文峪河生態(tài)修復(fù)工程土方施工概述

張小利

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

為了實現(xiàn)河流“水量豐起來、水質(zhì)好起來、風(fēng)光美起來”，山西省委、省政府提出實施以汾河為重點的“七河”生態(tài)保護與修復(fù)工程。文峪河是汾河流域內(nèi)河道最長、流域面積最大、徑流量最多的一條支流，全長158.6 km，流域面積4 112.4 km2。文峪河在文水縣境內(nèi)長25.2 km，從文峪河水庫下游至文水縣城長約9.2 km，河道寬40～200 m，河道縱坡0.3～1.3‰，堤高4～8 m?，F(xiàn)狀堤防參差不齊、河道寬窄不一，大部分河道內(nèi)無明顯堤防或堤防界限不明顯，部分堤防被破壞；河床淤積嚴重，影響防洪；兩岸道路不暢通嚴重影響防洪搶險；多年來，由于沿河村民在河道內(nèi)濫開采沙場，亂挖亂填，致使河道內(nèi)主河槽狹窄壅堵、行洪不暢；河道內(nèi)沙坑遍地，淺則6～7 m，深則大于20 m，整個河道破爛不堪，滿目瘡痍，存在防洪安全隱患；河道兩岸垃圾堆積嚴重，污水橫流，嚴重影響了周邊的環(huán)境。

文峪河河道治理段長9.2 km，按50 年一遇標(biāo)準(zhǔn)對河道進行疏通，修筑兩側(cè)堤防，完成河道蓄水工程，新建搶險景觀道路、人行步道，對堤防兩岸進行景觀綠化美化，以提高河道行洪能力，改善當(dāng)?shù)匦夂?，打造文峪河生態(tài)景觀長廊。

文峪河生態(tài)修復(fù)工程土方開挖總量249.8 萬m3，土方回填總量207.4 萬m3，其中沙坑回填104 萬m3。文峪河河道整治土方工程量大，土方工程造價占整個工程的30%，經(jīng)測算，土方工程計劃利潤率占整體工程計劃利潤率的65%。因此，合理的土方施工方案是本工程實現(xiàn)預(yù)期利潤的決定性因素，其中土方平衡調(diào)配最為關(guān)鍵。土方施工包括前期的原地面測量及工程量計算，土方平衡調(diào)配，施工導(dǎo)流及施工道路布設(shè)，以及土方開挖與回填施工。

2 施工測量

在工程開工前，先對河道現(xiàn)場地面進行測量。原地面測量儀器采用2 臺GPS，測量人員由甲方、監(jiān)理、施工三方組成，每40 m 一個斷面，分主槽左右岸同時進行測量。原地面測量選擇在河道僅有多年基流時段進行，沙坑水下部分采用坐船吊繩測量。整個測量過程及精度要求均應(yīng)符合《水利水電工程施工測量規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)。測量完成后，依據(jù)測量資料與設(shè)計圖紙，計算出各段土方開挖與回填工程量，同時按規(guī)定向監(jiān)理工程師提交相應(yīng)的測量放線成果資料。在開挖施工過程中，對每一部分的土方開挖邊線進行精確的測放，并作標(biāo)記，測量技術(shù)人員適時進行測量復(fù)核，以準(zhǔn)確地控制各部位的開挖邊線、開挖邊坡及開挖高程，尤其是接近設(shè)計高程時，更要進行精確的測量，嚴格控制開挖尺寸，盡量避免出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象。

3 土方平衡調(diào)配

3.1 土方平衡調(diào)配原則

根據(jù)工程具體特點，結(jié)合以往施工經(jīng)驗，土方平衡調(diào)配遵循以下原則：一是就近費用最低原則，挖方量與運距的乘積之和盡可能為最小，即總土方運輸量或運輸費用最小。二是挖方和填方基本達到平衡，減少重復(fù)倒運。三是好土應(yīng)用在回填密實度要求較高的地區(qū)，以避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。四是分區(qū)調(diào)配應(yīng)與全場調(diào)配相協(xié)調(diào)，避免只顧局部平衡，任意挖填而破壞全局平衡。五是選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運輸路線、施工順序，避免土方運輸過程中出現(xiàn)對流和亂流現(xiàn)象，同時便于機具調(diào)配、機械化施工。

