韓大偉

（中電建建筑集團有限公司，北京 100011）

1 前言

南水北調(diào)某項目渠道全長設(shè)計為11 km。渠段內(nèi)共有各種水工建筑物23 座。分別為9 座左岸排水倒虹吸、8 座公路橋、3座生產(chǎn)橋、2座渠渠交叉排水渡槽、1座地方分水口門。渠道為梯形斷面，設(shè)計渠底寬度為19 m，渠底高程90.06～89.67 m，渠道內(nèi)一級邊坡為1：2，一級馬道（堤頂）寬5 m，外坡1：2～1：1.50，渠道縱比降為1/28 000。全渠段采用C20混凝土襯砌，渠坡設(shè)計厚度為10 cm，渠底設(shè)計厚度為8 cm。

該標段主要工程量包括土方開挖、土石方回填、混凝土澆筑、砌石及墊層、鋼筋制安等工程量。受工程地質(zhì)條件變化及設(shè)計調(diào)整、渠道基礎(chǔ)強夯處理夯沉、填筑面的超填層增加量、渠道范圍內(nèi)原林木果園段致可利用土料減少、預(yù)留保護層可用土取不到位、不可利用土接觸面0.30 m劃入不可用土、渡槽及分水口填筑量增加、8.18 暴雨影響增加的填筑量的綜合影響，由于上述原因造成的土方實際缺口為81.86 萬m3。鑒于以上各種因素針并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，進行了優(yōu)化調(diào)整，確定好調(diào)配的方向和數(shù)量，達到保證工期并以節(jié)約施工成本提高經(jīng)濟效益為目的，確定最佳的土石方調(diào)配平衡方案。

2 招標、投標階段土石方平衡

2.1 平衡的原則

土石方平衡原則：采用就地取土、場內(nèi)進行挖填平衡、不足土量再外運。

根據(jù)招標文件的相關(guān)技術(shù)要求針對主要回填區(qū)，結(jié)合現(xiàn)場開挖料源的分布情況，盡量使挖方和填方的數(shù)量達到基本平衡。該項目渠道多為半挖半填范圍，沿用就近棄料的原則，土料滿足回填區(qū)外，其他不可利用土料均就近運輸至最近的棄渣場。

土石方平衡計算結(jié)合進度安排、施工方法、變更因素（土地松散率、壓縮率、沉降量等）、土方堆放和調(diào)運等因素，使運輸量和運輸成本達到最低，確定調(diào)配流向和數(shù)量。施工場區(qū)范圍內(nèi)的臨時圍堰填筑料、臨時施工道路等場地平整的土石方施工要考慮挖填平衡。

2.2 平衡的計算

初設(shè)階段土石方平衡復(fù)核計算采用初設(shè)階段工程量和初設(shè)階段地質(zhì)資料，初設(shè)階段地質(zhì)資料顯示Q2 土含較多鈣質(zhì)結(jié)核，局部富集成層，把Q2 土考慮為不可利用土時計算結(jié)果為：初設(shè)階段土石方開挖總量：467.05 萬m3，其中可利用開挖233.80 萬m3；土方填筑總量195.51 萬m3，所以土石方可以滿足平衡不需外借土（見表1、2）。

表1 初設(shè)階段開挖料可利用料計算表

2.3 施工階段土石方平衡復(fù)核計算

施工期間土石方平衡復(fù)核計算采用施工藍圖計算工程量（參考監(jiān)理單位現(xiàn)場復(fù)核過的已發(fā)生量）結(jié)合地質(zhì)編錄資料及《南水北調(diào)中線一期工程總干渠某標段施工圖階段挖方土料復(fù)核成果》，對現(xiàn)階段土石方平衡進行計算分析計算。

表2 初設(shè)階段土石方開挖平衡表

土石方開挖總量：450.88萬m3，其中可利用料187.01萬m3；土方填筑總量227.83萬m3，經(jīng)土石方平衡，缺土81.86萬m3（見表3、4）。

表3 施工階段開挖料可利用料計算表

表4 施工階段土石方開挖平衡表

綜上所述，土石方開挖總量：450.88 萬m3，其中可利用料187.01 萬m3；土方填筑總量227.83 萬m3，經(jīng)土石方平衡，缺土81.86萬m3。

2.4 平衡的規(guī)劃

結(jié)合沿渠道內(nèi)地形地貌、水文地質(zhì)情況、工程地質(zhì)、地下水分布及主要建筑物分布情況，招標投標階段將標段由三個大的專業(yè)隊同時對渠道、倒虹吸及渡槽、橋進行施工，將渠道分成14 段同時施工，每段長度780 m，倒虹吸渡槽及公路橋作為兩個獨立的工作面，安排施工。

