淺談電廠豎向布置中土石方的幾個(gè)問(wèn)題

劉 濤

（新疆電力設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，廠區(qū)的布局和建、構(gòu)筑物的布置是否合理，不僅取決于平面上的位置關(guān)系，同時(shí)還與豎向上的標(biāo)高緊密相關(guān)，而場(chǎng)地標(biāo)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(wèn)題。 因此，土石方問(wèn)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(wèn)題，將對(duì)電廠的建設(shè)發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。下面就對(duì)土石方問(wèn)題的不同方面進(jìn)行初步探討。

1 土石方的平衡

考慮土石方的平衡，應(yīng)在分區(qū)平衡基礎(chǔ)上再考慮全廠在經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(jìn)行全廠平衡，就容易造成部分地區(qū)取、棄土困難和重復(fù)挖填的現(xiàn)象，甚至影響施工進(jìn)度。此外，在進(jìn)行土石方平衡時(shí)，要注意各種情況下參加平衡項(xiàng)目的特點(diǎn)和變化，使平衡結(jié)果符合實(shí)際情況。 例如，一般情況下，除廠區(qū)整平的土石方外，地下構(gòu)筑物、建筑物基礎(chǔ)、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(yīng)參加土石方的平衡。如果土石方用作建筑材料時(shí)，這一情況，在平衡中應(yīng)加以考慮。 如果需在廠區(qū)外取、棄土方才能平衡時(shí)，此時(shí)，除考慮土石方本身平衡外，還應(yīng)考慮取、棄場(chǎng)地的條件。 如有可能，在平衡中考慮土方復(fù)土植被，保護(hù)自然生態(tài)也是必要的。 總之，不問(wèn)具體條件，僅從數(shù)量上考慮土石方平衡，是不會(huì)達(dá)到預(yù)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(shè)施的原則下，且較廠內(nèi)土方平衡更為經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可不強(qiáng)求其土方量的平衡。

當(dāng)綜合考慮上述因素時(shí)，挖方或填方數(shù)量超過(guò)10 萬(wàn)m3時(shí)，其挖、填之差宜小于5%；挖方或填方在10 萬(wàn)m3以下時(shí)，其挖、填之差不宜超過(guò)10%。否則，應(yīng)對(duì)已定設(shè)計(jì)標(biāo)高作適當(dāng)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(biāo)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(biāo)高提高數(shù)值；負(fù)值為標(biāo)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(tái)階式豎向布置時(shí)，可以在土方不平衡的集中地段，或結(jié)合其它的因素，局部進(jìn)行調(diào)整。

在設(shè)計(jì)中還會(huì)遇到，設(shè)計(jì)時(shí)雖做到挖、填方平衡，但在施工過(guò)程中，卻因種種原因（如設(shè)計(jì)為人工挖、填土，實(shí)際用機(jī)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(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行局部調(diào)整，即對(duì)尚未施工的建、構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行局部調(diào)整的辦法來(lái)加以妥善解決。不過(guò)，這是迫不得已的辦法，應(yīng)盡量避免發(fā)生。 最好在考慮土石方平衡時(shí)，預(yù)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(shè)計(jì)的質(zhì)量。

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

廠區(qū)內(nèi)場(chǎng)地的初平標(biāo)高，應(yīng)低于設(shè)計(jì)標(biāo)高，以便建、構(gòu)筑物，設(shè)備基礎(chǔ)、道路路槽和管線等余土就地回填時(shí)，土方接近平衡。

2 處理好挖、填關(guān)系

在考慮挖、填關(guān)系時(shí)，應(yīng)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(jìn)行較大的挖、填方才能滿足豎向布置要求時(shí)，應(yīng)在保證挖、填方總量最小且達(dá)到基本平衡的情況下，恰當(dāng)?shù)靥幚硗谔铌P(guān)系。 挖填關(guān)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(dǎo)致建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)加深，使基礎(chǔ)工程量增多。 而挖方過(guò)多，必然會(huì)遇到工程地質(zhì)問(wèn)題，并給施工增加困難，延長(zhǎng)工期。 在每種具體情況下的挖填比例，應(yīng)綜合考慮二者對(duì)建設(shè)的影響程度，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。如果棄土方便，或利用棄土覆土植被時(shí)，可考慮多挖少填。

2.2 重挖輕填

就是把重型建、構(gòu)筑物放在挖方坡段，而把輕型輔助設(shè)施、鐵路、道路等放在填方地段。

2.3 上挖下填

在場(chǎng)地高出挖方，低處填方，以利于土方運(yùn)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(fù)填挖

正確的設(shè)計(jì)與良好的施工計(jì)劃是保證避免重復(fù)填挖的前提。在施工中，還應(yīng)采取一些措施，才能得到實(shí)現(xiàn)。 例如，當(dāng)填土區(qū)域內(nèi)有地下管線工程時(shí)，應(yīng)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(jìn)行填土，以避免重復(fù)填挖。

