中國正在大連近海填出一座島,島上要建一個機(jī)場,建成之后將成為全球面積最大的海上機(jī)場,把日本關(guān)西機(jī)場和美國檀香山機(jī)場都甩在身后。
陸地上那么多地方,偏偏要往海里填,到底是圖什么?更關(guān)鍵的是,日本在海上建機(jī)場三十年,地基已經(jīng)沉了十幾米,中國這次憑什么能躲過同樣的命運(yùn)?
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說金州灣機(jī)場之前,得先說說日本關(guān)西機(jī)場,因?yàn)檫@兩件事天然綁在一起,不聊清楚關(guān)西的問題,就沒法理解中國工程師在大連海面下做了什么。
1994年,關(guān)西國際機(jī)場正式開放,落在大阪灣里一個人工填出來的島上。日本當(dāng)時為什么要去填海造機(jī)場?原因和大連后來的處境幾乎一樣,就是市區(qū)里實(shí)在找不到地方。大阪周邊地價高,居民區(qū)密,傳統(tǒng)機(jī)場擴(kuò)建遭到強(qiáng)烈反對,尤其是噪音問題讓周邊居民投訴不斷,在海灣里單獨(dú)造一座島就成了唯一的解法。
關(guān)西機(jī)場建設(shè)團(tuán)隊(duì)在動工之前就預(yù)判到了沉降風(fēng)險(xiǎn)。海床底下是厚厚的軟土和淤泥層,把大量石料和泥土堆在上面,底層土壤受壓之后水分會被擠出來,土層隨之壓縮,整個島就會往下走。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提前鋪設(shè)了排水管道,也做了地基加固,認(rèn)為這些措施足夠控制沉降速度。
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結(jié)果出乎意料。截至2024年,關(guān)西機(jī)場第一人工島的累計(jì)沉降量已經(jīng)達(dá)到13.66米,每年平均往下沉約6厘米。三十年過去,這個數(shù)字還在往上加。
第二人工島建成于2007年,使用年限更短,但地質(zhì)條件更差,年沉降速度超過第一島,累計(jì)沉降同樣不樂觀。島越來越低,海面越來越近,有研究人員用"慢動作沉沒"來描述這種狀態(tài)。
這個前車之鑒擺在那里,任何想在海上建機(jī)場的國家都沒法忽略。中國規(guī)劃金州灣機(jī)場的時候,日本的數(shù)據(jù)是必須放在桌上反復(fù)研究的參照系。
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大連的地形,從衛(wèi)星圖上看一目了然。山地和丘陵占了絕大部分,城區(qū)夾在山坡和海灣之間,平整的土地本來就少,幾十年城市擴(kuò)張下來,能用的早已用完。
周水子機(jī)場是大連幾十年來的主要民用機(jī)場。位置在市區(qū)邊上,距離市中心只有10公里,坐出租車不用多久就能到,對乘客來說一直是個很方便的機(jī)場。但這種方便是有代價的,城市長大了,機(jī)場周圍的建筑越來越密,跑道延伸不了,航站樓擴(kuò)建空間越來越窄,想增加航班量,沒有地。
東北三省里,大連曾經(jīng)是最早把年旅客吞吐量做到千萬級別的城市,在整個東北航空版圖里是頭部位置。這個地位后來慢慢松動了。沈陽桃仙機(jī)場的吞吐量在擴(kuò)建后超過了周水子,哈爾濱太平國際機(jī)場也跟了上來。大連在東北航空版圖里的排名悄悄往后退,而城市對外連接、貨物進(jìn)出、商務(wù)往來的需求卻沒有跟著下降,反而在增長。
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機(jī)場不夠用是一個現(xiàn)實(shí)問題,但想在現(xiàn)有機(jī)場上擴(kuò)建,周圍建筑群橫在那里,居民不搬、建筑不拆,跑道就加不進(jìn)去。重新選一塊陸地呢?大連周邊符合條件的平地早就排滿了用途,找到一塊幾十平方公里的凈地幾乎不可能。
往海里走,是把周邊地形摸了一遍之后剩下的那條路。市區(qū)以東23公里的金州灣,海域開闊,水深適中,周邊沒有需要大面積拆遷的建筑,飛機(jī)噪音散開之后對居民區(qū)的影響也更容易管控,各方面條件綜合來看,這里是唯一說得通的選址。
中國在海上建機(jī)場其實(shí)不是第一次干這件事。香港國際機(jī)場1998年就建在填出來的赤鱲角島上,澳門機(jī)場更早,1995年就投入使用了。這兩個項(xiàng)目積累下來的施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)方案,給金州灣項(xiàng)目提供了可以借鑒的基礎(chǔ)。
