生產建設項目土石方平衡探討

楊建成，高 超，曾廣然

(1.湖北省水利水電規劃勘測設計院，湖北武漢 430064;2.湖北省水土保持監測中心，湖北武漢 430071;3.湖北大禹水利水電建設有限責任公司，湖北武漢 430061)

生產建設項目在建設期均存在土石方的開挖與回填施工。建設期土石方開挖與回填量的多少，與項目建設場地的工程地質及構筑物的形式等密切相關，土石方開挖量大的可達上千萬方，如三峽水利樞紐工程、南水北調中線干渠等，而土石方開挖量小的則只有幾方，如在馬路邊栽一根水泥電線桿等。生產建設項目是否產生借方和棄方，以及利用多少開挖的土石方，均與土石方平衡計算密不可分。土石方平衡是水土保持方案中重要的一項內容［1］，土石方平衡得是否合理，關系到項目建設期是否需要設置臨時堆存場、取料場和棄渣場等。

1 土石方平衡計算的主要目的

每個生產建設項目均由不同的建(構)筑物組成，各建(構)筑物分布在項目建設區內，其建設有先后之分。依照各建(構)筑物的功能及施工時序，可以把建設項目所在場地分成若干個施工作業區。根據建設項目施工進度計劃，合理調配各施工作業區之間的土石方，最大限度地利用開挖方、減少項目建設棄方和借方，控制項目建設投資，是生產建設項目進行土石方平衡計算的主要目的。

2 土石方平衡計算的主要參數

由生產建設項目的施工組織設計相關規定可知［2－3］，土石方平衡計算的主要參數有挖方、填方、利用方、借方、棄方、調入方、調出方。結合水土保持方案編制的相關規定，可將棄方分為臨時棄方和永久棄方兩種。

在進行土石方平衡計算時，一般按照自然方進行計算，對主體工程設計所提供的壓實方數據等，可換算為自然方。同時，按照項目布置和施工順序，將建設場地劃分為N個區域或N個單項工程進行土石方平衡。

(1)挖方。每個生產建設項目均有特定的社會功能或生產功能，其建(構)筑物基礎設計高程與建設場地自然地面高程存在差異，當場地自然地面高于建(構)筑物基礎設計高程時，必須按照設計標準進行開挖，從而產生了挖方。挖方一般分為土方和石方，主體工程設計對主要的挖方計算得比較清楚，而有些單項工程因概預算等項目劃分的需要，其開挖量則分類統計在不同的單項工程中。我們在編制水土保持方案時，對主體工程設計中的開挖量要進行分析統計，如改擴建項目存在原有建(構)筑物拆除量，水利水電樞紐工程存在施工圍堰拆除量，灌溉工程存在渠道清淤量，高速公路存在不良路基換填挖方量，橋梁工程存在鉆孔樁產生的鉆渣等，所有這些均要作為挖方進行統計。根據生產建設項目挖方的不同來源，建議在土石方平衡計算時，將挖方細分為表土、土方、石方、清淤、砂礫石、建(構)筑物拆除、鉆渣等分項。

(2)填方。填方是指建(構)筑物設計高程與建設場地自然地面高程存在差異，當場地自然地面低于建(構)筑物基礎設計高程時，必須按照設計標準進行回填，從而產生填方。因為工程概預算中項目劃分的需要，一般在設計生產建設項目時，將工程填方按壓實方進行統計，并按回填土方、石方進行劃分。建議在編制水土保持方案時，將壓實方換算為自然方后再進行土石方平衡計算。

(3)利用方。利用方是指生產建設項目利用項目自身開挖的土石方，作為本項目回填所需要的部分或全部回填料。在土石方平衡計算時，利用方是指利用項目自身開挖的土石方回填到本施工作業區的挖方量。針對開挖可能產生的新鮮石方等，如隧道開挖的石方等，則是很好的建筑材料，加工后可用作項目自身需要的混凝土骨料或防護石料，也可用作地方其他項目的建設石料。對這部分不作為項目自身填方利用的開挖石方，方案設計中統稱為“綜合利用方”，在平衡計算時建議將“綜合利用方”作棄方計列，同時在棄方去向中進一步明確“綜合利用方”的具體利用方向。

