馬文英 付明軍

線(帶)狀工程土石方調(diào)配應(yīng)注意的問(wèn)題

馬文英 付明軍

土方調(diào)配問(wèn)題是線狀土建工程關(guān)系全局的核心問(wèn)題，直接影響工程建設(shè)進(jìn)度、投資、質(zhì)量三大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。由于線狀工程的特殊性，施工機(jī)械配置、土方運(yùn)輸?shù)缆凡贾?、開(kāi)挖分區(qū)設(shè)置以及施工方案的選擇等對(duì)工程造價(jià)的影響較大。通過(guò)對(duì)線狀工程土石方調(diào)配原理、原則及實(shí)際工作中調(diào)配方法的介紹，以南水北調(diào)中線一期工程磁縣段設(shè)計(jì)單元為例分析了影響土石方調(diào)配準(zhǔn)確性的各種因素，并對(duì)土石方調(diào)配計(jì)算中注意的問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明。

線（帶）狀工程 土石方調(diào)配 南水北調(diào)工程

1　土石方調(diào)配前的準(zhǔn)備工作

線狀工程包括輸水渠道工程、公路工程、鐵路工程、車入隨工程和管線工程等，在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)土石方調(diào)配工程要重視，因土石方工程工程量較大，在土石方施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，其施工方案的優(yōu)劣，會(huì)引起很大的投資差異。在運(yùn)輸規(guī)劃和開(kāi)挖分區(qū)、土方調(diào)配運(yùn)輸方案、施工方法和施工機(jī)械組合以及棄土棄渣場(chǎng)的選擇等方面應(yīng)注意分析各種因素的影響，細(xì)化施工程序和施工方法，合理選擇施工方案，從而合理確定工程造價(jià)。土方調(diào)配的目的是在使土石方運(yùn)輸成本最低的條件下，確定挖、填區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量，從而縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。

線狀工程前期施工多以土方工程為主，提前做好總體土方平衡將對(duì)工程順利開(kāi)展起到十分重要的作用。首先，合同往往要求回填所需土料優(yōu)先利用本標(biāo)自身開(kāi)挖的合格土料，在滿足回填用土數(shù)量、對(duì)土質(zhì)要求的情況下，開(kāi)挖土料首先需滿足自身回填用土需要，否則會(huì)造成大量的回填用土缺口。其次，由于線狀工程施工戰(zhàn)線長(zhǎng)，且征遷進(jìn)度不統(tǒng)一，如何能做到土料在場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)輸距離最短，且有利于施工組織，將是最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方案。再次，線狀工程開(kāi)挖土方量與回填土方量往往不對(duì)等，需提前規(guī)劃棄土場(chǎng)或取土場(chǎng)，棄土場(chǎng)和取土場(chǎng)的距離遠(yuǎn)近，也直接關(guān)系到工程建設(shè)成本?；谏鲜銮闆r，土石方調(diào)配工作開(kāi)展前，應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作。

1.1原始地形測(cè)量

原始地形測(cè)量是校核合同土方量和土方工程結(jié)算的依據(jù)，必須提前完成。

1.2地質(zhì)調(diào)查

由于線狀工程回填土往往有各項(xiàng)物理、力學(xué)指標(biāo)，如黏粒含量、塑限指標(biāo)等，通過(guò)對(duì)工程沿線進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，可為土方平衡分類計(jì)算工程量提供依據(jù)，同時(shí)還有利于施工設(shè)備選型，此項(xiàng)工作要結(jié)合工程地質(zhì)勘察資料和水文地質(zhì)勘察資料等一同進(jìn)行，以便對(duì)開(kāi)挖土料的可利用性進(jìn)行確認(rèn)。

1.3開(kāi)挖土料劃分

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查資料，并結(jié)合原始地形測(cè)量資料及設(shè)計(jì)斷面圖，將線狀工程所有開(kāi)挖土方量按不同用途分類計(jì)算，依據(jù)土料的不同用途，可分為清表土、可筑堤土、其他土等，然后結(jié)合回填土方量進(jìn)行土方平衡，

