某河道工程土石方平衡分析计算

廖耀元

(福建省永川水利水电勘测设计院有限公司，福建 福州 350011)

1 工程概述

韩江上游梅江(龙岩武平段)防洪工程新建堤防(护岸)9段总长16.132km，其中堤防6段总长9.876km，护岸3段总长6.256km，整治河道长度9.608km，新建排涝涵管(渠道)44处，拆除重建滚水坝1座，拆除重建桥梁1座。堤型以埋石混凝土重力式挡墙+土堤的复合式为主，部分堤段采用重力式或者仰斜式堤型。

2 工程地质情况

3 土石方平衡设计

3.1 土石方平衡计算的原则及方法

根据SL303—2017《水利水电工程施工组织设计规范》，工程土石方平衡应遵循下列原则：①应根据工程开挖区的地形地质条件、开挖料的质量特性和工程建筑材料的技术要求，填筑料料源宜利用开挖料。②开挖料宜直接利用，减少存放周转渣料数量。③应合理规划存、弃渣场，使填筑料和弃渣料运输顺畅、运距短。④应合理确定弃渣松散系数和填筑料压实系数，以及工程总弃渣量和利用料量[2- 3]。

土石方平衡计算的方程式为：

V挖+V借=V填+V弃

(1)

式中，V挖—开挖土石方量，m3；V借—外借土石方量，m3；V填—填筑土石方量，m3；V弃—弃渣量，m3。

在计算土石方平衡的时候，需要特别注意土石方自然方与松方、实方之间的换算关系。

在现阶段的河道工程设计中，往往需要设计的堤段并不是连续的，而是分散在不同行政区域内，这时就需要对各连续堤段单独进行土石方平衡计算了。

3.2 土石方开挖回填项目分类

细化土石方开挖回填项目的分类是做好土石方平衡计算的基础，结合本工程实际，土石方开挖包括表层土清理、土方开挖、砂卵石开挖、清淤清障等部分；土石方回填包括土方回填(利用开挖料)、夯填黏土、砂卵石回填、土围堰等部分。

新建堤防填筑前应先将地面表层现状的杂草、矮小灌木及耕植土等进行清理，表层土清理是保证堤基与堤身结合的关键，本工程设计拟定表层土清理厚度为0.30m。清理出的表层土不可用于堤后回填，宜直接外弃。

根据地勘成果，本工程堤基开挖可分为土方开挖和砂卵石开挖，开挖出的土石料均可用于堤后回填。

根据水工岸线布置，本工程各段清淤主要为素填土、杂填土或卵石，大部分堤段以素填土或杂填土为主，只有岩前镇2个堤段以卵石为主。

埋石混凝土重力式堤后采用回填砂卵石作为反滤层，堤脚采用回填砂卵石用于防冲刷。堤后的砂卵石回填及土方回填均可利用开挖料。

因开挖出的土料不能满足土堤夯填黏土的指标要求，土堤所需的黏土需从工区附近的土料场开采，各堤段至土料场的平均运距见表1。

3.3 弃渣规划

对本工程施工开挖的土、渣料尽量用于回填，以减少弃渣土石方的堆放地，多余弃渣应运至规划好的指定弃渣场堆放。各堤段弃渣场设置情况见表2。

3.4 土石方平衡计算结果

本工程共有土石方开挖总量约46.70万m3，经平衡计算，其中33.18万m3拟用于土方回填、砂卵石回填及围堰填筑等，尚余约13.52万m3需作为弃渣处理。另由于土堤填筑质量的要求，需从土料场取黏土6.87万m3。整个工程开挖的土石方回填利用率约71%。

土石方平衡计算结果见表3。

4 结语

水利工程中，分析投资是否合理，土石方平衡计算是一个重要的指标。土方平衡主要是土方的挖、填、弃、借平衡调配。在大坝及电站等水利枢纽工程设计中，施工区集中，土石方工程常常由于占投资比例不大，施工方法也相对简单，因而土石方平衡计算容易被人们所忽视。在堤防加固及河道整治工程等线性工程中，土石方是工程重点，土石方平衡结果直接影响取、弃土量及相应的取、弃土占地面积，从而严重影响工程的造价。因此，做好土方平衡具有十分重要的意义，应引起水利工程设计人员足够的重视。

表1 各堤段至土料场的运距 单位：km

表2 各堤段至弃渣场的平均运距 单位：km