經(jīng)幾個月的土石方施工后，至2010年5月，項目部發(fā)現(xiàn)實際地質(zhì)情況與招標地質(zhì)情況不同，部分在招標文件中顯示為可利用的土料不滿足回填質(zhì)量要求等原因。經(jīng)計算，渠道內(nèi)合格回填土料總量不足，遠遠滿足不了回填要求。業(yè)主單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、地勘單位及施工單位五方現(xiàn)場聯(lián)合查勘實測，就填筑土料不足的原因進行了詳細的分析和論證。將新增的四個存土場，可利用土調(diào)入施工階段土石方開挖與填筑的四個施工區(qū)域；施工一區(qū)、施工二區(qū)、施工三區(qū)、施工四區(qū)。將四個施工區(qū)域的不可利用土回填至取土場。根據(jù)施工進度安排及土石方平衡原則，確定最終土石方平衡流向。

3 施工過程中影響土石方平衡的重要因素

3.1 地質(zhì)不一致問題

工程地質(zhì)發(fā)生改變施工階段與招標階段渠道開挖時揭露出的卵石膠結(jié)體層與原招標階段地質(zhì)編錄不一致。招標階段，依據(jù)招標圖紙，標段內(nèi)開挖主要為土方開挖和卵石開挖；進場施工階段后，渠道范圍內(nèi)出現(xiàn)大量的卵石膠結(jié)體層，從開挖出的影像資料來看，挖方深度一般4～9 m，最大挖深約16 m。渠坡巖性上部主要為黃土狀重粉質(zhì)壤土（alplQ2 3），層厚1.20～7.50 m，局部夾卵石透鏡體；下部為重粉質(zhì)壤土和卵石（alp1Q2），層厚0.80～10 m不等；渠底板主要位于重粉質(zhì)壤土和卵石（alplQ2），局部位于中、重壤土和中粉質(zhì)壤土中。黃土狀重粉質(zhì)壤土一般具中等、中等～強烈濕陷性，濕陷深度2～5.50 m；卵石多呈松散狀，邊坡穩(wěn)定性差，局部卵石鈣質(zhì)膠結(jié)較好且分布不連續(xù)，厚度不一致，絕大部分膠結(jié)程度較好，強度較大。出現(xiàn)卵石膠結(jié)體后，勘測、設(shè)計、代建、監(jiān)理和承包人共同在施工現(xiàn)場進行地質(zhì)確認工作，經(jīng)過參考相鄰的此種地質(zhì)情況施工方法的考察，同時結(jié)合以前類似地質(zhì)情況項目的施工經(jīng)驗，考慮渠道距離居民區(qū)較近，不適合采用爆破施工，進行經(jīng)濟對比分析后，宜采用破碎錘破碎，挖掘機裝自卸汽車運輸?shù)姆绞?，即：采用破碎錘分段對膠結(jié)體進行破碎，并及時清運破碎石渣。該地質(zhì)情況變化引起的變更對土石方平衡產(chǎn)生的影響主要有以下兩點：①渠道填筑的可利用土減少，外棄渣料增加。②施工開挖方法的改變對工程施工進度產(chǎn)生較大影響。受工程地質(zhì)條件變化影響的還有渠道基礎(chǔ)強夯處理夯沉、填筑面的超填層增加量、渠道范圍內(nèi)原林木果園段致可利用土料減少、預(yù)留保護層可用土取不到位、不可利用土接觸面0.30 m劃入不可用土、渡槽及分水口填筑量增加、8.18暴雨影響增加的填筑量等綜合影響。

3.2 換填段取消

根據(jù)招標文件，河灘卵石換填段處理范圍為IV144+600至IV145+680、IV153+750 至IV154+450 共計1 780 m。2010 年2月23 日，項目部收到施工圖紙《某I 標渠道河灘卵石地基處理圖》，根據(jù)施工圖紙換填處理范圍減少為IV144+600-IV144+944.6，由原來的長度1 780 km 減少至344.60 m。卵石開挖工程量由原來的126.53 萬m3減少至13.82 萬m3。河灘段卵石開挖減少工程量約占整個開挖量的40.22%（（126.53-13.82）/245.89）。由換填段的取消變化引起的渠段土石方調(diào)配方案發(fā)生實質(zhì)性的變化，需重新進行優(yōu)化調(diào)整。

