土方調(diào)配在高速公路立交區(qū)中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，高速公路建設(shè)也取得了跨越式發(fā)展，開創(chuàng)了嶄新的局面。本文結(jié)合緯地土石方可視化調(diào)配系統(tǒng)，提出了一種立交區(qū)調(diào)配方法，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行介紹，解決了立交區(qū)內(nèi)部土方橫向調(diào)運(yùn)和縱向調(diào)運(yùn)的問(wèn)題，可用于確定填土用方的來(lái)源、挖方棄土的去向，以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量，可以提高立交區(qū)土方的資源利用率，實(shí)現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：土方調(diào)配；高速公路；立交區(qū)

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

0 前言

在高速公路建設(shè)過(guò)程中，合理進(jìn)行土方調(diào)配，可以提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化。

在高速公路建設(shè)中，立交區(qū)一般長(zhǎng)度較小，但其土方工程量一般較大，對(duì)高速公路的整體建設(shè)存在顯著影響。目前，實(shí)際工程中更多的是實(shí)現(xiàn)了一維層面的土方調(diào)配，即將整個(gè)線位簡(jiǎn)化為直線進(jìn)行調(diào)配，而立交區(qū)的二維工程特征更加明顯，現(xiàn)有的土方調(diào)配方法在很大程度上限制了立交區(qū)的土方調(diào)配，極大影響了工程經(jīng)濟(jì)性。

本文結(jié)合緯地土石方可視化調(diào)配系統(tǒng)，提出了一種立交區(qū)調(diào)配方法，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行介紹。

1 土方調(diào)配的意義

在高速公路建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)在土方總運(yùn)輸量最小或土方總運(yùn)輸成本最小的條件下進(jìn)行土方調(diào)配，確定填土用方的來(lái)源、挖方棄土的去向，以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量等。通過(guò)對(duì)土石方調(diào)配方案的優(yōu)化可以在最大程度上利用開挖出的土石方進(jìn)行回填，這樣可以保證資源的重復(fù)使用，同時(shí)在進(jìn)行土石方優(yōu)化的時(shí)候也會(huì)選擇一條最近的路線，以此來(lái)減少裝運(yùn)的成本，提高工程的經(jīng)濟(jì)性。

2 一般路基土方調(diào)配

2.1 土石方調(diào)配原則

土方調(diào)配需要達(dá)到填方有所取，挖方有所用，避免不必要的路外借土和棄土，以減少耕地占用，降低高速公路造價(jià)，減少對(duì)環(huán)境的破壞。在土方調(diào)配過(guò)程中，應(yīng)遵循以下原則：首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向調(diào)配，然后再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)輸量；盡可能考慮橋涵位置對(duì)土方施工的影響，一般不做跨大河大溝的調(diào)配；根據(jù)地形條件和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距；土方調(diào)運(yùn)對(duì)于借土和棄土應(yīng)事先統(tǒng)地方商量等。

2.2 土石方調(diào)配方法

土方調(diào)配大體分為3個(gè)階段：優(yōu)先考慮本樁利用，進(jìn)行橫向調(diào)配，以減少借方和調(diào)運(yùn)方數(shù)量；在本樁利用后，結(jié)合各樁間的挖余和填缺方數(shù)量，進(jìn)行縱向遠(yuǎn)運(yùn)調(diào)配；如果項(xiàng)目中存在多個(gè)線位（比如立交區(qū)），還需要進(jìn)行線位間的調(diào)配。

以緯地土石方可視化調(diào)配系統(tǒng)為例，整個(gè)調(diào)配過(guò)程主要分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、調(diào)配過(guò)程、輸出表格三個(gè)部分。其中，最重要的內(nèi)容是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，包括逐樁面積、土石含量、土石系數(shù)、構(gòu)造物和取棄土場(chǎng)等資料；調(diào)配過(guò)程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)預(yù)處理后，只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)操作就可以實(shí)現(xiàn)土石方的橫向調(diào)配和縱向調(diào)配；調(diào)配完成后可以輸出土石方數(shù)量表、每公里土石方數(shù)量表和運(yùn)量統(tǒng)計(jì)表，便于施工組織和造價(jià)計(jì)算。

2.3 注意事項(xiàng)

