍界至坡頂（腳）距離等構(gòu)成要素相關(guān)，量化取值如下：

（1）邊坡長(zhǎng)度：可直接在邊坡設(shè)計(jì)圖上量取。

（2）邊坡高度：采用平均坡高，為該段邊坡內(nèi)極值標(biāo)高與設(shè)計(jì)場(chǎng)平標(biāo)高之間差值的平均值。

（3）分級(jí)邊坡水平投影寬度：可通過平均坡高、設(shè)計(jì)邊坡坡率（高寬比）計(jì)算得出，即坡高乘以坡率（高寬比）中的寬值（分母值）。填方段無論多少級(jí)邊坡，坡率均按1∶1.75取值。挖方段考慮凈空條件從跑道外緣起算坡度為14.3%，換算成坡率為1∶7，邊坡設(shè)計(jì)坡腳距跑道外緣42 m，經(jīng)作圖統(tǒng)計(jì)分析，挖方段坡率值根據(jù)平均坡高（H）分段取值，5～10 m取值1∶2.8；10～15 m取值1∶4.2；15～20 m取值1∶4.9。5 m以下過渡面設(shè)計(jì)坡度水平投影距離小于42 m，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330-2013）硬塑粘性土土質(zhì)邊坡取值1∶1.25[6]。

（4）馬道寬度及數(shù)量：馬道寬度按規(guī)范可取2～3 m，本次取2 m；馬道數(shù)量按平均坡高（H）除以10 m，向下舍去取整。

（5）截（排）水溝寬度：截（排）水溝斷面設(shè)計(jì)采用梯形，溝上寬1 m，排水溝用地寬度為1 m。截水溝用地包括溝寬和安全距離。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330-2013）：“坡頂截水溝宜結(jié)合地形進(jìn)行布設(shè)，且距挖方邊坡坡口或潛在塌滑區(qū)后緣不應(yīng)小于5 m”，則截水溝用地寬度為6 m。

（6）圍界至坡頂（腳）距離：根據(jù)《城鄉(xiāng)建設(shè)用地豎向規(guī)劃規(guī)范》（CJJ83-2016）“高度大于2 m的擋土墻和護(hù)坡，其上緣建筑物的水平凈距不應(yīng)小于3 m，下緣與建筑物的水平凈距不應(yīng)小于2 m”的規(guī)定，填方段圍界至坡頂?shù)木嚯x按3 m取值，挖方段圍界至坡腳的距離按2 m取值[7]。

4.2 邊坡合理用地規(guī)模測(cè)算

邊坡合理用地規(guī)模是在不考慮工程措施，即自然放坡的前提下，相關(guān)參數(shù)取值符合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求的邊坡用地面積。邊坡用地面積等于邊坡長(zhǎng)度與各構(gòu)成要素水平投影寬度之和的乘積。為盡量減少誤差，根據(jù)邊坡設(shè)計(jì)圖，將邊坡按照挖填類型、高差等因素劃分成若干段，分別計(jì)算出每段邊坡占地面積，每段邊坡占地面積之和即為邊坡合理用地規(guī)模。單段邊坡占地面積可按下列公式計(jì)算：

S＝L×[（H×θ）＋（M×n）＋P＋W]? ? ? ?（式1）

式中：S為 邊坡占地面積，L為邊坡長(zhǎng)度，H 為平均坡高，θ為坡率（高寬比）中的寬值，即分母值，M為馬道寬度，n為馬道數(shù)量，P為 截（排）水溝寬度，W為圍界至坡頂（腳）的距離。

經(jīng)計(jì)算，該項(xiàng)目邊坡合理用地規(guī)模測(cè)算值為15.823 3 hm2（表4）。

4.3 邊坡節(jié)地定量分析結(jié)果

根據(jù)邊坡占地計(jì)算結(jié)果，在自然放坡條件下，邊坡合理用地規(guī)模測(cè)算值15.823 3 hm2，設(shè)計(jì)采用護(hù)腳墻等工程措施后用地面積13.103 7 hm2，節(jié)約用地2.719 6 hm2，節(jié)地幅度17.2%，節(jié)地效果明顯，通過量化指標(biāo)定量評(píng)價(jià)邊坡用地規(guī)模是合理的。采用的節(jié)地評(píng)價(jià)方法量化參數(shù)易于獲取，計(jì)算公式簡(jiǎn)單，測(cè)算結(jié)果可靠，能夠?qū)吰掠玫毓?jié)地程度做出定量評(píng)價(jià)。

5 結(jié)語

（1）在詳細(xì)分析建設(shè)規(guī)模、自然條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)邊坡設(shè)計(jì)方案的合理性進(jìn)行定性分析，重點(diǎn)評(píng)價(jià)邊坡設(shè)計(jì)中與占地有關(guān)的參數(shù)取值是否符合相關(guān)規(guī)定。該方法能夠?qū)吰掠玫毓?jié)地水平做出定性評(píng)價(jià)。

（2）根據(jù)邊坡用地挖填類型、高差等因素，在不采取工程措施，即自然放坡條件下，分段量化與邊坡用地相關(guān)的邊坡長(zhǎng)度、高度、坡率值、馬道寬度及設(shè)置數(shù)量、截（排）水溝寬度、圍界至坡頂（腳）距離等構(gòu)成要素，通過公式測(cè)算得出邊坡合理用地規(guī)模，對(duì)比邊坡設(shè)計(jì)用地面積，得到具體的節(jié)地規(guī)模。該方法采用量化指標(biāo)，能夠?qū)吰掠玫毓?jié)地程度做出定量評(píng)價(jià)。

（3）實(shí)踐案例表明，采取定性和定量分析相結(jié)合的節(jié)地評(píng)價(jià)方法能夠科學(xué)合理地評(píng)價(jià)山區(qū)通用機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目場(chǎng)外邊坡用地節(jié)約集約用地水平。

參考文獻(xiàn)/References

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