1.4明確取、棄土場(chǎng)位置

做好取棄土場(chǎng)面積和存儲(chǔ)量測(cè)量，并測(cè)量運(yùn)距，最后將前面所有資料匯集在一起，才能真正進(jìn)行土方平衡，才能核算土方工程施工成本，在土方平衡確定以后，可依據(jù)合同要求進(jìn)行土方增減運(yùn)距調(diào)整。

2　土石方調(diào)配的原理

土石方調(diào)配的目的是為解決料源供應(yīng)，減少開(kāi)挖料堆棄，降低工程造價(jià)，因此，在土石方工程量計(jì)算完畢后，隨之應(yīng)該是土石方的調(diào)運(yùn)問(wèn)題。通過(guò)土石方合理調(diào)配，解決線狀工程土石方數(shù)量的平衡和利用問(wèn)題，使從挖方段挖出的土石方，在經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)運(yùn)條件下“移挖作填”，就近運(yùn)到填方段去填筑，達(dá)到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的借土和棄土，盡量減少占用耕地，合理確定土方調(diào)配的數(shù)據(jù)和土方運(yùn)距，控制土石方工程造價(jià)。

3　土石方調(diào)配的原則

（1）在半填半挖斷面中，應(yīng)首先考慮在本段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)輸量，降低工程造價(jià)。

（2）土石方調(diào)配應(yīng)盡量考慮橋涵位置對(duì)施工的影響，一般大溝不作跨越調(diào)運(yùn)，同時(shí)尚應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運(yùn)土。

（3）為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，用以分析工程用土是調(diào)運(yùn)，還是外借。

（4）土方調(diào)配“移挖作填”，固然要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)距問(wèn)題，但這不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方或借方占地，賠償青苗損失及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響等。有時(shí)移挖作填雖然運(yùn)距超出一些，運(yùn)輸費(fèi)用可能稍高一些，但如能少占地，少影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這樣，對(duì)整體來(lái)說(shuō)也未必是不經(jīng)濟(jì)的。

（5）不同類別的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進(jìn)行調(diào)配，以保證最大限度地利用挖方棄料，盡量減少借土引起征遷等社會(huì)問(wèn)題。

（6）土方調(diào)配對(duì)于借土和棄土應(yīng)事先同地方商量，妥善處理。借土應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田規(guī)劃等選擇借土地點(diǎn)，并綜合考慮借土還田，整地造田等措施。棄土應(yīng)不占或少占耕地，在可能條件下宜將棄土平整為可耕地，防止亂棄亂堆，或堵塞河流，損壞農(nóng)田。

（7）在土石方數(shù)量的計(jì)算及調(diào)配中應(yīng)考慮自然方與壓實(shí)方之間的換算系數(shù)。

（8）選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸路線、施工順序使土石方運(yùn)輸無(wú)對(duì)流和亂流現(xiàn)象，并便于機(jī)械化施工。

（9）當(dāng)工程分期分批施工時(shí)，先期工程的土方余額應(yīng)結(jié)合后期工程需要，考慮其利用數(shù)量和堆放位置，以便就近調(diào)配。

4　土石方調(diào)配應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1土石方最優(yōu)調(diào)配需滿足的條件

土石方調(diào)配需要滿足時(shí)間、空間、土料的質(zhì)量、土料的數(shù)量4個(gè)條件，當(dāng)4個(gè)條件都滿足時(shí)，才能最大限度的利用挖方棄料，減少借土。這4個(gè)條件往往難以同時(shí)滿足，前3個(gè)條件為土石方利用的必要條件，數(shù)量條件決定了調(diào)配中挖方棄料或借方數(shù)量的大小。要注意這4個(gè)條件的相對(duì)統(tǒng)一。

時(shí)間條件主要是指施工時(shí)序問(wèn)題，線狀工程中，由于施工總布置、總進(jìn)度計(jì)劃與征遷進(jìn)度不能協(xié)調(diào)一致，或者某些點(diǎn)上還存在征遷阻力，由于施工點(diǎn)的阻力導(dǎo)致線狀工程無(wú)法滿足開(kāi)挖的合格土料能在填筑區(qū)得到利用，因此，在土石方調(diào)配中，時(shí)間條件一般要充分考慮，有時(shí)可能會(huì)成為制約因素。

