| 标题 | 综合运距计算法在南水北调某标段土方平衡运距变化上的应用 |
| 范文 | 邢志国 摘要：水利水电工程施工土石方调配受其空间、时间和数量的限制，是影响工程成本的重要因素之一。本文以大型调水工程实例阐述了土方平衡调配的原则，及投标时与实施时土方调配变化较大，采用综合运距法可有效解决。并且分析了大型调水工程土石方平衡调配特点，最后说明土方平衡调配方法。通过这一系列的阐述说明水利工程挖填工程量巨大，料物调配部分占整个工程投资比重很大，解决好该问题具有显著的经济、技术价值。 Abstract： The allocation of earth and rock for water conservancy and hydropower project construction is limited by its space， time and quantity， and it is one of the important factors that affect the project cost. In this paper， the principle of balanced deployment of earthwork is explained by examples of large-scale water division projects， and the earthwork allocation during the bidding and implementation changes greatly， and the comprehensive transportation distance calculation method can effectively solve the problem. In addition， the characteristics of balanced deployment of earth and stone in large-scale water diversion projects are analyzed， and finally， methods for earth-level balance deployment are described. Through this series of elaborations， it shows that the amount of excavation and filling works for water conservancy projects is huge， and the allocation of materials and materials accounts for a large proportion of the total investment in the project. Solving this problem has significant economic and technological value. 关键词：综合运距计算法；南水北调；土方平衡调配 Key words： comprehensive transportation distance calculation method；South-to-North Water Diversion；earthwork balance allocation 中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0191-03 1 工程基本情况 1.1 南水北调中线一期工程某标段，长度6.66km。该标段内共有建筑物14座，其中河渠交叉倒虹吸2座，渠渠交叉倒虹吸2座，左岸排水倒虹吸2座，退水闸1座，分水口门1座，公路桥3座，生产桥3座。该土石方平衡仅针对标段内土方及软岩开挖、土方填筑工程，不包括各种反滤料及其它类似外购填筑工程量。为分析清楚明了，本平衡除特别标示外，工程量均为自然方。有压实要求的填筑工程量，均按照相关系数折算成自然方，以方便计算、说明。取土场回填及弃渣场按照现场实际情况，自然方与料场初碾后密度接近，按照1：1参数计算。 1.2 招（投）标阶段土方规划 招标阶段，本標段土石方开挖量293.53万m3，填筑量约为181.82万m3（压实方154.55万m3）。根据招标文件该标段渠道开挖料约181.8万m3可以利用，其余土料为不可利用土料。 在充分利用开挖土料外，投标时需从该标外的3个土料场取土，3个土料场分别为1#土料场、2#土料场、3#土料场，规划可取料量分别为24.08万m3、10.93万m3、29.97万m3，合计64.98万m3。 该标段规划的4个弃渣场分别为1#弃渣场、2#弃渣场、3#弃渣场、4#弃渣场，规划弃土容量分别为31万m3、40万m3、28万m3、3万m3。另外2#土料场需回填75.91万m3。 同时该标根据招标文件要求，在优先满足本标利用的前提下，调运其他标段29万m3，其中调运18万m3土方至A标，调运5万m3土方至B标，调运5万m3土方至C标，调运1万m3土方至D标。 1.3 实施过程中土方平衡情况 实施阶段渠道及建筑物土方开挖259.93万m3，渠道及建筑物土方填筑187.56万m3（压实方159.42万m3），依据《该标渠道土石方平衡若干问题的地质情况说明》，可利用料减少为90万m3。由于可利用料减少，根据招标文件中“优先满足本标段要求”的原则，开挖料全部用于了该标段弱膨胀土填筑，原规划的调运其他标段的29万m3无法完成。 实际取土情况，因2#土料场规划其他取土的标段未取土，所以该标段在2#土料场取土55.62万m3，其他土料场均未取土。 按照上级主管部门批复意见，2#土料场全部由该标回填，由此导致该标段2#土料场回填工程量增大。由于土料场的“先取后弃”和渠道的“先挖（弃）后填（取）”的工序存在矛盾，且取土场因征迁问题提供较晚，导致2#取土料场回填的二次倒运量发生。2#土料场共回填116.25万m3（增加回填40.34万m3），其中二次倒运回填98.55万m3。 2 水利工程土方平衡作用 在明渠开挖工作中，土方平衡、征地平衡以及运距平衡是结合土方、征地、运距三项进行平衡，得到性价比最高的可实施方案。土方平衡即为以计算每段渠道土方余缺量为目的的平衡计算；运距平衡是将土方运输距离控制在中短距离内，减少长距离运输次数，从而降低运输成本；征地平衡为结合运距平衡及征地价格、场地可用深度对各取土场、弃土场征地量从新分配总余缺量，从而减少征地面积，达到降低成本的目的。