浅谈某国4E机场项目场道工程施工机械配置及方法

浅谈某国4E机场项目场道工程施工机械配置及方法

何捷舟

中铁五局集团有限公司海外工程分公司 

摘要：本文以某国4E机场项目场道工程施工为例，浅谈如何进行机械配置，以及通过机械配置情况如何确定摊铺作业方法，从而保证机场场道工程施工进度和施工质量安全。

关键词：既有跑道；加铺沥青混凝土；不停航

1 工程概况

某国属热带海洋性气候，常年平均气温在26-29摄氏度。每年6-10月为雨季，11月至次年5月为旱季。6月起至11月底为飓风季节，雨水集中，常有热带风暴。年降水量2000毫米。

某国4E机场项目为EPC设计-建造-采购总承包模式，主要工作范围包括飞行区、航站区以及站前相关配套工程的设计、建造、采购及安装工作。飞行区主要有土石方开挖和回填、2850米跑道、滑行道、4个（2E2C）停机位的停机坪、通用航空设施、助航设施以及其它的配套附属设施等；航站区主要有13515m2航站楼、火灾救援楼、货运库、医疗中心、维修库、油库（2*500m3）、塔台以及停车场等其它配套设施；站前配套工程主要有进场道路，下穿跑道隧道等；以及包括航管、通信、导航、气象、照明、行李分拣、安检、强电、弱电等系统设备的采购，安装和调试等。土石方施工量1600万方，多孔箱涵7座，同时考虑了将来机场的升级改造，预留了航站楼、停机坪、平行滑行道的升级改造空间。本项目总体施工工期60个月，包括施工图设计9个月，项目施工及设备采购、安装等51个月。其中项目施工的土石方施工（含结构物施工）43个月，道面施工（跑道、道肩、站坪、防吹坪12个月。校飞、试飞、试运营共计5个月（不计入总工期）。

2 场道土石方工程施工机械的配置

2.1土石方工程挖运机械的配置

土方开挖917.65万方，利用填方682.5万方，合计1600.15万方。

土石方施工43个月，每年6-10月为雨季，有效工期为43*7/12=25个月，土方开挖917.65万方，且每个月需完成917.65/25=36.71万方，假设斗容量1.9立方挖掘机一个台班完成1200方，一个月按22天计算，且需要14台挖掘机。挖方区到填方区平均运距2.5公里，根据经验一台挖机配4台18方的汽车，共计56台汽车。工期是最大的成本，可以通过适当增加设备投入来减少人工成本，从而提前工期，同时考虑到后期路面设备也需要抽调5-9台车，因此挖掘机调整为16台，汽车为65台。

2.2土石方工程平整碾压机械的配置

2.2.1路基填筑平整和碾压

应按填料松铺系数分层控制填土高度（压实后层厚为30－40CM)，自卸车按计算出的间距卸料，采用推土机粗推平，平地机精平的摊铺方法，填方边坡外侧超宽50cm进行填筑，以保证清理边坡后道槽宽度和边坡处密实度符合设计要求。

采用20T和33T单钢轮振动压路机配合，按先碾后振的方式进行压实。对于总填筑高度小于0.8m地段，将清除表土后的地面翻松，并分层碾压。地表翻松时，用推土机（带松土器）将地表以下30cm翻起后再摊平，用压路机碾压密实，密实度达到设计要求。

跑道、滑行道、停机坪填方342万方，其它填方340.5万方。平地机根据经验每个台班能平整2500-3500方，计算为682.5万方*10000/25月/22天/（2500-3500）方=3.5-4.96台，配备5台平地机是合适的。根据经验20t振动压路机跑道每天800方，植草区每天1400方，且3420000方/25月/22天/800方+3405000方/25月/22天/1400方=7.77+4.42=12.19台，根据该国当地操作手招聘困难，尽可能多的采用重型振动压路机，配备33t振动压路机7台，20t振动压路机3台是合适的。

2.2.2强夯补强施工

跑道、滑行道、停机坪填筑区域，为保证填方区施工达到设计的压实度要求并防止填方区工后沉降超过允许值，当填方总高度大于20m时，以填筑高度20.0m为界。对20.0m以下部分填方，每填筑6m用Ｗ２５０强夯机进行1次强夯补强处理；对填筑高度20.0m以上部分填方采用３２ＫＪ冲击压路机冲击碾压补强，每施工１m-1.２m层厚用冲击压路机冲击碾压补强施工一次。

根据经验配置32KJ拖式冲击压路机2台，400tm强夯机2台。

3跑道路面机械的配置

3.1 水稳拌合站和沥青拌和站的配置

根据经验配置500t/h水稳拌合站1套。沥青混和料在6万方左右，根据经验配置160t/h沥青拌合站一套。

3.2 运输车辆的配置

对于沥青混合料的运输，应根据摊铺现场的具体位置、施工条件、摊铺能力、运输线路、运距以及混合料的数量、施工规范规定等，合理的配置运输车辆的型号及数量。配置时应保证拌和设备及摊铺机连续生产摊铺，又不能使车辆因卸料和等待时间过长而造成机械设备资源浪费。所以运输车辆数量为：

