土方调配在高速公路立交区中的应用研究

摘 要：随着我国国民经济的快速增长，高速公路建设也取得了跨越式发展，开创了崭新的局面。本文结合纬地土石方可视化调配系统，提出了一种立交区调配方法，并结合工程实例进行介绍，解决了立交区内部土方横向调运和纵向调运的问题，可用于确定填土用方的来源、挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量，可以提高立交区土方的资源利用率，实现工程经济最优化。

关键词：土方调配；高速公路；立交区

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.098

0 前言

在高速公路建设过程中，合理进行土方调配，可以提高资源利用率，实现工程经济最优化。

在高速公路建设中，立交区一般长度较小，但其土方工程量一般较大，对高速公路的整体建设存在显著影响。目前，实际工程中更多的是实现了一维层面的土方调配，即将整个线位简化为直线进行调配，而立交区的二维工程特征更加明显，现有的土方调配方法在很大程度上限制了立交区的土方调配，极大影响了工程经济性。

本文结合纬地土石方可视化调配系统，提出了一种立交区调配方法，并结合工程实例进行介绍。

1 土方调配的意义

在高速公路建设过程中，应在土方总运输量最小或土方总运输成本最小的条件下进行土方调配，确定填土用方的来源、挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量等。通过对土石方调配方案的优化可以在最大程度上利用开挖出的土石方进行回填，这样可以保证资源的重复使用，同时在进行土石方优化的时候也会选择一条最近的路线，以此来减少装运的成本，提高工程的经济性。

2 一般路基土方调配

2.1 土石方调配原则

土方调配需要达到填方有所取，挖方有所用，避免不必要的路外借土和弃土，以减少耕地占用，降低高速公路造价，减少对环境的破坏。在土方调配过程中，应遵循以下原则：首先考虑在本路段内移挖作填进行横向调配，然后再作纵向調配，以减少总的运输量；尽可能考虑桥涵位置对土方施工的影响，一般不做跨大河大沟的调配；根据地形条件和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距；土方调运对于借土和弃土应事先统地方商量等。

2.2 土石方调配方法

土方调配大体分为3个阶段：优先考虑本桩利用，进行横向调配，以减少借方和调运方数量；在本桩利用后，结合各桩间的挖余和填缺方数量，进行纵向远运调配；如果项目中存在多个线位（比如立交区），还需要进行线位间的调配。

以纬地土石方可视化调配系统为例，整个调配过程主要分为数据准备、调配过程、输出表格三个部分。其中，最重要的内容是基础数据的准备，包括逐桩面积、土石含量、土石系数、构造物和取弃土场等资料；调配过程相对比较简单，数据预处理后，只需要通过简单的鼠标操作就可以实现土石方的横向调配和纵向调配；调配完成后可以输出土石方数量表、每公里土石方数量表和运量统计表，便于施工组织和造价计算。

2.3 注意事项

土方调配有以下几个方面需要特别注意：一是对特殊性土的处理，尽可能避免使用特殊性土，若难以避免，应最后利用这部分特殊土方，明确这部分土方的去处，再进行集中处理；二是对就近调配原则的理解，就近调配是一种定性的方法，在调配过程中很难具体把握，应按照多方案进行调配，比选出相对经济合理的方案；三是在调配过程中，尽量避免遗漏很小数量的土方量，若有遗漏，可以采用就地取弃土的方式进行处理；四是土方调配结束后，应进行复核检查，明确填方、挖方、借方、弃方之间的数量关系。

3 立交区土方调配

土方调配时，一般将立交区看作是一个大桩号进行处理，但是立交区一般范围较大，在实际调配中，立交区内部也会产生较大的调运量，因此不能简单忽略立交区内部的土方调配。

在进行立交区土方调配时，需要将立交区中心位置看作是一个虚拟的取弃土场，立交区各个线位不论填缺或挖余，均需在立交中心位置进行借方或弃方。一方面是为了简化计算，方便统计运距；另一方面是主线调配时，运距仅体现了主线桩号和立交区中心位置的距离，保证了运距没有重复计算。结合主线调配和立交区内部各个线位单独调配的结果，本着“先内后外”的原则分配取弃土方。

下面以某高速互通立交区为例，具体介绍立交区内部的调配方法。本立交为典型的菱形立交，除主线外，有A、B、C、D四个匝道，存在一条被交线Y。立交长度为1225.5m，挖方总数量为412551.6m3，填方总数量为137378.3m3，本互通立交利用137378.3m3，挖余总数量为249067.3m3。

先完成主线段土方调配，从调配过程中可以看到，此立交挖余的土方量调配到了7个区域，并做好相关数据统计。

然后，将会文立交区的主线、被交线、A、B、C、D四个匝道分别当做是六条不同的线位进行单独调配。以A匝道为例，A匝道中心位置距离立交区中心位置的长度是280m，调配后可以明确匝道A的取弃土方量（弃方134141.817m3）。

在完成主线调配和立交区内部线位单独调配后，剩下来需要做的是，理清立交内部各线位之间以及各线位和主线标段之间的调配关系。以A匝道为例，根据先内后外的原则，优先和立交区内部的其它匝道进行调配，匝道A的弃土可以调运至缺方的匝道B、匝道C和被交线Y，在完成立交区内部调配后，匝道A仍然需要弃方，此时按照就近原则将弃土调运至紧邻匝道A的主线相关桩号处，这就完成了匝道A的调配。剩余5条线位也可以采用同样的方法完成调配。至此，立交区土方调配就全部结束了。

4 结论

本文结合纬地土石方可视化调配系统，提出的高速公路立交区土方调配方法，解决了立交区内部土方横向调运和纵向调运的问题，可用于确定填土用方的来源、挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量，可以提高立交区土方的资源利用率，实现工程经济最优化。

参考文献：

[1]杨少伟.道路勘测设计[M]. 北京：人民交通出版社， 2004.

[2]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].

[3]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（02）.

作者简介：郭江（1990-），男，山西临汾人，硕士，助理工程师。