3.2 土方平衡調(diào)配

由于河道常年徑流不斷，左右岸不能直接通行，現(xiàn)場以40 m 分段測量，按設(shè)計斷面分別計算出左右岸開挖與回填工程量，按500 m 一個區(qū)段進行分段統(tǒng)計。依據(jù)施工經(jīng)驗和有關(guān)資料，自然方與壓實方按0.85 折算系數(shù)考慮。在回填量比較集中的沙坑部位以及跨河大橋處設(shè)置施工過河管涵橋，以滿足施工機械運輸需求。土方平衡調(diào)配遵循就近原則，以挖、填、棄、借各個環(huán)節(jié)相互結(jié)合進行總體土方平衡規(guī)劃。首先，開挖各部位土方時，盡量采用挖填結(jié)合，將開挖料按不同標(biāo)準(zhǔn)用于不同的部位，滿足各自區(qū)段內(nèi)左岸（或右岸）土方的回填要求；其次，滿足各自區(qū)段左岸（或右岸）回填工程量要求后，將多余土方依據(jù)過河管涵橋位置進行左右岸二次調(diào)配，依照就近原則，滿足各自500 m 區(qū)段內(nèi)左右岸土方回填的工程量要求；滿足左右岸土方回填工程量后，剩余的土方依據(jù)就近原則進行500 m 區(qū)段土方調(diào)配，先滿足相鄰500 m 區(qū)段土方回填，剩余土方再運往就近的其它區(qū)段，最后將平衡調(diào)配后剩余土方運至棄土場。土方平衡見表1。

通過土方平衡調(diào)配可以得出：已治理段清淤量3 萬m3，未參與調(diào)配，調(diào)配后剩余28 137m3需要用作其他部位或外棄；土方開挖最大運距4.5 km，運輸量67 963 m3。通過土方平衡調(diào)配，匯總土方開挖不同運距的工程量，得出土方開挖平衡調(diào)配運輸量與運距，見表2。

表1 總體土方平衡調(diào)配表 單位：方量/m3

3.3 土方平衡調(diào)配動態(tài)控制

在具體施工中，土方平衡調(diào)配理論計算與實際存在較大差異，現(xiàn)場分析主要因素有三種情況，一是自然方與壓實方折算系數(shù)是按0.85 考慮的，整個治理段9.2 km 河道從勘察和出露的地質(zhì)情況看：上游2.2 km分布以卵石、砂礫料為主，中游分布以砂礫料、砂層為主，下游2 km 以淤積的粉土、粉砂為主，各種開挖料的虛實折算系數(shù)不同；二是較深的沙坑回填采用水中倒土法施工，依靠水下自然沉降達到密室，堤防填筑采用碾壓式施工方法，兩種施工方法壓實度要求與壓實系數(shù)也不一致；三是為節(jié)省工程造價，部分卵石、砂礫料、粉土等有用的材料經(jīng)過簡單篩選會重復(fù)用到工程上，局部區(qū)段調(diào)配量會有變化。施工中，技術(shù)人員在現(xiàn)場跟蹤測量，統(tǒng)計各部位已完成和剩余工程量，對土方平衡進行動態(tài)控制，及時調(diào)整土方平衡調(diào)配方案。

表2 土方開挖平衡調(diào)配運輸量與運距表單位：運距/m 方量/m3

4 施工導(dǎo)流及施工道路與便橋布置

4.1 施工導(dǎo)流

0+000—2+200 上游區(qū)段，河道較窄，河堤內(nèi)沒有經(jīng)過私挖亂采。該段河道不需要專門導(dǎo)流，先將主河槽設(shè)計的溪流槽挖機開挖成形。

2+200—6+900 中游區(qū)段，河道較寬，河道私挖亂采嚴重，沿河堤左右沙坑遍布，河道主流左右擺動，河流與部分沙坑聯(lián)通。與河流聯(lián)通的沙坑，先進行擋水導(dǎo)流，然后回填沙坑。沙坑全部填平后，按設(shè)計主河槽位置，開挖導(dǎo)流槽，捋順河道，最后進行后期工作。導(dǎo)流槽深度寬度與溪流槽一致，導(dǎo)流槽開挖料就近堆放，作為縱向圍堰，最后拆除圍堰，回填導(dǎo)流槽。

6+900 至設(shè)計終點，河道兩岸堆放較多礦渣與垃圾，河道較窄，河道內(nèi)有樹木、耕地。施工時先挖機挖深河槽，大致捋順河道。

4.2 河槽內(nèi)左右兩側(cè)土方運輸?shù)缆?/h3>

在河灘上主槽左、右兩側(cè)各布置一條土方運輸?shù)缆?，利用現(xiàn)有臺地挖機修整成形，局部地段結(jié)合導(dǎo)流與河道梳理，用挖機開挖回填而成，上部填筑砂礫料，滿足重車通行。路面高度比治理后設(shè)計河床高出1 m，該道路頂寬8 m，兩側(cè)填筑坡比1∶1。在跨河大橋下穿行時，大橋上下游側(cè)設(shè)置門字形限高防撞欄桿。

