谈水利水电工程施工土石方调配方法及应用

 【摘要】水利水电工程施工土石方的调配方法受其时间上，空间上以及数量上的控制，是影响对水利水电工程花费成本的重要因素之一。通过分析水利水电工程施工中，土石方的调配在开挖、运转、加工、利用等过程中的施工进度与其类型和数量平衡的关系以及开挖、填筑与空间关系的协调性，建立了土石方调配初始条件和边界条件表达方式。 所谓土、石方工程，即采用人工或机械的方法，对（天然）土（石）体进行必要的挖、运、填，以及配套的平整、夯实、排水、降水等工作内容。土、石方工程的施工特点是人工或机械的劳动强度大，施工条件复杂，施工方案要因地制宜。土、石方工程造价与地基土的类别和施工组织设计方案关系极为密切。 
【关键词】土石方施工；系统分析；土石方调配；施工管理 
引言：文章结合工程实例的应用分析，验证了模型的可靠性与实用性。可广泛应用于水利水电工程的土石方调配方案制定与施工现场管理中，具有较重要的理论意义和工程实践价值。 
1 土方调配基本原则 
（1）力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则.进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法，综合上述原则，并经计算比较，选择经济合理的调配方案. 
（2）调配区的划分应与房屋或建筑物的位置相互协调，满足工程施工顺序和分期分批施工得要求，使近期施工与后期利用相结合；调配区的大小应使机械和车辆得功效得到充分的发挥；当土方运距较大或场内土方不平衡时，可根据附近地形，考虑就近借土或弃土，作为一个独立得调配区。 
（3）应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配，使挖方量与运距的乘机之和尽可能最小，即土方运输量或费用最小；土方调配应考虑近期施工与后期调配相结合的原则，考虑分区与全场相结合的原则，还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，以避免重复挖运和场地混乱； 
（4）合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输路线，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥； 
（5）好土用在回填质量要求高的地区；土方调配应尽可能与城市规划和农田水利相结合，将土一次性运到指定弃土场，做到文明施工。 
2 水利水电工程施工土石方施工系统分析 
本工程施工安排总体指导思想为：确保工程质量、确保施工安全、确保工程工期、确保环保水保达标；以人为本，安全第一；采用成熟的技术和工艺，先进的机械和设备，科学组织，严格管理，优化配置，分段施工，分区布局，充分准备，精心施工。高标准控制工程、高水平建设工程、高效率完成工程，工程竣工全面满足要求。 
2.1土石方开挖。 
土石方开挖是将土和岩石进行松动、 破碎、 挖掘并运出的工程。挖是将土和岩石进行松动、 破碎、 挖掘并运出的工程。按岩土性质，土石方开挖分土方开挖和石方开挖。按施工环境是露天、地下或水下，分为明挖、洞挖和水下开挖。在水利工程中，土石方开挖广泛应用于场地平整和削坡，水工建筑物（水闸、 坝、 溢洪道、水电站厂房、泵站建筑物等）地基开挖，地下洞室（水工隧洞、地下厂房、各类平洞、竖井和斜井）开挖，河道、渠道、港口开挖及疏浚，填筑材料、建筑石料及混凝土骨料开采，围堰等临时建筑物或砌石、混凝土结构物的拆除等。 
2.2土、石方工程量计算规则 
2.2.1人工土、石方一般规则 
1）挖土一律以设计室外地坪标高为起点，深度按图示尺寸计算 
2）按不同的土壤类别、挖土深度、干湿土分别计算工程量。 
3） 在同一槽、坑内或沟内有干、湿土时应分别计算，但使用定额时，按槽、坑或沟的全深计算。 
2.2.2建筑工程计量与计价 
1）平整场地的界定 ――是指建筑场地自然地坪与设计室外标高高差±30cm人工挖、填土方及找平，便于进行施工放线。围墙、挡土墙、窨井、化粪池等不计平整场地。 
2）平整场地范围 ――按建筑物外墙外边线每边各加2m，以平方米计算。 
3 水利水电工程施工土石方调配施工措施 
在计划管理中不仅计划切合实际，而在施工中要采取有效措施，①实际调制：对施工进行集中而灵活的指挥，按照施工作业计划调度劳力、机桥、并对施工中临时发生的矛盾进行解决，从而使工程得以顺利进行。②加强足额管理。结合工地其体情况，制定切实的施工定额，实际多劳多得。③加强对机桥的维修管理，确保施工机械的经常保养与定期维修，提高机桥的完好率与出勤率，在施工中，按施工机桥的修理间隔期定额，结合施工进度情况，对所有机械做出统一的检修计划，既保证检修又不误工程施工。④注意施工进度的控制与统计分析。工程队要设统计员，及时统计工程进度，以便发现工程进度是否拖延，分析原因，采取措施，以克服施工中的薄弱环节。 
4 水利水电工程施工土石方应用 
4.1本工程建设净用地面积为26549.4�O，总建筑面积119472.8�O，地上计入容积率建筑面积97911.7�O，住宅建筑面积94812.4�O。地下设置一层地下室，平时为停车场，战时为二等人员掩蔽所，平战转换通过临战封堵来完成。建筑物地下部分层高为5.4M，庭院广场地下部分层高为3.9M，上设置覆土层1.2M，室内外高差0.3M。地上建筑为8栋各18层的高层住宅，层高均为3.1M。 
结构形式为纯地下室部分采用独立基础加抗水板，地下室结构体系为框架剪力墙结构。高层部分基础采用筏板基础，地上结构体系采用框剪核心筒结构。本工程±0.000为490.00M，原土平均标高为488.00M，地下室平均开挖深度为-6.00M，计黄海高程484.00M左右。 
4.2在严寒地区引水式电站中，引水渠道长达64.69km、流量100m3/s，在国内少有。电站压力管道长2.06km，未设置调压设施（地形限制），泄水槽落差大、弯道多，消能工布置和设计要求高。泄水槽和尾水渠衔接段因地形限制优化布置形式关键。渠道沿线地基探察点多、面广，前期和实施阶段均应进行深入细致勘探。沿线涵洞多、气象水文调查繁琐，泄流能力设计应充分。冬季引水发电渠道面临结冰问题，应进行深入论证，应加强电站冬季引水、排冰和发电运行研究。不同部门间调度管理繁琐、困难。 
　5 水利水电工程施工土石方工程意义 
水能为自然界的再生性能源，随着水文循环，重复再生，水力发电在运行中不消耗燃料，运行管理费和发电成本远比燃煤电站低。水力发电在水能转化为电能的过程中不发生化学变化，不排泄有害物质，对环境影响小，因此水力发电所获得的是一种清洁的能源，它的利用是社会进步到现阶段的产物。 
总结：综上所述，我国的水利水电工程施工土石方调配方法及应用等各个方面的水平在世界范围内已经较为先进，并且还在不断向先进国家学习，尽管如此，我们仍需水利水电专家对其进行进一步的研究与开发，不断提高我们的技术，使水利水电工程中的土石方施工技术能够保持住不断进步的步伐。 
参考文献： 
[1] 周厚贵，曹生荣，申明亮.土石方调配研究现状与发展方向[J].土木工程学报，2009，42（2）：131-138 
[2] 吴唤群，王壮志，向和平，等.考虑施工次序与土质问题的土石方调运的网络模型算法[J].系统工程，2003，21（6）：16-18.