淺談電廠豎向布置中土石方的幾個問題

劉 濤

（新疆電力設計院 新疆 烏魯木齊 830002）

0 前言

電廠豎向布置是廠區(qū)總平面布置設計的主要內(nèi)容之一，廠區(qū)的布局和建、構筑物的布置是否合理，不僅取決于平面上的位置關系，同時還與豎向上的標高緊密相關，而場地標高的確定，還要綜合考慮到廠區(qū)內(nèi)土石方量大小以及挖方與填方之間的平衡等問題。 因此，土石方問題是廠區(qū)豎向布置中所涉及的重要內(nèi)容，處理好土石方問題，將對電廠的建設發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。下面就對土石方問題的不同方面進行初步探討。

1 土石方的平衡

考慮土石方的平衡，應在分區(qū)平衡基礎上再考慮全廠在經(jīng)濟運距內(nèi)土石方挖填的平衡。 如果只以最終規(guī)模的土石方量進行全廠平衡，就容易造成部分地區(qū)取、棄土困難和重復挖填的現(xiàn)象，甚至影響施工進度。此外，在進行土石方平衡時，要注意各種情況下參加平衡項目的特點和變化，使平衡結果符合實際情況。 例如，一般情況下，除廠區(qū)整平的土石方外，地下構筑物、建筑物基礎、管線地溝、排水溝、道路、鐵路等工程的余土，以及松土的余土量或濕陷性黃土的缺土量都應參加土石方的平衡。如果土石方用作建筑材料時，這一情況，在平衡中應加以考慮。 如果需在廠區(qū)外取、棄土方才能平衡時，此時，除考慮土石方本身平衡外，還應考慮取、棄場地的條件。 如有可能，在平衡中考慮土方復土植被，保護自然生態(tài)也是必要的。 總之，不問具體條件，僅從數(shù)量上考慮土石方平衡，是不會達到預期要求的。

如果在廠區(qū)附近取、棄土方便，而又不影響其它設施的原則下，且較廠內(nèi)土方平衡更為經(jīng)濟合理時，可不強求其土方量的平衡。

當綜合考慮上述因素時，挖方或填方數(shù)量超過10 萬m3時，其挖、填之差宜小于5%；挖方或填方在10 萬m3以下時，其挖、填之差不宜超過10%。否則，應對已定設計標高作適當調(diào)整。調(diào)整的方法一般有兩種：

如果地形平坦，可將廠區(qū)全部標高提高或降低同一高度h。

h=(Q 挖－Q 填)/F；

式中：Q 挖——廠區(qū)挖方總量（m3）；

Q 填——廠區(qū)填方總量（m3）；

F——廠區(qū)平整面積（m2）；

h——調(diào)整高度（m）。 正值為標高提高數(shù)值；負值為標高降低數(shù)值。

如果在地形起伏較大的山坡丘陵地區(qū)， 采用臺階式豎向布置時，可以在土方不平衡的集中地段，或結合其它的因素，局部進行調(diào)整。

在設計中還會遇到，設計時雖做到挖、填方平衡，但在施工過程中，卻因種種原因（如設計為人工挖、填土，實際用機械化施工；凍土地區(qū)的土壤凍脹誤差；施工誤差影響等），出現(xiàn)了不平衡現(xiàn)象。 此時應及時進行局部調(diào)整，即對尚未施工的建、構筑物的設計標高進行局部調(diào)整的辦法來加以妥善解決。不過，這是迫不得已的辦法，應盡量避免發(fā)生。 最好在考慮土石方平衡時，預先把具體條件下的各種影響土石方平衡的因素，都一并考慮，才能保證設計的質(zhì)量。

還應注意，廠區(qū)內(nèi)場地平整的地面，在任何情況下，均不應形成小于2‰的坡度。

廠區(qū)內(nèi)場地的初平標高，應低于設計標高，以便建、構筑物，設備基礎、道路路槽和管線等余土就地回填時，土方接近平衡。

2 處理好挖、填關系

在考慮挖、填關系時，應立足少填少挖，填挖接近就地平衡。 如果自然地形變化較大，必須進行較大的挖、填方才能滿足豎向布置要求時，應在保證挖、填方總量最小且達到基本平衡的情況下，恰當?shù)靥幚硗谔铌P系。 挖填關系一般可作如下處理。

2.1 多挖少填

由于填方不易穩(wěn)定，且往往導致建、構筑物基礎加深，使基礎工程量增多。 而挖方過多，必然會遇到工程地質(zhì)問題，并給施工增加困難，延長工期。 在每種具體情況下的挖填比例，應綜合考慮二者對建設的影響程度，通過技術經(jīng)濟比較確定。如果棄土方便，或利用棄土覆土植被時，可考慮多挖少填。

2.2 重挖輕填

就是把重型建、構筑物放在挖方坡段，而把輕型輔助設施、鐵路、道路等放在填方地段。

2.3 上挖下填

在場地高出挖方，低處填方，以利于土方運輸。

2.4 左挖右填或右挖左填

這有利于土方局部平整，就近調(diào)配。

2.5 避免重復填挖

正確的設計與良好的施工計劃是保證避免重復填挖的前提。在施工中，還應采取一些措施，才能得到實現(xiàn)。 例如，當填土區(qū)域內(nèi)有地下管線工程時，應該采取必要的措施，使其成為保留區(qū)，待地下工程施工完畢后再進行填土，以避免重復填挖。