4.3 連通左右岸跨河管涵橋

河道常年徑流不斷，左右岸不能直接通行，主河槽左右兩側(cè)存在土方來回調(diào)運，依據(jù)土方平衡調(diào)配方案，在回填量比較集中的沙坑部位以及跨河大橋處設(shè)置跨河臨時便橋。沿線計劃修建臨時跨河便橋9 座，便橋采用管涵橋，埋設(shè)DN1000 混凝土涵管10 排，每排3 根，長6m，管基挖機開挖整平，鋪設(shè)或換填0.5 m厚砂礫料墊層，管頂采用砂礫料填筑，路寬4 m，兩側(cè)填筑坡比1∶1，填筑厚度1.0 m。

4.4 下河槽進出場道路

方便進出場，沿線共修建10 條上下大堤臨時施工道路，該臨時施工道路主要作為車輛機械設(shè)備與材料進出的主要施工通道，道路頂寬6 m，兩側(cè)填筑坡比1∶1，縱向坡降為10%，路基采用砂礫料填筑。

5 土方工程施工

土方工程施工選擇在非汛期河水較小或者在汛期沒有洪水時段進行，在北方地區(qū)，洪水集中，歷時短，在防洪度汛措施落實到位后可以進行土方工程施工。

5.1 土方開挖施工

土方開挖包括河道疏浚與灘地整治，開挖與回填同步進行。開挖主要以反鏟挖掘機開挖裝，自卸汽車運輸為主。運距在100 m 內(nèi)的灘地整治采用推土機配合裝載機進行推運。淤泥采用長臂挖機先甩至岸邊，控干后再裝車外運。挖機自上而下分層開挖，每層厚度不超過4 m。除生活垃圾外開挖料全部用于回填，按照土方平衡調(diào)配方案運至預(yù)定位置。

5.2 土方回填施工

土方回填部位主要包括沙坑、二級綠化平臺、部分堤防加高培厚及坡面種植土回填。

由于河道內(nèi)多年的私挖亂采，形成了十多個大小不一的沙坑，單個沙坑填筑量最大達到33 萬m3，深度達20 余m。沙坑回填采取靠邊直接倒土，裝載機進占推進擠水方式，沙坑回填預(yù)留0.5～1 m 的沉降量，自然沉實一定時間，沉降基本穩(wěn)定后用推土機整平。

河道兩側(cè)二級平臺土方回填自卸汽車卸料后，采用推土機進行攤鋪整平。

堤防加高培厚嚴格按照堤防填筑規(guī)范，根據(jù)現(xiàn)場碾壓試驗成果分層攤鋪碾壓。

坡面30 cm 厚的種植土外購，自卸汽車運至現(xiàn)場，挖掘機配合人工進行攤鋪。

5.3 土方工程施工機械設(shè)備配置

按照工程進度安排，通過土方開挖及回填施工強度計算，現(xiàn)場配置的機械設(shè)備有：1～2 m3挖掘機8 臺，20 t 自卸汽車30 輛，TY160 推土機4 臺，3 m3裝載機6 臺，25 t 振動碾2 臺，5～10 t 灑水車2 輛。

6 結(jié)論

土方工程是文峪河生態(tài)修復(fù)河道綜合治理工程的關(guān)鍵項目，土方的平衡調(diào)配意義重大。本文依據(jù)土方合理平衡調(diào)配方案，使主要施工管理人員總體施工思路明確；根據(jù)進度要求，投入最佳機械設(shè)備，有條不紊地進行施工組織調(diào)度；可以有效合理地布置施工交通道路，以及確定道路標(biāo)準(zhǔn)和道路的維修使用情況；在施工過程中，土方的平衡調(diào)配適時進行動態(tài)調(diào)整，完成土方工程施工任務(wù)，最終達到降低施工成本，實現(xiàn)利潤最大化的目的。

河道治理與生態(tài)修復(fù)工程土方工程施工項目簡單，施工難度較小，但一般情況下河道比較長，工程量較大，進行土方平衡調(diào)配，選用合理的施工方案是非常必要的，文峪河生態(tài)修復(fù)土方工程施工理念和施工方法值得類似工程采納借鑒。