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金州灣機(jī)場要建在海上,最怕的就是重蹈關(guān)西機(jī)場的覆轍。中國工程師在這個問題上沒有走捷徑,而是從地基處理開始,把幾道工序疊在一起用。
填海之前,海床上的軟土必須先處理。這片區(qū)域的納泥區(qū)面積超過73萬平方米,底下全是松軟的淤泥,直接往上堆填料的話,軟土層承受不住重量,沉降會非常嚴(yán)重。工程團(tuán)隊(duì)在這里用了真空預(yù)壓技術(shù)。
操作方式是在淤泥表面鋪一層密封膜,用真空泵把膜下的氣壓往低抽,外部大氣壓就會把淤泥里的水分持續(xù)往外擠。水分減少之后,淤泥顆粒之間的孔隙收縮,土體開始變密實(shí),承載力跟著上升。這個過程需要時間等待,不能催,工期安排上必須給軟基處理留出足夠的窗口期。
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光靠表面抽水還不夠,工程師在土層里也做了排水設(shè)計(jì)。數(shù)萬根長5米的排水板,按照0.7米的間距插進(jìn)地基深處,在土層內(nèi)部形成一個密集的豎向排水通道網(wǎng)絡(luò)。淤泥里的水分沿著排水板向上滲出,速度比自然滲透快得多,地基固結(jié)的效率大幅提高。兩道工序配合下來,軟土層被改造成了能夠承受后續(xù)荷載的穩(wěn)固基底。
回填材料進(jìn)場之后,強(qiáng)夯作業(yè)隨即展開。這個環(huán)節(jié)用的設(shè)備是90噸重的夯錘,從20米高空落下,每個夯擊點(diǎn)要砸19次。90噸的鐵家伙從20米上空砸下來,沖擊能量極大,能把填料層里的空隙強(qiáng)制壓實(shí),消除虛松的部分,讓整個地基的密實(shí)度和剛度都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。回填用的石料不是隨便找來的,粒徑和級配都經(jīng)過嚴(yán)格篩選,確保填料本身的質(zhì)量能支撐后續(xù)施工。
這三道工序,一道處理原始軟土,一道加速地基固結(jié)排水,一道壓實(shí)填料層,層層疊加,把地基沉降的風(fēng)險(xiǎn)壓到可控范圍內(nèi)。這套組合方案和日本關(guān)西機(jī)場當(dāng)年的處理方式相比,在技術(shù)路徑上更系統(tǒng),工程量也更大。
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金州灣國際機(jī)場的規(guī)模,從數(shù)字上可以感受到它的體量。初期按照雙跑道規(guī)劃,設(shè)計(jì)年旅客吞吐量為4300萬人次,年航班起降33萬架次,貨郵處理能力設(shè)計(jì)為55萬噸。未來可以擴(kuò)建到四條跑道,整個機(jī)場的占地面積超過20平方公里,建成之后將超過日本關(guān)西機(jī)場和美國檀香山機(jī)場,成為全球面積最大的海上機(jī)場。
位置是這個機(jī)場最值得說的地方。大連所在的遼東半島尖端,恰好處在東北亞幾個主要經(jīng)濟(jì)體的中間地帶。從金州灣出發(fā),飛行3小時能覆蓋日本大阪、東京,韓國首爾、釜山,以及中國東北全境。
把飛行時間拉到5小時,俄羅斯遠(yuǎn)東核心城市以及莫斯科方向都進(jìn)入了航程范圍。這個輻射圈在東北亞里是少有的,貨運(yùn)和客運(yùn)都能從這個區(qū)位里獲益。
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貨運(yùn)方面的規(guī)劃尤其清晰。55萬噸的年貨郵吞吐量一旦釋放出來,東北亞的航空貨運(yùn)流向格局會受到影響。跨境電商、生鮮冷鏈、航空零部件這些對時效要求很高的貨物,需要有承接能力足夠強(qiáng)的航空節(jié)點(diǎn)。大連當(dāng)前的貨運(yùn)能力在東北亞這個量級里并不突出,金州灣機(jī)場投入使用之后,這個缺口會被填上。
機(jī)場周邊的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃面積達(dá)到81.9平方公里。航空維修基地、保稅倉庫、供應(yīng)鏈管理企業(yè)這些產(chǎn)業(yè)對機(jī)場依賴程度極高,機(jī)場落在哪里,這些配套產(chǎn)業(yè)就會跟到哪里。
對東北地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來說,這類高附加值產(chǎn)業(yè)的引入,比單純新建一個機(jī)場的意義要大得多。東北振興這個目標(biāo)被討論了很多年,從航空基礎(chǔ)設(shè)施入手往下走,是一個具體的落腳點(diǎn)。
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