生产建设项目土石方平衡探讨

杨建成，高 超，曾广然

(1.湖北省水利水电规划勘测设计院，湖北武汉 430064;2.湖北省水土保持监测中心，湖北武汉 430071;3.湖北大禹水利水电建设有限责任公司，湖北武汉 430061)

生产建设项目在建设期均存在土石方的开挖与回填施工。建设期土石方开挖与回填量的多少，与项目建设场地的工程地质及构筑物的形式等密切相关，土石方开挖量大的可达上千万方，如三峡水利枢纽工程、南水北调中线干渠等，而土石方开挖量小的则只有几方，如在马路边栽一根水泥电线杆等。生产建设项目是否产生借方和弃方，以及利用多少开挖的土石方，均与土石方平衡计算密不可分。土石方平衡是水土保持方案中重要的一项内容［1］，土石方平衡得是否合理，关系到项目建设期是否需要设置临时堆存场、取料场和弃渣场等。

1 土石方平衡计算的主要目的

每个生产建设项目均由不同的建(构)筑物组成，各建(构)筑物分布在项目建设区内，其建设有先后之分。依照各建(构)筑物的功能及施工时序，可以把建设项目所在场地分成若干个施工作业区。根据建设项目施工进度计划，合理调配各施工作业区之间的土石方，最大限度地利用开挖方、减少项目建设弃方和借方，控制项目建设投资，是生产建设项目进行土石方平衡计算的主要目的。

2 土石方平衡计算的主要参数

由生产建设项目的施工组织设计相关规定可知［2－3］，土石方平衡计算的主要参数有挖方、填方、利用方、借方、弃方、调入方、调出方。结合水土保持方案编制的相关规定，可将弃方分为临时弃方和永久弃方两种。

在进行土石方平衡计算时，一般按照自然方进行计算，对主体工程设计所提供的压实方数据等，可换算为自然方。同时，按照项目布置和施工顺序，将建设场地划分为N个区域或N个单项工程进行土石方平衡。

(1)挖方。每个生产建设项目均有特定的社会功能或生产功能，其建(构)筑物基础设计高程与建设场地自然地面高程存在差异，当场地自然地面高于建(构)筑物基础设计高程时，必须按照设计标准进行开挖，从而产生了挖方。挖方一般分为土方和石方，主体工程设计对主要的挖方计算得比较清楚，而有些单项工程因概预算等项目划分的需要，其开挖量则分类统计在不同的单项工程中。我们在编制水土保持方案时，对主体工程设计中的开挖量要进行分析统计，如改扩建项目存在原有建(构)筑物拆除量，水利水电枢纽工程存在施工围堰拆除量，灌溉工程存在渠道清淤量，高速公路存在不良路基换填挖方量，桥梁工程存在钻孔桩产生的钻渣等，所有这些均要作为挖方进行统计。根据生产建设项目挖方的不同来源，建议在土石方平衡计算时，将挖方细分为表土、土方、石方、清淤、砂砾石、建(构)筑物拆除、钻渣等分项。

(2)填方。填方是指建(构)筑物设计高程与建设场地自然地面高程存在差异，当场地自然地面低于建(构)筑物基础设计高程时，必须按照设计标准进行回填，从而产生填方。因为工程概预算中项目划分的需要，一般在设计生产建设项目时，将工程填方按压实方进行统计，并按回填土方、石方进行划分。建议在编制水土保持方案时，将压实方换算为自然方后再进行土石方平衡计算。

(3)利用方。利用方是指生产建设项目利用项目自身开挖的土石方，作为本项目回填所需要的部分或全部回填料。在土石方平衡计算时，利用方是指利用项目自身开挖的土石方回填到本施工作业区的挖方量。针对开挖可能产生的新鲜石方等，如隧道开挖的石方等，则是很好的建筑材料，加工后可用作项目自身需要的混凝土骨料或防护石料，也可用作地方其他项目的建设石料。对这部分不作为项目自身填方利用的开挖石方，方案设计中统称为“综合利用方”，在平衡计算时建议将“综合利用方”作弃方计列，同时在弃方去向中进一步明确“综合利用方”的具体利用方向。

