机场环境工程

第1章概论 1.1机场建设与发展 1.1.1世界机场发展史 世界机场的发展可分为以下三个阶段。 **阶段：萌芽阶段。莱特兄弟发明的人类历史上**架飞机“飞行者一号”起降的美国北卡罗来纳州基蒂?霍克附近的沙滩是*早起降飞机的地方，但不能称为机场。世界上**个机场的归属目前尚有争议。但公认的世界上*老的且持续经营的机场是建造于1909年位于美国马里兰州的大学园区机场(College Park Airport)，它是一个小型机场。美国亚利桑那州的比斯比-道格拉斯国际机场(Bisbee-Douglas International Airport)是世界上历史*悠久的国际机场，曾被称为“美国的**座国际机场”。 早期的机场往往只是一片划定的草地，其中设有几个简易的帐篷和安排几个管理人员，分别用以存放飞机及安排管理飞机的起飞和降落。由于当时的飞机在安全性和技术方面尚不稳定，因此并未被大众接受和使用。在1920年之前，机场一般还只是为航空爱好者或军事目的服务。该阶段建立的机场一般没有人工的道面，只是把地面平整、压实。为了提高土质道面的承载能力，并减少扬尘的影响，机场一般都种植草皮。当时的飞机在侧风下起降能力低，机场多建成方形或圆形，以保证飞机在任何风向时都能起飞。 第二阶段：逐步成型阶段。1920年以后，*初的民用航线开始建立。随着航空运输的发展，机场建设开始进入蓬勃发展阶段。特别是在1920～1930年，欧美国家之间的国际航线和各个殖民国家与殖民地之间、美国到南美洲、亚洲之间的洲际航线大量开通，机场在全世界各地大量出现。随着航空技术的进步和飞机对机场要求的不断提高，机场建设中出现了各种新兴的需求，如航空管制和通信要求、跑道强度要求、一定数量旅客进出机场的要求等。为满足这些要求，机场中出现了塔台、有铺面的跑道和候机楼，现代机场的雏形基本形成。1922年，德国柯尼斯堡出现**个供民航使用的**机场和航站楼。当时机场道面用石料铺筑，用结合料处置的道面能起降较重的飞机。20世纪20年代后期，某些机场开始出现照明设施。20世纪30年代，机场照明和飞机起降方向、角度逐步标准化。20世纪40年代，由于喷气式飞机投入使用，水泥混凝土和沥青混凝土铺筑的机场道面开始大量采用，同时开始使用坡度线进场系统。 第二次世界大战期间对机场数目的需求大增，除了利用有孔钢板铺设的大量临时战地机场，也修建了超过300个的水泥混凝土跑道机场。第二次世界大战以后，更加成熟的航空飞行技术的出现和全世界经济复苏的推动使得国际交往和飞机客货运输量快速增长，大型中心机场开始出现。为了方便机场设施的扩展，机场设计中会将航站楼聚集在一起，而跑道聚集在另一处。1944年52个国家在美国芝加哥签订了《国际民用航空公约》(通称《芝加哥公约》)。按照《国际民用航空公约》，为促进全世界民用航空安全、有序地发展，国际民航组织(International Civil Aviation Organization，ICAO)成立。20世纪50年代，国际民航组织为全世界的机场制定了统一标准和推荐要求，机场建设开始有章可循。 第三阶段：现代化标准化阶段。20世纪50年代末，大型喷气式飞机投入使用，使飞机真正成为大众交通运输工具，机场的建设技术随之蓬勃发展，如滑模机浇筑技术可使连续性好的强化混凝土跑道延伸至3000m长，廊桥系统使乘客不必走出室外登机。同时，由于喷射引擎的严重噪声问题，不少机场需要搬离市中心。机场也开始设立比较完善的基础设施，如跑道、滑行道、机坪、塔台、仪器仪表、航站楼、停车场、交通枢纽等，以满足运输和安全需求。 1.1.2我国机场发展史 中国的**个机场是建立于1910年的北京南苑练兵场。随后，大量军用机场和民用机场建立在主要城市，如北京、天津、南京、上海、广州、汉口、宜昌、重庆、成都、银川、西安、昆明等。