式中：为储备系数，为重载运程时间，为空载运程时间，为装车卸料等待时间，为拌一车混合料所需时间，，为运输车辆的轴载质量(

t)，为拌和设备的生产率（t/h）。

运输车辆按机场飞行区管理部门规定的路线行驶拌合站距离施工现场约3.6km，根据实际测算空车运输每趟11min，重车运输每趟14min，装料卸料等待时间20min，每车混合料搅拌时间为11.25min（T=60*30/160=11.25min），计算并考虑富余量（取系数1.2），计算至少需要4.8辆运输车，实际配置5辆运料车，满足现场摊铺要求。

3.3 摊铺设备的选型与配置

在沥青混凝土摊铺机选型与配置时，应结合所摊铺沥青混凝土面层的宽度、厚度、技术要求，在确定摊铺摊铺作业方式后，应选择精度高、故障低的沥青混凝土摊铺机，所确定摊铺机的型号、台数应与沥青混凝土拌合设备的生产能力相适应。

摊铺机直线行驶，摊铺宽度厚度较大，基本符合履带式摊铺机的优点（接地面积大、具有较大牵引力、摊铺宽度大、对既有道面平整度不太敏感），所以机场罩面工程大多采用履带式摊铺机。

机场既跑道宽度为45m，路肩7.5*2米,需要分多幅摊铺。沥青混凝土混合料道面施工中，因纵向出现冷接缝而造成纵向开裂的情况，在沥青混凝土道面中时有发生，为此应尽量采取热接缝。因此摊铺机的选型与配置应以减少冷接缝为原则，并根据机场跑道的总宽度、厚度以及沥青混凝土拌合站的生产能力等因素进行综合分析，进行配置2台12.5M沥青摊铺机，进行梯队作业。水稳基层和沥青混凝土采用相同摊铺机进行施工，以减少设备投入。

3.4 碾压设备的配置

沥青混凝土碾压设备采用2台26t胶轮压路机和2台DD130双钢轮压路机。水稳基层和沥青混凝土采用相同碾压设备进行施工，以减少设备投入。

4.水泥混凝土施工机械的配置

多孔箱涵和航站楼水泥混凝土采用2台60m3/h砼拌合站和5台10m3混凝土罐车，以及10台柴油振动棒。振动棒为易损品，可以根据经验进行多配一些进行备用。

5.碎石生产施工机械的配置

5.1 碎石场设备配置

碎石生产的设备主要有碎石生产线、发电机组、挖掘机、自卸车、装载机、潜孔钻机、空压机等。由于各设备其作业形式，施工能力等不同，需要合理选择每种设备的数量、产量以达到最佳配合状态。

5.2碎石生产线选型

碎石生产线的选择需要根据采石场的碎石普氏硬度、碎石需求量等确定。通过现场取样，该石场的碎石材质为花岗岩，普氏硬度 15，属于坚硬的级别。该项目 50万方碎石需在 900 天内完成，平均每天生产 556 方，按 1.5T/m³的密度计算，每天需生产碎石 833T。根据境外项目的以往经验，按 0.5 的系数计算理论生产量，即配置的碎石生产线的理论生产量要达到200T/H。通过理论生产量选择型号为 PE750*1060 的颚式破碎机作为碎石生产线的主机，配套 GZD1100*4200 的喂料机给颚式破碎机送料。由于碎石的普氏硬度较高，利用圆锥破对颚式破碎机破碎后的碎石进行细化，但圆锥破破碎后的碎石针片状较多，配套用冲击式制砂机对圆锥破破碎后的碎石进行整形、细化，最后经过振动筛筛分出项目需要的碎石。

5.3碎石生产线配套发电机组配置

碎石场附近大功率的外电接入成本较高且非常困难，故考虑用发电机组为碎石生产线供电。发电机组功率的大小与碎石生产线各个电机的功率之和和启动顺序有关。由于冲击电压的问题，碎石生产线启动时需按照功率从大到小的顺序启动，这样配的发电机组才最小。如果最大的电机最后启动或者所有电机同时启动将带来更大的冲击电压，需要更大的发电机组承受其带来的冲击电压，发电机组的成本将会更高。由于冲击式制砂机的 2 台 200KW 的电机设计是同时启动，可以按照 1 台 400KW 的电机启动来计算需要的负载。该碎石生产线启动为变频启动，考虑启动容量为额定容量的 3倍，电机效率 Y=0.9 计算，则单独启动冲击式制砂机发电机组需要的负载量为：S=3*P/（Y*0.8）=3*400/0.9=1334 KW

冲击式制砂机启动平稳后，开始按顺序启动圆锥破、颚破等其它电机，由于冲击式制砂机启动平稳后，富余的发电机组容量为 1334-400=934KW，颚破等其他的电机按顺序启动的冲击电压都没有超过发电机组的富余容量，因此配一台1334KW 的发电机组即可让碎石生产线正常运行。为了方便运输和便于维修，可选择 2 台 675KW 的发电机组并联。

6.结束语

结合每国机场场道工程机械设备配置的实践，对沥青混合料摊铺施工机械的配置与铺筑方法进行了较为系统的分析，为以后机场跑道项目的施工组织设计提供了技术依据和方法，也保证了机场跑道沥青混凝土施工的质量。