空間條件往往與時(shí)間條件一樣，在施工總布置和總進(jìn)度計(jì)劃中，這2個(gè)條件要同時(shí)考慮，開(kāi)挖區(qū)與填筑區(qū)的空間位置與施工作業(yè)面施工的具體時(shí)間要相互一致。使得開(kāi)挖的合格土料能及時(shí)運(yùn)送到填筑面進(jìn)行填筑，避免開(kāi)挖的合格土料產(chǎn)生二次倒運(yùn)。

土料的質(zhì)量須從工程本身考慮，對(duì)于滿足線狀工程填筑面所需的土質(zhì)才可以進(jìn)行數(shù)量平衡，工程上一般根據(jù)土顆粒組成及其特征，黏粒含量，含水量，土的塑性指標(biāo)、液限、塑限以及塑性指數(shù)等物理指標(biāo)，土中有機(jī)質(zhì)存在情況根據(jù)填筑需要將開(kāi)挖土進(jìn)行分類，在平衡時(shí)按照土質(zhì)調(diào)配。

在分析了以上3個(gè)必要條件后，就可以進(jìn)行土石方數(shù)量平衡計(jì)算，分為挖方、填方、借方和棄方，其中挖方依據(jù)填方對(duì)土質(zhì)的需要分別計(jì)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，形成數(shù)量成果表。

由于土方調(diào)配受時(shí)間、空間、土料的質(zhì)量、土料的數(shù)量4個(gè)條件的制約，因此，在土方調(diào)配的前期工作中，要認(rèn)真調(diào)研，滿足4個(gè)條件的最優(yōu)配置。

4.2計(jì)價(jià)土石方的綜合運(yùn)距避免重復(fù)計(jì)算

計(jì)價(jià)土石方包括全部挖方和借土方，避免重復(fù)計(jì)價(jià)，對(duì)本調(diào)配段利用的土方，一般不計(jì)運(yùn)距，在定額內(nèi)考慮。對(duì)按照挖方分區(qū)遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)的土方，按挖方運(yùn)距考慮，不再填筑土方中考慮。挖方綜合運(yùn)距，按照遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)可利用土方、棄渣場(chǎng)土方的數(shù)量，按照運(yùn)距加權(quán)平均的方法計(jì)取綜合運(yùn)距。

填方只考慮借土方的運(yùn)距，遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)可利用土方運(yùn)距按零值考慮，計(jì)取填筑土方的綜合運(yùn)距。

4.3遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)土方與就近征用取土場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)合理性比較

對(duì)土石方調(diào)配結(jié)果影響較大的因素是可利用土石方數(shù)量和土方調(diào)運(yùn)距離的遠(yuǎn)近，對(duì)一個(gè)工程而言，由于設(shè)計(jì)控制標(biāo)高和總體布置確定，開(kāi)挖土方量和填筑土方量是確定的，那么開(kāi)挖土方量中可利用土方數(shù)量和調(diào)運(yùn)距離對(duì)綜合運(yùn)距的影響較大。

如果開(kāi)挖土料的可利用數(shù)量較大，增加可利用土料的的遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)，可有效地減少棄土棄渣數(shù)量和土料的開(kāi)采，從而可有效地減少土料場(chǎng)和棄土棄渣場(chǎng)的占地面積，但過(guò)大的調(diào)運(yùn)距離會(huì)使土石方調(diào)運(yùn)成本增大，造成運(yùn)輸費(fèi)用增加較多，使土石方的調(diào)運(yùn)失去經(jīng)濟(jì)性，因此，應(yīng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)土方和就近征用取土場(chǎng)的綜合經(jīng)濟(jì)比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的土方調(diào)配方案。

4.4開(kāi)挖區(qū)、填筑區(qū)的中心與調(diào)配區(qū)域的中心不對(duì)稱對(duì)投資的影響

由于線狀工程的開(kāi)挖區(qū)成線狀分布，填筑區(qū)（或棄土棄渣區(qū)）也大都為線狀分布，在一個(gè)平衡段內(nèi)，每個(gè)斷面的開(kāi)挖量、填筑量不同，開(kāi)挖區(qū)的中心與填筑區(qū)的中心不是調(diào)配段的幾何中心，即開(kāi)挖區(qū)、填筑區(qū)的中心與調(diào)配區(qū)域的中心不對(duì)稱，在調(diào)配計(jì)算中，如果簡(jiǎn)單地按照調(diào)配段“中心到中心”的原則處理為線狀長(zhǎng)度的中部，將產(chǎn)生較大的偏差。要根據(jù)開(kāi)挖區(qū)的中心和填筑區(qū)的中心分別計(jì)算。