1937～1945年的抗日战争时期，民航运输重心转向西南和西北，先后通航的城市有重庆、昆明、桂林、长沙、泸州、酒泉、哈密等地，年平均客运量约3万人次。在此期间，民用航空也承运援华军用物资74180吨，对我国的抗日战争做出了积极贡献。抗日战争胜利后，中国航空公司和中央航空公司立即投入到了紧张的“复员运输”中，并先后将其基地分别从重庆和昆明迁回上海，业务也迅速地扩展了起来。1948年民航运输继续快速增长，合计完成总周转量7500万吨?公里，在远东民航运输业中处于领先地位。1949年，随着长江以北的广大地区以及东南沿海的部分地区先后解放，中国航空公司和中央航空公司的通航城市日益减少，业务也逐渐萎缩。 中华人民共和国成立后，航空运输几乎又是从零开始的。1950年，中国民用航空局拥有的飞机只有17架，其中12架是原中国航空公司和原中央航空公司起义后从中国香港带回的。之后逐步从苏联和英国购买飞机，到1965年末中国民航年旅客运输量和运输总周转量尚不及1948年的旅客运输量和运输总周转量。 20世纪60年代，为了开辟国际航线，并适应大型喷气式飞机的起降技术要求，中国又快速改扩建了上海虹桥机场、广州白云机场，使其成为国际机场，随后，中国又新建、扩建了太原武宿机场、杭州笕桥机场、兰州中川机场、乌鲁木齐地窝堡机场、合肥骆岗机场、天津张贵庄机场、哈尔滨阎家岗机场等。由于这一时期航空运输只能为较少的人员提供服务，对机场的需求也只是处于逐步成型阶段。此时，中国内地用于航班飞行的机场达到70多个，形成了大、中、小机场相结合的机场网络，基本上能适应当时中国的航空运输要求。 改革开放后，中国机场建设开始真正进入跳跃式发展。1978年，民航脱离军队建制，中国民用航空局实行企业化管理，从隶属于空军改为国务院直属机构。改革政策的实施使民航机场的作用日益显现，各地竞相新建和改建机场，于是厦门高崎机场、汕头外砂机场、大连周水子机场、上海虹桥机场、广州白云机场、湛江霞山机场、福州义序机场、青岛流亭机场、连云港白塔埠机场、烟台莱山机场、秦皇岛北戴河机场、北海福城机场、南通兴东机场、温州永强机场、宁波栎社机场、海口大英山机场、三亚凤凰机场、桂林奇峰岭机场、敦煌莫高机场、黄山屯溪机场、张家界荷花机场等得到新建、改建或扩建。 1984年后，中国内地省会以及各大中城市也掀起了民航机场的建设热潮。新建或扩建的大型机场有洛阳北郊机场、成都双流机场、齐齐哈尔三家子机场、重庆江北机场、包头东河机场(时名包头二里半机场)、西宁曹家堡机场、南京大校场机场、长沙黄花机场、长春大房身机场、沈阳桃仙机场等。新建或改建的小型机场有黑河瑷珲机场、丹东浪头机场、赣州黄金机场、常州奔牛机场等。 1987年，中国民航业再次进行改革，分设航空公司与机场。将原民航北京管理局、原民航上海管理局、原民航广州管理局、原民航成都管理局、原民航西安管理局和原民航沈阳管理局的航空运输和通用航空相关业务、资产和人员分离出来，组建了6个国家骨干航空公司，自主经营、自负盈亏、平等竞争，成立了中国国际航空公司、中国东方航空公司、中国南方航空公司、中国西南航空公司、中国西北航空公司、中国北方航空公司。六个地区管理局既是管理地区民航事务的政府部门，又是企业，领导管理各民航省(自治区、直辖市)局和机场。此外，1989年7月，中国通用航空公司成立，其以经营通用航空业务为主并兼营航空运输业务。 自20世纪90年代起，民航开始集中力量，抓重点机场建设，逐步扩宽融资渠道，加大投资力度。大批现代化机场，如深圳黄田机场(现更名为深圳宝安机场)、石家庄正定机场、福州长乐机场、济南遥墙机场、珠海三灶机场(现更名为珠海金湾机场)、武汉天河机场、南昌昌北机场、上海浦东机场、南京禄口机场、郑州新郑机场、海口美兰机场、三亚凤凰机场、桂林两江机场、杭州萧山机场、贵阳龙洞堡机场、银川河东机场、广州新白云机场等，相继投入使用。同时一大批中小型机场也完成了新建、改建和扩建。 