(4)調出方與調入方。為方便計算，可將項目建設場地劃分為N個施工作業區，如點式項目，可根據項目總體布局和施工順序，將項目劃分為A、B、C、D四個施工作業區。假設4個區域均存在挖方和填方，且挖方滿足填方的質量和數量要求，但各區域的土石方工程量不同，同時還存在施工時差，為了節約項目投資，則可以將全部挖方用作填方，不足部分可以從其他施工作業區調配。調出方即從某個施工作業區調出的開挖方，調入方即從某個項目的其他施工作業區調入該施工作業區的開挖方。根據項目的設計要求，在進行土石方平衡計算時，項目填方所需土石方就得在4個施工作業區之間進行調配，存在土石方調出調入的情況，且調出量等于調入量。

(5)借方。借方是針對項目填方而言的，若某建設項目沒有填方則不存在借方，若有填方，但項目自身的挖方不能滿足填方要求(質量和數量)，則就需要借方。借方是指在項目建設區以外，選擇滿足設計填方要求的土石方源，在實際中習慣將這個“土石方源”稱為料場。在土石方平衡計算時，借方數量是根據項目的填方量及項目自身可利用的挖方量確定的，借方 =填方－利用方－調入方。

(6)棄方。棄方是在項目建設過程中產生的，且項目自身不能回填利用的各類廢方。如開挖的土石方、清除的淤泥、建(構)筑物拆除的廢料等。在不同的建設項目中，棄方的叫法不一樣，但實質是一樣的，均指本項目不能作為回填料利用的廢方。在進行土石方平衡計算時，建議根據項目挖方細分類型，將棄方對應細分為相同類型，同時根據棄方的性質，將棄方分為永久棄方和臨時棄方。臨時棄方是指在項目建設過程中，開挖的土石方等不能直接回填利用，需要臨時堆存一段時間，在項目完工之前會被項目利用掉。永久棄方是指項目自身不能用作回填料的挖方。在水土保持方案中，我們要為臨時棄方布設臨時堆放場，為永久棄方布置棄渣場或尋找綜合利用途徑。

永久棄方的綜合利用，只是相對項目本身而言的。如城鎮房地產項目，根據人防工程及城市發展需要，多數項目均有地下建筑(如地下室、地下車庫等)，基礎開挖的土石方量較大，且項目自身利用量有限，這就會產生大量棄方。這些棄方可由城鎮相應的職能部門協調(如市政建設管理辦公室等)，用于城鎮其他市政項目或運至市政建筑垃圾消納場。再如高速公路隧道開挖的石渣，若能夠滿足混凝土骨料的質量要求，就可以綜合利用，在水土保持方案中不需要設置永久棄渣場，可直接運至混凝土拌和站加工利用。對不能綜合利用的永久棄方，在水土保持方案中必須布置棄渣場。從節約資源和保護資源的角度出發，棄渣場場址的選擇應盡量結合建設項目的特點，如管道項目因單位長度棄方量有限，可盡量利用管道作業帶占地堆放;輸電線路項目因每座塔基產生的棄方量不大，且組合塔塔基均要永久占用幾十至上百平方米土地，所以可將每座塔基建設時產生的棄方直接堆放在塔基永久占地范圍內，不需另外新征土地堆放。

3 土石方平衡計算時主要參數之間的相互關系

土石方平衡計算時，各參與平衡計算的參數之間存在必然的關系。其相互關系為:填方 =利用方+調入方+借方;調出方 =調入方;棄方 =挖方－利用方－調出方;挖方－填方=棄方－借方;回填利用率 =［(利用方 +調入方)/挖方］×100%=［(利用方+調出方)/挖方］×100%。

在土石方平衡計算時，通過以上各參數之間的關系，可以復核建設項目總的土石方平衡情況，同時劃分的每個施工作業區同樣要滿足以上關系，若不滿足則存在調配數量問題，需重新復核各施工作業區之間的土石方調配數量，直至平衡為止。

4 土石方平衡計算在水土保持方案中的作用

在生產建設項目主體設計時均有土石方工程量計算的內容，但不是所有的建設項目在施工組織設計篇章都進行了土石方平衡計算。主體設計計算土石方工程量的主要目的是計算項目投資，主體設計資料中所提供的土石方平衡數據能反映建設項目最終的土石方工程量，包括項目總挖方、總填方、借方和棄方等。

對生產建設項目水土保持方案而言，土石方平衡計算的作用主要有:合理利用自然資源，減少項目借方和棄方，為確定料場和棄渣場提供技術支持;明確各施工作業區之間的土石方調配關系，為確定臨時堆放場提供技術支持。