3.3 臨時用地、棄渣場交付及使用情況

此標段招投標文件中提供有：棄渣場有三個、備用棄渣場兩個、臨時棄渣場兩個，面積總共為89 hm2。受阻工、協(xié)調(diào)等原因的影響，實際移交的棄渣場面積及位置均發(fā)生了較大改變。在出現(xiàn)卵石膠結(jié)體后，地方單位立即發(fā)函至項目需要集中堆放卵石膠結(jié)體的專用棄渣場，加上地方單位未能及時按照招標文件的棄渣場交付的實際情況，后經(jīng)上級有關(guān)建管部門同意，由該單位代為征用土石方平衡方案調(diào)整后的就近棄渣場臨時用地。

棄渣場、臨時用地的使用需地方有關(guān)部門的配合才能正常實施。部分征用的渠道外棄渣料的堆存場地，施工過程中多次受到當?shù)卮迕褡韫?，且地方政府多次協(xié)調(diào)無果，為保證施工進度，不得不重新請示增加新的臨時棄渣場，使最優(yōu)的土石方平衡調(diào)配不得不進行調(diào)整。

3.4 施工環(huán)境阻工問題

進場施工以來，存在土石方開挖、強重夯、CFG土擠密樁、棄渣場移交、臨時用地施工、農(nóng)田灌溉、專項設(shè)施遷建、等施工過程中阻工現(xiàn)場，施工環(huán)境阻工問題解決的快慢程度制約著工程進展。且項目發(fā)生一起，上報一起，解決一起，并最終形成相關(guān)事宜或工作會議紀要。社會環(huán)境因素和工程施工的影響相互制約，施工過程中會發(fā)生“擾民事件”和“民擾事件”；新發(fā)生的征地補償款不到位等實際情況，農(nóng)民工群體討薪也會發(fā)生等，直接造成工程的停工、施工進度嚴重受到影響。自然環(huán)境對工期的影響主要有：工程、水文地質(zhì)的影響；不良自然氣候的影響（如“8.18”暴雨事件），直接影響工期將近2 個月；自然災(zāi)害的影響等。南水北調(diào)工程在施工過程中經(jīng)常受到村民阻工，據(jù)統(tǒng)計某項目施工期間每年上報監(jiān)理、業(yè)主單位解決村民阻工事件約30 起，且協(xié)調(diào)處理繁瑣，周期長。村民阻工直接造成工程進度停工，又對土石方平衡中的流向產(chǎn)生較大影響。因為阻工問題，施工階段渠道土方開挖、填筑及取土場回填等無法按照最優(yōu)方案實施，造成土石方就近平衡局部難以實現(xiàn)，需要增加新的棄渣場或轉(zhuǎn)料場。部位工程需要進行2次開挖和平衡。

4 變更處理情況

4.1 變更依據(jù)及范圍

由于地質(zhì)條件變化引起的設(shè)計方案發(fā)生實質(zhì)性的變化，符合合同文件通用條款第39.1（1）變更范圍和內(nèi)容1）“增加或減少合同中任何一項工作內(nèi)容”有關(guān)變更條款；計價采用水利部水總（2002）116 號文、《水利建筑工程預(yù)算定額（2002）》《水利工程施工機械臺時定額》；變更范圍為新增取土場清除耕植土、清除不可利用土、取土場回填、取土場道路修筑、超填保護層可利用土處理、渠道土方填筑（取土場取土）、保護層可利用土填筑。

4.2 變更處理結(jié)果

項目按照變更程序上報變更費用，經(jīng)監(jiān)理單位、建管單位、業(yè)主委托咨詢公司審核，聘請專家針對該項目并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟合理性審查及工期、造價等綜合評價等，確保變更的及時性、合理性和經(jīng)濟性，消除變更對工程成本和進度帶來的消極影響。

5 結(jié)語

該項目工程土石方平衡受多方面因素的制約，原始地貌、工程技術(shù)調(diào)整、地質(zhì)條件、工程設(shè)計變更、社會因素等因素的影響也越來越明顯。實施過程中，技術(shù)條件均滿足的情況下，往往因為各種因素影響最優(yōu)的土石方平衡方案難以實施。土石方平衡優(yōu)化既要盡量減少工程地質(zhì)、地形地膜、設(shè)計變更等的影響，同時也要創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，避免社會因素對工程的影響，為最優(yōu)土石方平衡優(yōu)化方案的實施創(chuàng)造條件。在發(fā)生土石方平衡方案優(yōu)化的同時并做好項目變更工作，在確保工程質(zhì)量、安全、進度的同時，通過工程變更，為公司創(chuàng)造利益。