(4)调出方与调入方。为方便计算，可将项目建设场地划分为N个施工作业区，如点式项目，可根据项目总体布局和施工顺序，将项目划分为A、B、C、D四个施工作业区。假设4个区域均存在挖方和填方，且挖方满足填方的质量和数量要求，但各区域的土石方工程量不同，同时还存在施工时差，为了节约项目投资，则可以将全部挖方用作填方，不足部分可以从其他施工作业区调配。调出方即从某个施工作业区调出的开挖方，调入方即从某个项目的其他施工作业区调入该施工作业区的开挖方。根据项目的设计要求，在进行土石方平衡计算时，项目填方所需土石方就得在4个施工作业区之间进行调配，存在土石方调出调入的情况，且调出量等于调入量。

(5)借方。借方是针对项目填方而言的，若某建设项目没有填方则不存在借方，若有填方，但项目自身的挖方不能满足填方要求(质量和数量)，则就需要借方。借方是指在项目建设区以外，选择满足设计填方要求的土石方源，在实际中习惯将这个“土石方源”称为料场。在土石方平衡计算时，借方数量是根据项目的填方量及项目自身可利用的挖方量确定的，借方 =填方－利用方－调入方。

(6)弃方。弃方是在项目建设过程中产生的，且项目自身不能回填利用的各类废方。如开挖的土石方、清除的淤泥、建(构)筑物拆除的废料等。在不同的建设项目中，弃方的叫法不一样，但实质是一样的，均指本项目不能作为回填料利用的废方。在进行土石方平衡计算时，建议根据项目挖方细分类型，将弃方对应细分为相同类型，同时根据弃方的性质，将弃方分为永久弃方和临时弃方。临时弃方是指在项目建设过程中，开挖的土石方等不能直接回填利用，需要临时堆存一段时间，在项目完工之前会被项目利用掉。永久弃方是指项目自身不能用作回填料的挖方。在水土保持方案中，我们要为临时弃方布设临时堆放场，为永久弃方布置弃渣场或寻找综合利用途径。

永久弃方的综合利用，只是相对项目本身而言的。如城镇房地产项目，根据人防工程及城市发展需要，多数项目均有地下建筑(如地下室、地下车库等)，基础开挖的土石方量较大，且项目自身利用量有限，这就会产生大量弃方。这些弃方可由城镇相应的职能部门协调(如市政建设管理办公室等)，用于城镇其他市政项目或运至市政建筑垃圾消纳场。再如高速公路隧道开挖的石渣，若能够满足混凝土骨料的质量要求，就可以综合利用，在水土保持方案中不需要设置永久弃渣场，可直接运至混凝土拌和站加工利用。对不能综合利用的永久弃方，在水土保持方案中必须布置弃渣场。从节约资源和保护资源的角度出发，弃渣场场址的选择应尽量结合建设项目的特点，如管道项目因单位长度弃方量有限，可尽量利用管道作业带占地堆放;输电线路项目因每座塔基产生的弃方量不大，且组合塔塔基均要永久占用几十至上百平方米土地，所以可将每座塔基建设时产生的弃方直接堆放在塔基永久占地范围内，不需另外新征土地堆放。

3 土石方平衡计算时主要参数之间的相互关系

土石方平衡计算时，各参与平衡计算的参数之间存在必然的关系。其相互关系为:填方 =利用方+调入方+借方;调出方 =调入方;弃方 =挖方－利用方－调出方;挖方－填方=弃方－借方;回填利用率 =［(利用方 +调入方)/挖方］×100%=［(利用方+调出方)/挖方］×100%。

在土石方平衡计算时，通过以上各参数之间的关系，可以复核建设项目总的土石方平衡情况，同时划分的每个施工作业区同样要满足以上关系，若不满足则存在调配数量问题，需重新复核各施工作业区之间的土石方调配数量，直至平衡为止。

4 土石方平衡计算在水土保持方案中的作用

在生产建设项目主体设计时均有土石方工程量计算的内容，但不是所有的建设项目在施工组织设计篇章都进行了土石方平衡计算。主体设计计算土石方工程量的主要目的是计算项目投资，主体设计资料中所提供的土石方平衡数据能反映建设项目最终的土石方工程量，包括项目总挖方、总填方、借方和弃方等。

对生产建设项目水土保持方案而言，土石方平衡计算的作用主要有:合理利用自然资源，减少项目借方和弃方，为确定料场和弃渣场提供技术支持;明确各施工作业区之间的土石方调配关系，为确定临时堆放场提供技术支持。