如南水北調(diào)中線工程磁縣段漳河北岸的高填方輸水渠道，土方平衡選擇的渠段長(zhǎng)度為5.0 km，其中樁號(hào)0+000—2+000為高填方渠段，需要填筑土方量120.6萬(wàn)m3，樁號(hào)2+000—5+000為半挖半填渠段，開(kāi)挖土方量為116萬(wàn)m3，而填筑量為78萬(wàn)m3，開(kāi)挖土方量為合格的填筑土料，該渠段填筑總量為198.6萬(wàn)m3，由于調(diào)配渠段缺土量110.6萬(wàn)m3，解決缺土的措施有遠(yuǎn)距離調(diào)土（從樁號(hào)10+500—12+300調(diào)土）、就近征用取土場(chǎng)2種方案，取土場(chǎng)選擇在岳城鐵路倒虹吸的西側(cè)的雙廟取土場(chǎng)，取土場(chǎng)數(shù)量和質(zhì)量能滿足要求。經(jīng)綜合比較分析，遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)土方的費(fèi)用大于征用取土場(chǎng)的費(fèi)用，選擇就近征用取土場(chǎng)方案。

在調(diào)配計(jì)算過(guò)程中，開(kāi)挖區(qū)的中心為3+500，填筑區(qū)的中心為1+980，調(diào)配渠段的幾何中心為2+500，如果不考慮開(kāi)挖土方和填筑土方的幾何分布，單純按照調(diào)配段來(lái)計(jì)算，必然產(chǎn)生較大的偏差。

如果在一個(gè)調(diào)配區(qū)域內(nèi)，開(kāi)挖區(qū)和填筑區(qū)的中心差別較大，也可分區(qū)進(jìn)行調(diào)配計(jì)算，根據(jù)運(yùn)輸規(guī)劃的不同，將該段渠道一分為二，分為上下2個(gè)調(diào)配區(qū)，0+000—2+000為一區(qū)，2+000—5+000為二區(qū)，按照每個(gè)分區(qū)分別調(diào)配，可極大地減小計(jì)算偏差。

4.5施工機(jī)械選擇對(duì)投資的影響

對(duì)于線狀工程土石方挖填，存在著無(wú)數(shù)種施工方法和施工機(jī)械組合，同樣的土方開(kāi)挖，可選擇推土機(jī)推挖、鏟運(yùn)機(jī)鏟挖、挖掘機(jī)開(kāi)挖等，同樣的土方填筑，可選擇凸塊碾、羊腳碾及拖拉機(jī)碾壓等，而每種施工方法中的施工機(jī)械又有多種規(guī)格選擇和組合方式；而每種組合的不同，所反映的投資是不同的，其總投資差可能是一個(gè)龐大數(shù)字。如南水北調(diào)中線工程磁縣段設(shè)計(jì)單元，樁號(hào)10+000—13+320，總開(kāi)挖棄土棄渣約300萬(wàn)m3，棄土棄渣綜合運(yùn)距3 km。開(kāi)挖方法可選擇1 m3挖掘機(jī)挖裝10 t自卸汽車運(yùn)輸、2 m3挖掘機(jī)挖裝8 t自卸汽車運(yùn)輸、12 t自卸汽車運(yùn)輸、15 t自卸汽車運(yùn)輸?shù)?；依?jù)現(xiàn)行定額及計(jì)算方法，開(kāi)挖運(yùn)輸單價(jià)分別為14.85、13.68、14.61、13.89元/ m3，相應(yīng)開(kāi)挖總投資分別為4 455萬(wàn)、4 104萬(wàn)、4 383萬(wàn)、4 167萬(wàn)元，以1 m3挖掘機(jī)挖裝10 t自卸汽車運(yùn)輸最高為4 455萬(wàn)元，以2 m3挖掘機(jī)挖裝8 t自卸汽車運(yùn)輸最低為4 104萬(wàn)元，兩者相差351萬(wàn)元。僅僅3.32 km的渠段，僅施工機(jī)械的配置不同，就引起了351萬(wàn)元的投資變化，由此可見(jiàn)施工方法對(duì)工程投資的影響比較大。

