飞机发动机试车场导流墙施工技术

王雪松 周劲 许亮

摘 要：飞机发动机试车所吹出来的气流如果不做正常引导将对周围建筑物、人员、设备造成一定的损害。飞机发动机试车场导流墙的设置可有效的对发动机排放的气流进行引导，进而降低发动机试车给周边环境带來的安全风险。本文介绍了发动机试车场导流墙的施工工艺及施工技术，重点介绍了迎风面混凝土的施工方法及质量控制要点。

关键词：发动机试车场；导流墙；迎风面混凝土；导流格栅；施工技术

中图分类号：V263.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0098-03

飞机发动机在完成制造、大修及排故和飞机整体修理后均需要进行发动机试车。通常地，发动机完成制造及大修后的单体试车安排在固定的试车台（试车厂房）进行，而发动机与飞机整体联动试车均在停机坪的边缘区域设置专用的试车场进行。根据对飞机发动机的尾流风力探究，目前较大推力的B777GE-90发动机，推力可达到100800磅/500400kg，其推动风力可达45m/s，相当于12级以上台风。故为考虑地面安全，通常需设置导流墙将发动机尾气导流至空中，以减少其对周围的建筑、物体、人员及车辆造成的巨大威胁。目前国内建设和已经建成的试车设施的单位逐渐增多，例如北京Ameco、中国新华航空公司、空客中国天津总装厂等。图1为飞机试车尾流对试车场周边围界造成的损害情况。

1 飞机发动机试车场导流墙简介

飞机发动机试车场尾气导流形式多种多样，主要有以下几种：垂直式导流格栅（如图2所示）、微穿孔板式导流墙、混凝土固定式导流墙等。

本文主要对混凝土固定式导流墙的施工技术做详细介绍。

以空客天津总装厂A320发动机试车场为例：

空客A320发动机试车场导流墙高度为发动机尾喷口距地高度*度计参数。例如A330-300发动机尾喷口距地高度为2.32m*1.8N/g（度计参数）=4.176m。导流墙设计高度为4.5m，可以有效的将发动机试车时高速气流导向空中85%以上。导流墙横断面图见图3所示。

2 混凝土固定式导流墙施工工艺

混凝土固定式导流墙主要施工工序包括：导流墙土方填筑、背风面浆砌片石砌筑及迎风面混凝土浇筑三道工序。其中，迎风面混凝土浇筑的质量控制是整个导流墙施工的技术难点。

2.1 导流墙土方填筑

导流墙土方采用分层填筑，分层压实的方法，分层设置双向土工格栅加筋以增强导流墙的整体性。土基填筑前应对原地面进行平整、压（夯）实，达到设计要求的密实度后，方允许在其上填筑。按照土质类别、压实机械性能等，经过试验段施工确定最大松铺厚度。压实机械采用20t以上振动压路机，压实系数不小于设计要求，分层厚度不大于30cm，当填筑至顶面时该层最小压实厚度应不小于10cm。碾压工作采用先轻后重，先静后振，先慢后快的方法，主轮重叠碾压15cm左右，并且碾压速度在2～3km/h。每层超宽碾压1m，为后期更好的控制导流墙两侧洗坡精度及质量。

2.2 背风面浆砌片石砌筑

导流墙背风面虽然不承受飞机发动机试车时的气流吹噬，但是为保证墙体的整体稳定性，需进行浆砌片石砌筑护坡。

2.2.1 施工工艺流程

施工前准备→坡面修整→护坡放样→片石砌筑、勾缝→养生。

2.2.2 施工要求

单个片石石料厚度不小于15cm，镶面材料应选择尺寸稍大并具有较平整表面，且稍加粗凿。在角隅处应使用较大石料，大致粗凿方正。石料砌筑时应清洗干净，表面湿润，砂浆应捣实饱满。砂浆应采用小型拌和设备随拌随用，严禁人工就地拌和。所有石料应分层砌筑，当分段施工时，相邻段砌筑高差不大于1.2m。砌筑的平缝应交错锁结，不得贯穿，接缝用砂浆填实，所有外露缝应砂浆勾缝。每个工作日结束后，做好湿水养生工作，下一工作日开始时应凿除表面松散的砂浆，并湿水用砂浆满铺后进行砌筑。