通过土石方平衡计算，我们可以确定项目在建设过程中可能产生的弃方量和借方量，确定需要临时堆放的开挖料数量，从而选择料场和弃渣场，确定临时堆放场的数量和位置，为水土保持措施设计提供依据。

5 土石方平衡计算中表土如何处理

目前，我国处于工业化和城市化快速发展时期，新增建设用地占用耕地数量较多，表土资源浪费严重，不利于农业生产和粮食安全［4］。据国土资源部日前发布的《2010中国国土资源公报》显示，全年全国批准建设用地48.45万hm2，其中转为建设用地的农用地为33.77万hm2，转为建设用地的农用地中的耕地为21.19万hm2。

土壤是动植物赖以生存的物质基础，它是地壳表层在空气、水、有机物、无机物等共同作用下形成的，肥力是土壤最基本的特征，人类社会从土壤中获得了几乎全部用作食物的农产品及部分用于工业的原材料，因此土壤是一种重要的自然资源，肥沃的土壤层和耕地资源一样需要保护［5］。

表土作为重要的自然资源，我们要加强保护和再利用。在目前的生产建设项目中，如何提高表土资源的利用率是编制水土保持方案时需要解决的问题。

根据建设项目的需要，设计填方所需的回填料，其物理力学性质必须满足相关的技术规范要求，如颗粒组成、抗剪强度、有机质含量等。建设项目在实施过程中，一般将征地范围内的表层土清除，特别是占用耕地的耕作层，如高速公路需要清除路基占地范围内的表土，水利工程堤防建设需要清基等。不同的建设项目，对清表工程量的计列是不同的，如公路项目不计入每公里土石方数量计算表，而是单独计列，也不进入土石方平衡计算;管道项目，虽然没有单独计算，但是要求沟槽开挖时，表土要单独分开堆放，最后回铺在沟槽最上层，以便恢复植被。

在水土保持方案编制过程中，要复核项目征占地范围内的表土剥离量。具体是根据不同的占地类型、面积及表土厚度进行复核。关于表土剥离量是否纳入土石方平衡计算，目前大家存在不同的观点。按照水利部水土保持监测中心水保监［2008］8号文的要求，应纳入土石方平衡计算，并单独列项，在平衡表中作临时弃方处理。

笔者认为，表土剥离的量不宜纳入土石方平衡计算，表土作为重要的土壤资源，应加强再利用。建议在水土保持方案中单列。首先，表土含有丰富的有机质，不能作为项目填方利用。其次，多数建设项目把表土作为占地范围内绿化整地用土，在项目概算定额中整地包含了表土回覆工作内容。覆土与填方是有区别的，覆土施工要求是按照地块土地利用方向，将熟土或表土按照一定的厚度均匀地平铺在地块最上层即可，而填方则必须满足一定的设计要求，如分层摊铺，分层碾压，满足规定的压实度等。

6 土石方平衡计算中如何确定开挖料的临时堆存量

生产建设项目有利用开挖料进行回填的施工工序，但由于受建设场地、施工时序等因素的限制，不可能直接将部分或全部开挖料用于回填，所以需要临时将开挖料堆存一段时间，再运至填筑作业面回填利用，如管道工程须待管道铺设后才能回填等。基础挖方、沟槽挖方均需要临时堆存一段时间，待上道工序满足技术要求后，才能回运挖方进行填筑。

如何确定挖方的临时堆存量，是土石方平衡计算中不可缺少的内容。如在水土保持方案中要明确临时弃方量及占地，以及需要布设的防护措施等。同时，临时弃方堆存场地是生产建设项目新增水土流失量的主要源地，是水土流失防治的重点区域。因此，确定挖方临时堆存量是土石方平衡计算的一项重要内容。

由于各行业技术规范要求的不同，所以对土石方平衡计算的要求也存在差异。如《水电工程施工组织设计规范》(DL/T 5397—2007)在第9章的9.4节“土石方平衡及渣场规划”中明确了存渣场和弃渣场，9.4.1条第3点“根据工程开挖料利用要求，合理规划堆弃渣场，使填筑料和弃渣料运输顺畅、运距短”;9.4.2条“渣场分为可用料临时堆存的存渣场和废弃料永久堆存的弃渣场”，而《水利水电工程施工组织设计规范》(SL 303—2004)则在第7章“施工总布置”中简单列了7.1.3条第2点“各方案土石方平衡计算成果及弃渣场规划，场地平整的土石方估算工程量”和7.2.5条“施工总布置应做好土石方挖填平衡，统筹规划堆渣、弃渣场地;弃渣处理应符合环境保护及水土保持要求”。

