土方調配在高速公路立交區中的應用研究

摘 要：隨著我國國民經濟的快速增長，高速公路建設也取得了跨越式發展，開創了嶄新的局面。本文結合緯地土石方可視化調配系統，提出了一種立交區調配方法，并結合工程實例進行介紹，解決了立交區內部土方橫向調運和縱向調運的問題，可用于確定填土用方的來源、挖方棄土的去向，以及計價土石方的數量和運量，可以提高立交區土方的資源利用率，實現工程經濟最優化。

關鍵詞：土方調配；高速公路；立交區

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

0 前言

在高速公路建設過程中，合理進行土方調配，可以提高資源利用率，實現工程經濟最優化。

在高速公路建設中，立交區一般長度較小，但其土方工程量一般較大，對高速公路的整體建設存在顯著影響。目前，實際工程中更多的是實現了一維層面的土方調配，即將整個線位簡化為直線進行調配，而立交區的二維工程特征更加明顯，現有的土方調配方法在很大程度上限制了立交區的土方調配，極大影響了工程經濟性。

本文結合緯地土石方可視化調配系統，提出了一種立交區調配方法，并結合工程實例進行介紹。

1 土方調配的意義

在高速公路建設過程中，應在土方總運輸量最小或土方總運輸成本最小的條件下進行土方調配，確定填土用方的來源、挖方棄土的去向，以及計價土石方的數量和運量等。通過對土石方調配方案的優化可以在最大程度上利用開挖出的土石方進行回填，這樣可以保證資源的重復使用，同時在進行土石方優化的時候也會選擇一條最近的路線，以此來減少裝運的成本，提高工程的經濟性。

2 一般路基土方調配

2.1 土石方調配原則

土方調配需要達到填方有所取，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，減少對環境的破壞。在土方調配過程中，應遵循以下原則：首先考慮在本路段內移挖作填進行橫向調配，然后再作縱向調配，以減少總的運輸量；盡可能考慮橋涵位置對土方施工的影響，一般不做跨大河大溝的調配；根據地形條件和施工條件，選用適當的運輸方式，確定合理的經濟運距；土方調運對于借土和棄土應事先統地方商量等。

2.2 土石方調配方法

土方調配大體分為3個階段：優先考慮本樁利用，進行橫向調配，以減少借方和調運方數量；在本樁利用后，結合各樁間的挖余和填缺方數量，進行縱向遠運調配；如果項目中存在多個線位（比如立交區），還需要進行線位間的調配。

以緯地土石方可視化調配系統為例，整個調配過程主要分為數據準備、調配過程、輸出表格三個部分。其中，最重要的內容是基礎數據的準備，包括逐樁面積、土石含量、土石系數、構造物和取棄土場等資料；調配過程相對比較簡單，數據預處理后，只需要通過簡單的鼠標操作就可以實現土石方的橫向調配和縱向調配；調配完成后可以輸出土石方數量表、每公里土石方數量表和運量統計表，便于施工組織和造價計算。

2.3 注意事項

土方調配有以下幾個方面需要特別注意：一是對特殊性土的處理，盡可能避免使用特殊性土，若難以避免，應最后利用這部分特殊土方，明確這部分土方的去處，再進行集中處理；二是對就近調配原則的理解，就近調配是一種定性的方法，在調配過程中很難具體把握，應按照多方案進行調配，比選出相對經濟合理的方案；三是在調配過程中，盡量避免遺漏很小數量的土方量，若有遺漏，可以采用就地取棄土的方式進行處理；四是土方調配結束后，應進行復核檢查，明確填方、挖方、借方、棄方之間的數量關系。

3 立交區土方調配

土方調配時，一般將立交區看作是一個大樁號進行處理，但是立交區一般范圍較大，在實際調配中，立交區內部也會產生較大的調運量，因此不能簡單忽略立交區內部的土方調配。

在進行立交區土方調配時，需要將立交區中心位置看作是一個虛擬的取棄土場，立交區各個線位不論填缺或挖余，均需在立交中心位置進行借方或棄方。一方面是為了簡化計算，方便統計運距；另一方面是主線調配時，運距僅體現了主線樁號和立交區中心位置的距離，保證了運距沒有重復計算。結合主線調配和立交區內部各個線位單獨調配的結果，本著“先內后外”的原則分配取棄土方。

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

先完成主線段土方調配，從調配過程中可以看到，此立交挖余的土方量調配到了7個區域，并做好相關數據統計。

然后，將會文立交區的主線、被交線、A、B、C、D四個匝道分別當做是六條不同的線位進行單獨調配。以A匝道為例，A匝道中心位置距離立交區中心位置的長度是280m，調配后可以明確匝道A的取棄土方量（棄方134141.817m3）。

在完成主線調配和立交區內部線位單獨調配后，剩下來需要做的是，理清立交內部各線位之間以及各線位和主線標段之間的調配關系。以A匝道為例，根據先內后外的原則，優先和立交區內部的其它匝道進行調配，匝道A的棄土可以調運至缺方的匝道B、匝道C和被交線Y，在完成立交區內部調配后，匝道A仍然需要棄方，此時按照就近原則將棄土調運至緊鄰匝道A的主線相關樁號處，這就完成了匝道A的調配。剩余5條線位也可以采用同樣的方法完成調配。至此，立交區土方調配就全部結束了。

4 結論

本文結合緯地土石方可視化調配系統，提出的高速公路立交區土方調配方法，解決了立交區內部土方橫向調運和縱向調運的問題，可用于確定填土用方的來源、挖方棄土的去向，以及計價土石方的數量和運量，可以提高立交區土方的資源利用率，實現工程經濟最優化。

參考文獻：

[1]楊少偉.道路勘測設計[M]. 北京：人民交通出版社， 2004.

[2]JTG D30-2015，公路路基設計規范[S].

[3]周厚貴，曹生榮，申明亮.土石方調配研究現狀與發展方向[J].土木工程學報，2009（02）.

作者簡介：郭江（1990-），男，山西臨汾人，碩士，助理工程師。