土方調(diào)配有以下幾個(gè)方面需要特別注意：一是對(duì)特殊性土的處理，盡可能避免使用特殊性土，若難以避免，應(yīng)最后利用這部分特殊土方，明確這部分土方的去處，再進(jìn)行集中處理；二是對(duì)就近調(diào)配原則的理解，就近調(diào)配是一種定性的方法，在調(diào)配過(guò)程中很難具體把握，應(yīng)按照多方案進(jìn)行調(diào)配，比選出相對(duì)經(jīng)濟(jì)合理的方案；三是在調(diào)配過(guò)程中，盡量避免遺漏很小數(shù)量的土方量，若有遺漏，可以采用就地取棄土的方式進(jìn)行處理；四是土方調(diào)配結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)核檢查，明確填方、挖方、借方、棄方之間的數(shù)量關(guān)系。

3 立交區(qū)土方調(diào)配

土方調(diào)配時(shí)，一般將立交區(qū)看作是一個(gè)大樁號(hào)進(jìn)行處理，但是立交區(qū)一般范圍較大，在實(shí)際調(diào)配中，立交區(qū)內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生較大的調(diào)運(yùn)量，因此不能簡(jiǎn)單忽略立交區(qū)內(nèi)部的土方調(diào)配。

在進(jìn)行立交區(qū)土方調(diào)配時(shí)，需要將立交區(qū)中心位置看作是一個(gè)虛擬的取棄土場(chǎng)，立交區(qū)各個(gè)線位不論填缺或挖余，均需在立交中心位置進(jìn)行借方或棄方。一方面是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，方便統(tǒng)計(jì)運(yùn)距；另一方面是主線調(diào)配時(shí)，運(yùn)距僅體現(xiàn)了主線樁號(hào)和立交區(qū)中心位置的距離，保證了運(yùn)距沒有重復(fù)計(jì)算。結(jié)合主線調(diào)配和立交區(qū)內(nèi)部各個(gè)線位單獨(dú)調(diào)配的結(jié)果，本著“先內(nèi)后外”的原則分配取棄土方。

下面以某高速互通立交區(qū)為例，具體介紹立交區(qū)內(nèi)部的調(diào)配方法。本立交為典型的菱形立交，除主線外，有A、B、C、D四個(gè)匝道，存在一條被交線Y。立交長(zhǎng)度為1225.5m，挖方總數(shù)量為412551.6m3，填方總數(shù)量為137378.3m3，本互通立交利用137378.3m3，挖余總數(shù)量為249067.3m3。

先完成主線段土方調(diào)配，從調(diào)配過(guò)程中可以看到，此立交挖余的土方量調(diào)配到了7個(gè)區(qū)域，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

然后，將會(huì)文立交區(qū)的主線、被交線、A、B、C、D四個(gè)匝道分別當(dāng)做是六條不同的線位進(jìn)行單獨(dú)調(diào)配。以A匝道為例，A匝道中心位置距離立交區(qū)中心位置的長(zhǎng)度是280m，調(diào)配后可以明確匝道A的取棄土方量（棄方134141.817m3）。

在完成主線調(diào)配和立交區(qū)內(nèi)部線位單獨(dú)調(diào)配后，剩下來(lái)需要做的是，理清立交內(nèi)部各線位之間以及各線位和主線標(biāo)段之間的調(diào)配關(guān)系。以A匝道為例，根據(jù)先內(nèi)后外的原則，優(yōu)先和立交區(qū)內(nèi)部的其它匝道進(jìn)行調(diào)配，匝道A的棄土可以調(diào)運(yùn)至缺方的匝道B、匝道C和被交線Y，在完成立交區(qū)內(nèi)部調(diào)配后，匝道A仍然需要棄方，此時(shí)按照就近原則將棄土調(diào)運(yùn)至緊鄰匝道A的主線相關(guān)樁號(hào)處，這就完成了匝道A的調(diào)配。剩余5條線位也可以采用同樣的方法完成調(diào)配。至此，立交區(qū)土方調(diào)配就全部結(jié)束了。

4 結(jié)論

本文結(jié)合緯地土石方可視化調(diào)配系統(tǒng)，提出的高速公路立交區(qū)土方調(diào)配方法，解決了立交區(qū)內(nèi)部土方橫向調(diào)運(yùn)和縱向調(diào)運(yùn)的問(wèn)題，可用于確定填土用方的來(lái)源、挖方棄土的去向，以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量，可以提高立交區(qū)土方的資源利用率，實(shí)現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化。

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作者簡(jiǎn)介：郭江（1990-），男，山西臨汾人，碩士，助理工程師。