笔者认为，要确定建设项目施工过程中挖方的临时堆存量，关键是方案编制人员要理解建设项目的总体布局及施工时序，建设项目对回填料的技术要求等。大型建设项目，因为土石方工程量较大，土石方工程在项目投资中占的比重较大，如高速公路项目、大型水利水电枢纽项目等，在主体工程设计时，对土石方工程量计算得比较详细，而有的中小型建设项目，其土石方工程量则计算得不是很详细，这就需要方案编制人员做细致的统计分析工作，这样才能完成土石方平衡的计算，特别是需要临时堆存的挖方量。

编制水土保持方案的目的之一就是要节约和保护自然资源。因此，每个建设项目均要充分利用项目开挖料作为自身的回填料。从理论上讲，若按周转一次计算，开挖料临时堆存量则应小于等于挖方量。

在此，笔者根据多年的工作实践，建议在水土保持方案土石方平衡表中，增加一项“临时堆存方”，此项不参与土石方平衡计算，只反映施工期间可能需要临时堆存的挖方。在土石方平衡表中作临时弃方计列，为水土保持方案后续的占地统计和水土保持措施布设提供依据。

现以前文提到的某点式项目为例，说明土石方平衡计算各参数之间的关系。根据项目总体布局和施工时序，将本项目划分为A、B、C、D四个施工作业区。假设4个区域均存在挖方和填方，且开挖料能满足回填料质量和数量的要求，但各区域的土石方工程量不同，同时还存在施工时差。为了节约项目投资，项目填方以利用挖方为主，本施工作业区不足部分从其他施工作业区调配，总量不足则外借。在此，只做简单示例说明，不具体细化土方、石方。本项目假设的施工进度计划见表1。

表1 某项目施工进度计划表

由表1可知，A区最先开工，D区最后开工，且最后完工。根据表1所列的施工进度计划，对本项目进行土石方平衡分析，A、B、C三个施工作业区开挖的土石方均可以调入到D区，且C区的部分开挖料可直接运至D区回填，而D区挖方则直接用于本区回填，不需要临时堆存。A、B区因基础施工，挖方必须临时堆存，待基础构筑物完成后，回运填筑。C区与D区施工时序可以衔接，部分开挖料直接用于回填，故其临时堆存量小于挖方。具体土石方平衡计算见表2。

表2 某项目土石方平衡表 m3

表2中，各参与平衡的参数关系如下:弃方=挖方－利用方－调出方 =0.67万m3，借方 =填方 －利用方 －调入方 =1.12万m3，调出方 =调入方 =1.5万 m3，堆存方≤挖方(1.78万m3＜2.8万m3)，回填利用率=［(利用方+调入方)/挖方］×100%=76.07%。

由表2可知，本项目在施工过程中，需要临时堆存的挖方1.78万m3，水土保持方案中需要布置临时堆存场;需外借方1.12万m3，需要在项目建设场地以外的区域选择料场;产生永久弃方0.67万m3，需要在建设场地以外的区域布置永久弃渣场。回填利用率达76.07%。表2很明确地将本项目建设需要的借方、堆存方(临时)和弃方(永久)统计出来了，为方案后续设计提供了技术支持。

7 结语

生产建设项目土石方平衡计算，不仅关系到项目的投资，而且有助于树立节约和保护资源的意识。土石方平衡计算是水土保持方案编制中极为重要的一环，若土石方平衡计算不合理，则会导致方案后续设计缺少技术支持。

［1］GB 50433—2008，开发建设项目水土保持技术规范［S］.

［2］SL 303—2004，水利水电工程施工组织设计规范［S］.

［3］DL/T 5397—2007，水电工程施工组织设计规范［S］.

［4］颜世芳，王涛，窦森.高速公路取土场表土剥离工程技术要点［J］.吉林农业，2010(11):238.

［5］对建设占用耕地表土剥离进行再利用的思考［EB/OL］.［2007 － 08 － 24］.http://www.gtzy.net/wskt/kjcggt/200708/778.html.