施工方法的選擇，也不能僅以價(jià)格的高低來(lái)評(píng)判，需綜合考慮工程數(shù)量、場(chǎng)地大小、開(kāi)挖對(duì)象特性等施工條件以及社會(huì)、施工單位擁有施工機(jī)械設(shè)備水平等因素，在技術(shù)可行的前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理。

該段渠道單位長(zhǎng)度內(nèi)開(kāi)挖工程量較大，開(kāi)挖運(yùn)輸強(qiáng)度較高，過(guò)多的運(yùn)輸設(shè)備可能會(huì)造成工作面和運(yùn)輸?shù)缆返膿矶?，使工作效率降低，因而，本段渠道選擇15 t自卸汽車作為主要運(yùn)輸設(shè)備，從機(jī)械的配置上，2 m3挖掘機(jī)配15 t自卸汽車也更為合理，有利于機(jī)械功效的發(fā)揮。

4.6對(duì)取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)結(jié)合設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)

對(duì)取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)要科學(xué)規(guī)劃、合理利用，盡量減少征地。“取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)的結(jié)合設(shè)置”的理念對(duì)于保護(hù)耕地，節(jié)約寶貴土地資源的土地政策來(lái)講，無(wú)疑是好的謀略。但在實(shí)踐中，往往受制于許多外在的客觀因素，使得一個(gè)符合可持續(xù)發(fā)展觀的科學(xué)規(guī)劃不能付諸實(shí)施。這其中有政策方面的因素，也存在施工方面的因素。

取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)結(jié)合設(shè)計(jì)的理念是最優(yōu)配置，在實(shí)踐中，應(yīng)研究考慮影響的幾個(gè)關(guān)鍵因素，分析取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)結(jié)合的可能性，因?yàn)樯婕暗秸鬟w和施工等多方面的因素。首先，要分析開(kāi)挖和填筑的施工先后順序，先借土后棄土是前提，如果根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，施工組織設(shè)計(jì)時(shí)先開(kāi)挖有棄土，最后填筑借土施工，則該設(shè)計(jì)理念是不成立的。其次，要考慮征遷工作的時(shí)間，如果由于征遷進(jìn)度影響到施工進(jìn)度，取土場(chǎng)遲遲不能交付，影響到填筑施工，就會(huì)導(dǎo)致施工單位改變施工組織安排，從而影響到結(jié)合設(shè)計(jì)理念的實(shí)施。再次，施工組織設(shè)計(jì)前，要取得征用取土場(chǎng)的土地權(quán)屬人的同意，這是最重要的，因?yàn)槿⊥翀?chǎng)回棄的土料一般是工程上不能利用的土料，這些回棄的土料能否滿足土地權(quán)屬人的要求是取土場(chǎng)能否作為棄土場(chǎng)利用的關(guān)鍵；因此，要提前做好與土地權(quán)屬人的協(xié)調(diào)溝通工作，達(dá)成協(xié)議，避免在施工進(jìn)行過(guò)程中協(xié)商不成，導(dǎo)致取土場(chǎng)不能回棄的被動(dòng)局面。

5　結(jié)語(yǔ)

線狀工程土石方調(diào)配工作是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)工作。涉及到方方面面的內(nèi)容，因土石方工程量巨大，綜合運(yùn)距的變動(dòng)引起較大的投資差異，土石方調(diào)配與測(cè)繪、地質(zhì)、水工、移民占遷和施工等專業(yè)緊密聯(lián)系，需要考慮的因素較多，調(diào)配質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)工程造價(jià)影響較大；因此，各專業(yè)要協(xié)調(diào)分工，緊密配合，在土石方調(diào)配工作中，要遵循土石方調(diào)配的原則，綜合考慮，全面協(xié)調(diào)，尋求一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的調(diào)配方案，對(duì)控制工程投資意義重大。

馬文英 女 高級(jí)工程師 南水北調(diào)中線干線管理局河北分局 河北石家莊 050035

付明軍 男 教授級(jí)高級(jí)工程 師河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 河北石家莊 050027

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1007-6980（2016）04-0020-04

（2016-09-09）