通過土石方平衡計算，我們可以確定項目在建設過程中可能產生的棄方量和借方量，確定需要臨時堆放的開挖料數量，從而選擇料場和棄渣場，確定臨時堆放場的數量和位置，為水土保持措施設計提供依據。

5 土石方平衡計算中表土如何處理

目前，我國處于工業化和城市化快速發展時期，新增建設用地占用耕地數量較多，表土資源浪費嚴重，不利于農業生產和糧食安全［4］。據國土資源部日前發布的《2010中國國土資源公報》顯示，全年全國批準建設用地48.45萬hm2，其中轉為建設用地的農用地為33.77萬hm2，轉為建設用地的農用地中的耕地為21.19萬hm2。

土壤是動植物賴以生存的物質基礎，它是地殼表層在空氣、水、有機物、無機物等共同作用下形成的，肥力是土壤最基本的特征，人類社會從土壤中獲得了幾乎全部用作食物的農產品及部分用于工業的原材料，因此土壤是一種重要的自然資源，肥沃的土壤層和耕地資源一樣需要保護［5］。

表土作為重要的自然資源，我們要加強保護和再利用。在目前的生產建設項目中，如何提高表土資源的利用率是編制水土保持方案時需要解決的問題。

根據建設項目的需要，設計填方所需的回填料，其物理力學性質必須滿足相關的技術規范要求，如顆粒組成、抗剪強度、有機質含量等。建設項目在實施過程中，一般將征地范圍內的表層土清除，特別是占用耕地的耕作層，如高速公路需要清除路基占地范圍內的表土，水利工程堤防建設需要清基等。不同的建設項目，對清表工程量的計列是不同的，如公路項目不計入每公里土石方數量計算表，而是單獨計列，也不進入土石方平衡計算;管道項目，雖然沒有單獨計算，但是要求溝槽開挖時，表土要單獨分開堆放，最后回鋪在溝槽最上層，以便恢復植被。

在水土保持方案編制過程中，要復核項目征占地范圍內的表土剝離量。具體是根據不同的占地類型、面積及表土厚度進行復核。關于表土剝離量是否納入土石方平衡計算，目前大家存在不同的觀點。按照水利部水土保持監測中心水保監［2008］8號文的要求，應納入土石方平衡計算，并單獨列項，在平衡表中作臨時棄方處理。

筆者認為，表土剝離的量不宜納入土石方平衡計算，表土作為重要的土壤資源，應加強再利用。建議在水土保持方案中單列。首先，表土含有豐富的有機質，不能作為項目填方利用。其次，多數建設項目把表土作為占地范圍內綠化整地用土，在項目概算定額中整地包含了表土回覆工作內容。覆土與填方是有區別的，覆土施工要求是按照地塊土地利用方向，將熟土或表土按照一定的厚度均勻地平鋪在地塊最上層即可，而填方則必須滿足一定的設計要求，如分層攤鋪，分層碾壓，滿足規定的壓實度等。

6 土石方平衡計算中如何確定開挖料的臨時堆存量

生產建設項目有利用開挖料進行回填的施工工序，但由于受建設場地、施工時序等因素的限制，不可能直接將部分或全部開挖料用于回填，所以需要臨時將開挖料堆存一段時間，再運至填筑作業面回填利用，如管道工程須待管道鋪設后才能回填等。基礎挖方、溝槽挖方均需要臨時堆存一段時間，待上道工序滿足技術要求后，才能回運挖方進行填筑。

如何確定挖方的臨時堆存量，是土石方平衡計算中不可缺少的內容。如在水土保持方案中要明確臨時棄方量及占地，以及需要布設的防護措施等。同時，臨時棄方堆存場地是生產建設項目新增水土流失量的主要源地，是水土流失防治的重點區域。因此，確定挖方臨時堆存量是土石方平衡計算的一項重要內容。

由于各行業技術規范要求的不同，所以對土石方平衡計算的要求也存在差異。如《水電工程施工組織設計規范》(DL/T 5397—2007)在第9章的9.4節“土石方平衡及渣場規劃”中明確了存渣場和棄渣場，9.4.1條第3點“根據工程開挖料利用要求，合理規劃堆棄渣場，使填筑料和棄渣料運輸順暢、運距短”;9.4.2條“渣場分為可用料臨時堆存的存渣場和廢棄料永久堆存的棄渣場”，而《水利水電工程施工組織設計規范》(SL 303—2004)則在第7章“施工總布置”中簡單列了7.1.3條第2點“各方案土石方平衡計算成果及棄渣場規劃，場地平整的土石方估算工程量”和7.2.5條“施工總布置應做好土石方挖填平衡，統籌規劃堆渣、棄渣場地;棄渣處理應符合環境保護及水土保持要求”。