2.2.3 施工方法

（1）坡面修整、护坡放样。导流墙土方基础填筑成型后，开始边坡面的修整，并对坡面进行夯实处理。在确保边坡坡度准确，坡面平整，即可进行护坡的放样，放样严格按照设计图纸几何尺寸进行。

（2）浆砌片石护坡砌筑。

①原材料。水泥：采用P.O32.5R水泥，进场经复试合格后才能使用，并且使用中水泥存放符合要求。砂子：采用块配良好、质地坚硬、颗粒洁净的中砂。片石：用于浆砌工程的片石强度不得低于30MPa，片石砌筑前浇水湿润，并将表面灰尘、泥土冲洗干净。

②片石砌筑、勾缝。施工时挂线砌筑，并经常对其复核，以保证线型平顺、砌体平整。砌体与坡面紧密结合，砌筑片石咬口紧密、错缝砂浆饱满，不得有通缝、叠砌、贴砌和浮塞，砌体勾缝要牢固美观。根据设计图纸位置设置伸缩缝和沉降缝的尺寸，按设计分段砌筑。砌缝宽度、错缝距离应符合规定，勾缝坚固、整齐，深度和型式符合设计要求。

（3）养生。应在砂浆初凝后洒水覆盖养生7～14d。养护期间应避免碰撞、振动或受压。特别是每个工作班结束时要求整体养生一遍，并用水渗透过的土工布覆盖，在每个工作班开始砌筑前也应将砌体表层砂浆用水浸透，方可开始砌筑。

2.3 迎风面混凝土浇筑

2.3.1 工艺原理

由于导流墙迎风面需承受飞机发动机试车时产生的强大气流吹噬，故设计采用钢筋混凝土墙体护坡。混凝土施工时主要靠混凝土自身的凝结力、导流墙基础土面的摩阻力和钢筋网的张拉阻力的限制，至混凝土自凝成型后不再沿斜面下滑。由于导流墙迎风面长度、高度、坡度过大，故宜采用分层、分段的施工方法。

2.3.2 施工工艺流程

施工前准备→坡面修整→护坡放样→钢筋网安装→钢管土钉安装→模板施工→坡面混凝土浇筑→拆模→养生。

2.3.3 施工方法

（1）导流墙土方基础进行坡面洗坡、夯实后，按照设计要求满布钢筋网片。钢筋的级别、直径、根数和间距均应符合设计和施工要求。绑扎或焊接的钢筋网片不得出现变形、松脱与开焊。

（2）依据导流墙坡面走向沿坡底至坡顶的高度方向分层、沿导流墙长度方向分段安装混凝土面层模板。模板与导流墙坡面土基之间以钢管作为土钉定位及固定，并以此来控制混凝土结构的厚度。模板采用全新木模板，模板安装就位后，背衬60×80木档，φ48钢管与土钉牢固连接加固，见图4所示。模板施工严格按照木工翻样的施工图纸进行拼装、就位和设支撑。模板安装就位后，由施工员、质量员按模板尺寸、标高、坡度、拼缝整齐度等进行复核验收。

（3）混凝土浇筑沿导流墙迎风面坡度方向分为四层浇筑，第二层模板采用短木方与第一层和第三层模板的水平龙骨固定，第三层模板采用短木方与第二层和第四层模板的水平龙骨固定，由下而上依次浇筑各层斜坡面，见图5所示。通过采取分层制作模板、逐层安装模板，逐层浇筑混凝土的方法，既保证了混凝土的成型质量，又便于混凝土的浇筑、振捣。