3 工程實例

新疆阿克蘇地區(qū)某電廠，由于工業(yè)園區(qū)鐵路專用線引接、電廠出線等建廠條件限制，電廠一期工程緊靠山前丘陵布置，東高西低，廠區(qū)東西方向地形坡度約3%，廠區(qū)東西寬度約400m，高差約12m?？紤]到廠區(qū)擴建要求，固定端朝東（即廠區(qū)附屬建筑布置在西側山前），西側為擴建端（主廠房區(qū)等主要建筑物）。

通過以上分析，此工程工藝布置欲做到土石方填挖平衡，必然要求東挖西填?？紤]到電廠工藝要求附屬區(qū)與主廠房區(qū)高差一般不宜超過1m，設計過程中廠區(qū)按東西設臺階布置，東西兩個臺階高差確定為1m。 東側為主挖方區(qū)，西側為主填方區(qū)，西側布置的是廠區(qū)主要建筑物—主廠房，主廠房基礎挖深約4m 左右，考慮到將重挖輕填的原則，將填方區(qū)填方高度確定為3.8m； 廠區(qū)東側為減少廠區(qū)整個土石方量并達到與全廠土石方平衡，平均挖高不宜超過3.5m。 故在東側附屬區(qū)按各藝要求采用局部小臺階布置，每個小臺階高差均不超過1m，平均挖深3.5m。 廠區(qū)土石方調(diào)配采用東挖西填，按此確定的豎向設計及土石方調(diào)配原則，廠區(qū)最終達基本達到了土石方平衡，無外借土方和棄土。

4 注意覆土植被

場地平整中的土石方，在可能條件下，還應考慮恢復植被、保護生態(tài)的要求。

覆土植被的基本要求是：根據(jù)植物的生長要求，對不能種植的土地覆以適宜土壤，使其成為較理想的土壤環(huán)境，并具有良好的植被條件。

覆土厚度按當?shù)刂参铩夂?、土壤等特點而定。 一般當基礎為土層，不易透水時，其覆土層為0.5m－1.0m；若系巖石或易滲透水時，為保證覆土層具有良好的持水條件，厚度可為1.0m－1.5m 覆土層可用推土機或人工稍加整平，其表面坡度不宜大于1%，以免地面徑流沖刷表土。 覆土順序一般是：上土下巖；大塊在下，細粒在上；酸堿性巖土在下，中性巖土在上；不易風化的在下，易風化的在上；不肥沃的土在下，肥沃的土在上。 在具體覆土時，要結合當?shù)厍闆r，因地制宜。

5 考慮施工方法和綜合經(jīng)濟效益

土石方工程量的大小與施工方法也密切相關。在使用人工平整場地進行土石方施工的情況下，廠區(qū)內(nèi)建、構筑物標高可以較多，可使廠區(qū)土石方工程量減少到最低限度。 在使用大型機械進行土方施工的情況下，對較小的廠區(qū)來說，土方量已不顯得十分重要，而施工的條件則成為主要因素。 如果廠區(qū)內(nèi)場地平整標高過多，將會使土方施工復雜化，機械作業(yè)受到很大限制，影響施工進度，此時，全廠場地平整標高應盡量少，這一變化特點，在豎向設計時應充分加以考慮。

要使廠區(qū)場地平整土方量達到最小，從理論上講，采用單個建筑物自身土方平衡法是可以達到要求的。但這只有在廠區(qū)自然地形比較有規(guī)則，且土方施工是使用人工時才有可能實現(xiàn)。

在廠區(qū)場地平整中，要避免大填大挖，尤其是填土過深，加深建、構筑物基礎砌置深度，使之更不經(jīng)濟。 但在土孔隙率大的地區(qū)還有其特殊性，大孔土的填方區(qū)經(jīng)過分層碾壓，其承載力超過挖方區(qū)，基礎可直接砌置在經(jīng)過壓實的填土層上，而不存在加深建、構筑物基礎問題。大孔土的壓實系數(shù)一般可達10－20%， 這點在土方計算時應予以考慮。

廠區(qū)內(nèi)的土方，如能使挖與填達到平衡，是最為經(jīng)濟的。但坡地建設地面設施常常遇到許多新情況。如在廠區(qū)附近有溝壑、深坑，則可將大量挖方運于溝中用于平整場地和修筑道路。 又如，當廠區(qū)地質(zhì)為巖石時，平整場地所開挖的石料可作為建筑材料修筑擋土墻。如此等等，廠區(qū)土石方工程應根據(jù)新的情況進行計算和處理，而不必拘泥于廠區(qū)內(nèi)作到平衡，在廠區(qū)內(nèi)平衡常常反而是不經(jīng)濟的。 因為填土需要分層碾壓、夯實，費時費事，且須加深建筑物基礎。將挖方運于廠外，雖然加長運距，但總費用仍可能較在廠區(qū)內(nèi)平衡為低。即使費用相同或略高，因其可用于其它建設，從全局來看，也是合理的。

6 結束語

總而言之，土石方問題是一個系統(tǒng)、較復雜的工程，通常需要結合其它因素綜合考慮，作為設計人員應本著認真負責的態(tài)度，深入實際，摸清場地情況，通過技術經(jīng)濟比較來合理確定場地標高，達到使土石方問題即處置合理，工程量又少的目的。