筆者認為，要確定建設項目施工過程中挖方的臨時堆存量，關鍵是方案編制人員要理解建設項目的總體布局及施工時序，建設項目對回填料的技術要求等。大型建設項目，因為土石方工程量較大，土石方工程在項目投資中占的比重較大，如高速公路項目、大型水利水電樞紐項目等，在主體工程設計時，對土石方工程量計算得比較詳細，而有的中小型建設項目，其土石方工程量則計算得不是很詳細，這就需要方案編制人員做細致的統計分析工作，這樣才能完成土石方平衡的計算，特別是需要臨時堆存的挖方量。

編制水土保持方案的目的之一就是要節約和保護自然資源。因此，每個建設項目均要充分利用項目開挖料作為自身的回填料。從理論上講，若按周轉一次計算，開挖料臨時堆存量則應小于等于挖方量。

在此，筆者根據多年的工作實踐，建議在水土保持方案土石方平衡表中，增加一項“臨時堆存方”，此項不參與土石方平衡計算，只反映施工期間可能需要臨時堆存的挖方。在土石方平衡表中作臨時棄方計列，為水土保持方案后續的占地統計和水土保持措施布設提供依據。

現以前文提到的某點式項目為例，說明土石方平衡計算各參數之間的關系。根據項目總體布局和施工時序，將本項目劃分為A、B、C、D四個施工作業區。假設4個區域均存在挖方和填方，且開挖料能滿足回填料質量和數量的要求，但各區域的土石方工程量不同，同時還存在施工時差。為了節約項目投資，項目填方以利用挖方為主，本施工作業區不足部分從其他施工作業區調配，總量不足則外借。在此，只做簡單示例說明，不具體細化土方、石方。本項目假設的施工進度計劃見表1。

表1 某項目施工進度計劃表

由表1可知，A區最先開工，D區最后開工，且最后完工。根據表1所列的施工進度計劃，對本項目進行土石方平衡分析，A、B、C三個施工作業區開挖的土石方均可以調入到D區，且C區的部分開挖料可直接運至D區回填，而D區挖方則直接用于本區回填，不需要臨時堆存。A、B區因基礎施工，挖方必須臨時堆存，待基礎構筑物完成后，回運填筑。C區與D區施工時序可以銜接，部分開挖料直接用于回填，故其臨時堆存量小于挖方。具體土石方平衡計算見表2。

表2 某項目土石方平衡表 m3

表2中，各參與平衡的參數關系如下:棄方=挖方－利用方－調出方 =0.67萬m3，借方 =填方 －利用方 －調入方 =1.12萬m3，調出方 =調入方 =1.5萬 m3，堆存方≤挖方(1.78萬m3＜2.8萬m3)，回填利用率=［(利用方+調入方)/挖方］×100%=76.07%。

由表2可知，本項目在施工過程中，需要臨時堆存的挖方1.78萬m3，水土保持方案中需要布置臨時堆存場;需外借方1.12萬m3，需要在項目建設場地以外的區域選擇料場;產生永久棄方0.67萬m3，需要在建設場地以外的區域布置永久棄渣場。回填利用率達76.07%。表2很明確地將本項目建設需要的借方、堆存方(臨時)和棄方(永久)統計出來了，為方案后續設計提供了技術支持。

7 結語

生產建設項目土石方平衡計算，不僅關系到項目的投資，而且有助于樹立節約和保護資源的意識。土石方平衡計算是水土保持方案編制中極為重要的一環，若土石方平衡計算不合理，則會導致方案后續設計缺少技術支持。

［1］GB 50433—2008，開發建設項目水土保持技術規范［S］.

［2］SL 303—2004，水利水電工程施工組織設計規范［S］.

［3］DL/T 5397—2007，水電工程施工組織設計規范［S］.

［4］顏世芳，王濤，竇森.高速公路取土場表土剝離工程技術要點［J］.吉林農業，2010(11):238.

［5］對建設占用耕地表土剝離進行再利用的思考［EB/OL］.［2007 － 08 － 24］.http://www.gtzy.net/wskt/kjcggt/200708/778.html.