3 混凝土固定式导流墙施工质量控制要点

3.1 导流墙土方施工质量控制要点

导流墙土方施工质量控制要点在于保证土方压实控制不低于设计的压实度，并保证整个导流墙边坡的稳定性，沉降值在设计的允许范围内。压实度取样检验频数按照表1进行质量控制。

导流墙土方填筑高程及平整度要求按照表2检测。

3.2 背风面浆砌片石施工质量控制要点

（1）原材料质量控制：砂、片石、水泥进场后按规范进行检测，抽检合格后方可使用，严禁使用风化和有水锈的石料。水泥必须附有出厂合格证等质量证明文件。现场来料后，及时将原材料按规定取样送试验室确定配合比。严格按施工配合比拌制砂浆，保证计量正确。

（2）现场材料配合比计量偏差不得超过下列数值：水泥和外掺混合材料按重量计为±2%，骨料按重量为±3%，水按重量计为±2%。拌制水泥砂浆严格计量，每个工点有专人负责计量工作，严格按照施工配合比配料。

（3）在砌筑基础、坡面時，均采用挤浆法操作，砌体的砂浆强度、平面位置、断面尺寸、平整度、坡度、砌缝等符合要求，砌体表面必须平顺、圆滑、砂浆饱满且勾缝均匀、平顺、无脱落现象，无通缝、三角缝和瞎缝。

（4）质量检查项目见表3所示。

3.3 迎风面混凝土施工质量控制要点

（1）导流墙迎风面坡度较大，达到了51°角，因而混凝土混合料在自重及振捣动荷载共同作用下的水平推力较大。为保证施工质量及作业安全，施工前需进行试验段施工，以确定以下参数：1）确定钢管土钉的插入深度及间距，保证顶面模板的稳固性，并预留一定的安全系数。2）确定每个作业段沿坡面的分层高度及沿纵向的作业长度。3）确定每个作业段的人员配置、机具配置、混凝土泵送速度等。4）确定混凝土最佳坍落度、振捣时间、拆模时间等参数。

（2）导流墙迎风面设计混凝土配合比时对混凝土的抗裂、防渗、缓凝、低水化热及和易性等方面提出了较高的要求。混凝土宜优先采用优化配合比后的商品混凝土。针对迎风面面板厚较小，钢筋较密的特点，粗骨料宜采用10～20mm碎反击碎石。砂宜采用中砂，砂子的含泥量不得超过5%，石子的含泥量不得大于3%。坍落度控制在120～140mm，易于浇筑密实。

（3）由于导流墙坡面混凝土表面积大、坡度大，在混凝土凝固后需马上进行洒水养护。派专人进行长期喷水保湿，在全部拆除模板后覆盖土工布保证长期湿润。

4 施工安全控制措施

各工序施工前需对各工种进行全面的安全交底。模板支撑安装完成后，要仔细检查顶撑、土钉等重要部位连接是否牢固可靠。

混凝土浇筑施工前，必须保证脚手架的操作层有满铺脚手板，导流墙顶面周围设置可靠的维护栏杆、密目网和安全网，并经安全负责人检验合格。施工时应搭设临时操作平台，导流墙坡面放置临时爬梯，便于工人上下施工操作。

使用振动机前应检查电源电压，必须经过二级漏电保护，电源线不得有接头，机械运转是否正常。振动机移动不能硬拉电线，更不能在钢筋和其它锐利物上拖拉，防止割破拉断电线而造成触电伤亡事故。

5 结语

天津空客A320发动机试车场于2007年开工建设，2009年投入使用。本次对试车场导流墙进行了改扩建，并增加了迎风面混凝土结构及导流格栅。扩建后的试车场能够满足大型A330飞机的试车要求。从近十年的使用效果来看，导流墙能有效的对空客A320飞机发动机尾气进行导流。近年来，我国正在自主研发生产C919、C929等大型客机，对发动机试车场的建设需求也很迫切。我们通过对导流墙施工技术的研究希望能够有助于国产发动机试车等专业性的场地建设，能够更好的服务于我国高速发展的航空事业。

参考文献

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