3 工程實(shí)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。考慮到廠區(qū)擴(kuò)建要求，固定端朝東（即廠區(qū)附屬建筑布置在西側(cè)山前），西側(cè)為擴(kuò)建端（主廠房區(qū)等主要建筑物）。

通過(guò)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。考慮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(guò)1m，設(shè)計(jì)過(guò)程中廠區(qū)按東西設(shè)臺(tái)階布置，東西兩個(gè)臺(tái)階高差確定為1m。 東側(cè)為主挖方區(qū)，西側(cè)為主填方區(qū)，西側(cè)布置的是廠區(qū)主要建筑物—主廠房，主廠房基礎(chǔ)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(cè)為減少?gòu)S區(qū)整個(gè)土石方量并達(dá)到與全廠土石方平衡，平均挖高不宜超過(guò)3.5m。 故在東側(cè)附屬區(qū)按各藝要求采用局部小臺(tái)階布置，每個(gè)小臺(tái)階高差均不超過(guò)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(shè)計(jì)及土石方調(diào)配原則，廠區(qū)最終達(dá)基本達(dá)到了土石方平衡，無(wú)外借土方和棄土。

4 注意覆土植被

場(chǎng)地平整中的土石方，在可能條件下，還應(yīng)考慮恢復(fù)植被、保護(hù)生態(tài)的要求。

覆土植被的基本要求是：根據(jù)植物的生長(zhǎng)要求，對(duì)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(dāng)?shù)刂参铩夂颉⑼寥赖忍攸c(diǎn)而定。 一般當(dāng)基礎(chǔ)為土層，不易透水時(shí)，其覆土層為0.5m－1.0m；若系巖石或易滲透水時(shí)，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(jī)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(xì)粒在上；酸堿性巖土在下，中性巖土在上；不易風(fēng)化的在下，易風(fēng)化的在上；不肥沃的土在下，肥沃的土在上。 在具體覆土?xí)r，要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，因地制宜。

5 考慮施工方法和綜合經(jīng)濟(jì)效益

土石方工程量的大小與施工方法也密切相關(guān)。在使用人工平整場(chǎng)地進(jìn)行土石方施工的情況下，廠區(qū)內(nèi)建、構(gòu)筑物標(biāo)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(jī)械進(jìn)行土方施工的情況下，對(duì)較小的廠區(qū)來(lái)說(shuō)，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(chǎng)地平整標(biāo)高過(guò)多，將會(huì)使土方施工復(fù)雜化，機(jī)械作業(yè)受到很大限制，影響施工進(jìn)度，此時(shí)，全廠場(chǎng)地平整標(biāo)高應(yīng)盡量少，這一變化特點(diǎn)，在豎向設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分加以考慮。

要使廠區(qū)場(chǎng)地平整土方量達(dá)到最小，從理論上講，采用單個(gè)建筑物自身土方平衡法是可以達(dá)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(shí)才有可能實(shí)現(xiàn)。

在廠區(qū)場(chǎng)地平整中，要避免大填大挖，尤其是填土過(guò)深，加深建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)砌置深度，使之更不經(jīng)濟(jì)。 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(guò)分層碾壓，其承載力超過(guò)挖方區(qū)，基礎(chǔ)可直接砌置在經(jīng)過(guò)壓實(shí)的填土層上，而不存在加深建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)問(wèn)題。大孔土的壓實(shí)系數(shù)一般可達(dá)10－20%， 這點(diǎn)在土方計(jì)算時(shí)應(yīng)予以考慮。

廠區(qū)內(nèi)的土方，如能使挖與填達(dá)到平衡，是最為經(jīng)濟(jì)的。但坡地建設(shè)地面設(shè)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(yùn)于溝中用于平整場(chǎng)地和修筑道路。 又如，當(dāng)廠區(qū)地質(zhì)為巖石時(shí)，平整場(chǎng)地所開(kāi)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(yīng)根據(jù)新的情況進(jìn)行計(jì)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(jì)的。 因?yàn)樘钔列枰謱幽雺骸⒑粚?shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)事，且須加深建筑物基礎(chǔ)。將挖方運(yùn)于廠外，雖然加長(zhǎng)運(yùn)距，但總費(fèi)用仍可能較在廠區(qū)內(nèi)平衡為低。即使費(fèi)用相同或略高，因其可用于其它建設(shè)，從全局來(lái)看，也是合理的。

6 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，土石方問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)、較復(fù)雜的工程，通常需要結(jié)合其它因素綜合考慮，作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，深入實(shí)際，摸清場(chǎng)地情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)合理確定場(chǎng)地標(biāo)高，達(dá)到使土石方問(wèn)題即處置合理，工程量又少的目的。