土方平衡工作是决定进度计划、征地、运输方案等工作的重要一环，所以不可以轻视。 3 土方平衡调配原则 进行土方平衡与调配，必须综合考虑工程和现场情况、进度要求和土方施工机械，以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题。经过全面研究，确定平衡调配的原则之后，才可着手进行土方平衡与调配工作。如划分土方调配区，计算土方的平均运距、单位土方的运价，确定土方的最优调配方案。 进行土方调配，必须根据现场的情况、有关技术资料、进度要求，土方施工方法与运输方法，综合考虑上述原则，并经计算比较，选择出经济合理的调配方案。土方调配的具体原则为：①挖方与填方平衡，在挖方的同时进行填方，减少重复倒运。②挖（填）方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即运输路线和路程合理，运距最短，总土方运输量或运输费用最小。③分区调配应与全场调配相协调、相结合，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡。 按照上述原则，2#土料场取土和回填运距距该标段渠道最近，且距该标段2#弃渣场也是最近，考虑倒运回填费用也最经济，所以该标仅在2#土料场取土，并负责2#土料场坑的回填。 4 施工阶段土石方平衡与综合利用 施工阶段土石方平衡与综合利用是项目具体实施过程中的主要工作内容，这一阶段虽然场平的标高和开挖料的用途已经基本确定，但是此时的土石方平衡与综合利用却涉及空间平衡规划与时间平衡规划两方面内容，施工阶段土石方空间平衡规划可以理解为局部区域之间的挖填量的大致相等，施工阶段土石方时间平衡规划是与施工进度计划有关的概念，就是按照施工进度计划各个施工阶段内的挖填量的大致相等。施工阶段制定详细合理的施工组织设计十分重要，制定详尽合理的土石方施工施工组织设计不单是施工质量的保证，也可达到节约施工成本的目的，必须统筹安排什么时间挖哪个区域，这个区域的挖方用于填筑哪个区域，累计运输距离如何能够最节约。此外，其它条件类似的情况下，按照详细合理的施工组织设计编制的造价文件才是最有竞争力的投标报价。 在进行施工阶段土石方平衡与综合利用规划或实施计划前，具体的施工单位首先应进行场区原始地形地貌的测量复核工作，这个测量应从在便于施工角度进行，测量布点密度一般比勘察设计单位进行的测量更详细，至少要满足布置施工临时道路和进行施工分区的需要。正式动土开挖前应进行现场碾压试验，以确定在满足设计相对压实度的情况下的碾压分层厚度、最优含水率、碾压遍数等过程控制压实参数指标。 5 土石方平衡与综合利用经济分析 土石方平衡与综合利用主要在项目的规划设计和施工两个阶段实现，从经济角度这两个阶段在资源充分利用、减少能耗、降低投资方造价和施工方成本有着不同的作用。 首先，通过规划设计实现的土石方平衡与综合利用，基本实现场区内挖方量与填筑量大致平衡，使场区内开挖可利用方量充分利用，达到不需外运和运进土方，运输距离经济合理，开挖量相对较小，避免成距离运输成本，不需要弃料场占地和弃料场维护费用，可直接降低投资方的工程造价。 其次，正常情况下通过施工阶段的土石方平衡与综合利用，实现厂区内各施工单元之间的土石方空间平衡与时间平衡，缩短累计运输距离，避免交叉和重复用工，减少能耗，直接降低施工成本。这一过程的成本降低往往是隐含的，这个隐含效益要比盲目的加快施工进度的成本节约效果更明显。当然，从施工组织设计影响工程造价或投标报价的角度分析，合理的土石方平衡规划也是投资方节约投资的必要途径。 再次，如果需要借助临近项目实现土石方平衡与综合利用，也是节约成本的途径，按照土石方施工一般工序：挖、装、运、平、压等，至少节约挖、装工序的能耗和成本，同样也能起到节约土地资源的作用。 6 综合运距的计算方法 按招投标工程量清单项目和实际工程量清单项目（建筑物、桥梁、渠道等工程量清单项目）对不同土质类别，结合土方挖运位置、运距、工程量分别进行土方平衡。分别计算出招投标阶段和实际施工过程中各类工程量清单项目土方平衡综合运距。综合运距L计算公式如下： 7 计算后综合运距变化情况 利用上述计算公式计算招投标土方開挖综合运距为4.16km，土方填筑综合运距为7.51km。因渠道可利用料减少导致弃渣量增加和合同内的2#取土料场二次倒运回填，运距累计计入土方开挖综合运距里，实际土方开挖综合运距计算为7.47km，填筑综合运距为5.97km。实际开挖运距增加3.31km，工程量为259.93万m3，实际填筑运距减少1.54km，工程量159.42万m3，由于计算过程繁琐，仅计算出结果，说明运算原理。 8 综合运距法在南水北调某标段运用效果 南水北调中线工程土方工程量巨大，标段多，标段间调土多，招投标阶段与实际施工阶段变化大，特别是土方开挖和填筑运距变化频繁，采用综合运距法解决土方平衡问题，简化了土方开挖和填筑由于运距变化而产生的变更，从设计单元整体考虑土方平衡方案，可以优化因招投标时土方平衡不合理之处，缩短总体综合运距，节省大量投资。该标段在实际施工时建设单位、监理、设计、施工单位优化了土方平衡方案，减少了综合运距。施工单位申报土方平衡变更时采用综合运距法计算土方综合运距，从建设单位角度计算出该标段节省投资675万元，这只是一个标段的，如果从建设单位将所有标段一起考虑，节省投资是巨大的。 9 结束语 ①土方调配问题是水利工程施工中关系全局的核心问题，牵涉到施工装备的配置、道路系统的布置、施工场地的征用、施工进度的协调等诸多方面，直接影响工程建设的进度、投资、质量三大目标的实现。该问题的实质是通过开挖、填筑、开采、弃渣、转运等料物的综合运距计算，计算出差值，快速处理因土方运距变化造成投资的变化的目的。②通过南水北调某标段土方平衡综合运算实践，说明综合运距计算是解决土方运距变化而引起投资变化的有效方法，在水利工程及其他工程值得推广。 参考文献： [1]夏耀.铁路工程当地料经济运距计算方法的研究[J].铁路工程技术与经济，2017（06）. [2]朱保仁.对砂石调配中平均运距计算方法的探讨[J].铁道概预算定额通讯，1990（02）. [3]石泰.南水北调邯邢段土石方运距计算分析[J].河北水利， 2015（01）. |
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