北京首都机场的建设和发展是中国机场发展历程的*好见证。1954年，为改变民航和空军共用北京西郊机场的状况，中央同意在北京东北部兴建民用机场。它先后被冠以北京中央航空港、北京天竺机场、北京中央机场的名称。在1957年被命名为中国民用航空局首都机场，并于1958年3月1日正式投入使用(图1-1)。当时，首都机场配备有2500m长、80m宽的水泥混凝土跑道和相应的滑行道、停机坪、航站楼，其他业务、工作、生活用房屋，全套助航和通信设备，飞机维修、供油、场内外各项公用设施和交通设施，以及飞机修理基地。在当时的远东地区，首都机场的规模和现代化程度位居前列。20世纪60年代中期，首都机场跑道由2500m扩建延长至3200m，能够接收当时国际通用的大型客机。为了提高首都机场的总体水平，满足日益繁忙的国内及国际运输业务，20世纪70年代，首都机场进行了第二次大规模的扩建，包括修建新航站楼，修建一条长3200m、宽60m的平行跑道(西跑道)及加强原有跑道(东跑道，延长至3800m)，建立先进的航行指挥和通信导航系统，修建大型飞机维修基地，新建和扩建供电/供水/供暖/供油及其他生产生活所需配套设备等。扩建从1974年8月动工，边建设边投入使用，至1984年全部项目完成(图1-2)。然而，民航发展的速度大大超过了机场管理者和建设者的预料，刚刚完工不久的首都机场再次遇到了需要扩建才能满足民航发展速度和规模的情况。经过多方长时间调研，1995年10月，首都机场进行了第三次大规模扩建，新建24万m2的航站楼、17万m2的停车楼、47万m2的停机坪和相关配套工程14项，总投资额高达76亿元，是中国民航发展建设史上规模*大、投资*多的工程之一。经过近4年的建设，于1999年10月投入使用(图1-3)。为了满足北京2008年奥运会航空运输的需要，为了实现首都机场作为大型综合枢纽机场的功能，为了塑造中国国门的新形象，首都机场自2004年3月开始第四次大规模扩建，内容包括新建T3航站楼第三条跑道(长3800m，宽60m)及相关配套设施，总投资达194亿元。扩建后的首都机场见图1-4。 图1-1首都机场**个航站楼(1958年) 图1-2首都机场T1航站楼(1984年) 图1-3首都机场T2航站楼(1999年) 图1-4首都机场T3航站楼(2008年) 2002年以后，中国民航业再次进行重组。经过“十五”、“十一五”、“十二五”和“十三五”的规划与建设，构建了华北、东北、华东、中南、西南、西北六大机场群，新增了一大批运输机场。截至2019年底，我国共有颁证运输机场238个，全国颁证通用机场数量达到239个。 未来，民航建设力度将进一步加大，主要是建设枢纽机场、完善干线机场、发展支线机场，树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，建设“绿色、人文、平安、智慧”四型机场。 1.1.3机场的分类 根据机场在航空运输系统网络中的作用、机场的业务范围、机场所在地的状况以及大部分乘机旅客的目的等，我国对机场进行了类型划分。 1.根据机场在航空运输系统网络中的作用划分 (1)枢纽机场：是全国航空运输网络和国际航线的空中枢纽。枢纽机场具有业务量巨大，国际、国内航线航班密集，旅客中转率高等特点，旅客在此可以很方便地中转到其他机场。根据业务量的大小，可分为大、中、小型枢纽机场。目前，国内一般认为首都机场、上海浦东机场和广州新白云机场为枢纽机场。 (2)干线机场：指以国内航线为主，兼有少量国际航线，航线连接枢纽机场和重要城市，空运量较为集中，年旅客吞吐量达到一定水平的机场。 (3)支线机场：指比较发达的中小城市和一般旅游城市，或经济欠发达且地面交通不便、空运量较少的城市地方机场。这些机场的航线多为本省区航线或邻近省区支线。 2.根据机场的业务范围划分 (1)国际机场：指国际航线出入境并设有海关、边防检