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摘要：在山区公路路基工程中土石方调配是重要的内容。本文阐述了提升土石方工程施工技术的必要性，以期实现山区公路工程土石方调配管理效率的提升。
关键字；山区公路工程；土石方调配；关键问题；对策研究
引言
山区公路路基工程是道路工程的基本组成部分，土石方调配则是山区公路工程设计与施工的关键问题。经济优化、技术可行的土石方调配方案有利于降低施工成本、加快施工进度；而且通过充分利用开挖料、减少料场开采量和弃料量，减轻了对地表、植被等的破坏，有利于保护道路沿线生态环境。因此，道路工程土石方调配问题日益受到关注。
1土石方合理调配一般方法
对目前的设计软件及技术来说，通常情况下可以通过软件实现土石方的一般调配，但由于设计软件并未能完全按照设计人员所期望的调配结果进行调配，即软件产生的结果可能并非合理调配，因此仍然需要进行手工调整，不能完全依靠软件，对于复杂项目，仍需通过土石方计算表来进行重新复核计算，以达到设计人员的调配目的。一般的调配方法主要应优先进行横向平衡调配，再对整个路段的填缺挖余进行纵向调运分析，就近调运土石方，或远运土石方及借方，在此过程中应考虑现场的施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，在运输条件上，应注意便道便桥是否满足要求，是否需要重新修建，重新修建是否经济等情况来确定调运方案，如远运调运经济还是就近借土经济，确定调配方案，供土石方调配时参考。
2山区公路工程土石方调配关键问题
对于平原地区，山区公路工程土石方调配工作除具有常规土石方调配的特点外，一般还具有以下特点：①土石方开挖、填筑量巨大；②项目类别多，项山区公路工程一般包含基础公路、桥梁、隧道、涵洞等各类型项目；③施工区多位于植被覆盖率高的山区中，生态环境保护要求高；④山区公路工程一般划分的标段数量多，参与工程建设的施工单位数量也很多，标段间土石方调配的协调工作量、土石方施工的管理工作量都很大。
2.1跨标段调配的技术问题
道路工程跨标段土石方调配技术主要包括进度计划调整和施工技术参数调整２个方面。为了实现山区道路工程跨标段土石方调配，标段之间土石方工程进度协调是常用且有效的途径，即：为满足相关标段土石方工程施工的需要，在进度计划许可的范围内，改变本标段的施工时序或调整相关项目的施工进度计划。施工技术参数的调整是跨标段调配的另一重要形式。施工技术参数调整过程中主要考虑的因素有挖方量、填方量、施工进度、施工成本等。举例说明：就某一隧洞开挖而言，技术方案已能满足要求，但为了隧洞开挖料能用于相关标段的路基填筑，需要进一步对爆破参数进行调整。
2.2施工阶段的特点
在土石方调配的施工阶段，开挖、填筑等活动都是依据工程进度分步实施的，施工进度可在一定范围内调整，对应于网络图中的最早开工时间、最晚完工时间等概念；开挖量、填筑量、转料场容量等系统要素的属性是随时间动态变化的；每个工作面的生产率（如单位时间某料场开挖量）受机械设备数量和生产率的限制，有1个上限值。
表1
2.3密实方与压实方间的体积换算系数的确定
因山区公路填方路基不同层次的压实度均要求在93%以上，零填及挖方路基的压实度要求在96%以上，导致了天然密实方压实后体积变化，且不同类型土石方的密实方与压实方之间的体积变化也不相同。对于土方的密实方与压实方的体积换算系数为：Kn=(ρdmax×Cd)/ρd。式中，Kn为n类土石的密实方与压实方的体积换算系数；ρdmax为填料最大干密度；Cd为路基压实度；ρd为填料的干密度。通用体积换算系数见表1。
2.4洞挖料的充分利用
对于隧洞占比较大的山区公路工程，隧洞爆破会产生数量巨大的土石料（后面简称“洞挖料”），如直接丢弃这些洞挖料不仅会造成资源的浪费，而且会对当地的生态环境产生较大的破坏。而洞挖料在经过开挖、运输、转存及加工等一系列工序后，可以被有效利用。例如，在对洞挖料进行加工处理后，对于能满足设计要求的洞挖料可以用作公路路基填筑或者混凝土骨料等；对于不能满足设计要求的洞挖料，也可以被用作临时工程或永久工程的次要部位，例如公路绿化带、休息区等。
3相关对策研究
3.1提升土石方工程施工技术
山区公路土石方工程一般涉及到路基的开挖与填筑、边坡的开挖与加固以及隧洞的爆破与支护等。各种施工内容也包含了多种施工技术，包括路基的开挖与填筑技术、控制爆破技术，以及边坡加固技术等。通过提升路基的开挖与填筑技术，可以提高开挖料直接填筑率、减少中转料的调运量；结合多样的边坡加固手段，例如抗滑桩、挡墙、沉井等，在保证边坡安全的同时也可以减少边坡的开挖量，从而减少整个工程的土石方工程量；通过优化控制爆破的爆破参数，可以提高爆破后土石料的利用率，从而减小弃渣规模。因此，不断提升土石方工程施工技术，是改进山区公路工程土石方调配的成效的有效途径之一。
3.2运用BIM-GIS技术
结合GIS数据和最新无人机航摄影像资料，建设划定山区道路范围及周边区域高精度三维地形模型，根据设计资料，提取各类要素（地块范围线、挖填分界线、高压走廊等），整合到三维地理环境中，以此作为土方调配依据。通过三维地形模型分析、实时评估和动态优化技术，结合土方转运便道，按照建设施工成本最优化原则，提供最经济、科学、直观的土石方调配方案。利用BIM三维模型组织土方转运施工便道，结合上述工作成果，完成对土石方调运最优方案的设计，实现精准调配节约投资，合理的路径规划利于文明施工、生态环保，动态调整可视化便于指导工程建设。
3.3合理调配经济性土石方
（1）远运可以减少弃方，同时避免随弃，如进行借土，除增加取土场资源外，尚需考虑弃土场的使用，因此在条件允许的情况下，应尽量利用土方，不能随弃随取。（2）在借土及弃土条件情况允许，即在经济运距范围内存在取弃土场或荒地劣地，在经过经济比较后确实经济且对环保水保不造成危害的情况下，则优先在远运距的情况下选择借土。
3.4开挖区、填筑区的合理分段
山区道路路基施工中，路基上的任意点都可能有相应的开挖量或填筑量。在满足工程设计与施工要求的前提下，为简化模型和算法，对开挖区和填筑区等进行合理分段，即将相对集中的一定长度路段的开挖量或填筑量视为位于路基上的一点（对应土石方量的质心点）。
结语
土石方工程是山区公路工程建设的重要组成部分，是决定工程建设效益的重要内容，对于工程建设的成本、进度、质量、生态环境等方面都有显著的影响。土石方调配是土石方工程的核心内容，土石方工程的顺利进行，在很大程度上取决于土石方的合理调配。本文基于道路路基设计与施工实践，总结与分析现有研究工作的不足，将土石方的优化调配与施工进度结合，经济优化、技术可行的土石方调配方案可以有效地解决土石料多次倒运和料物不足等问题，有利于降低山区公路工程的建设成本、加快施工进度。
参考文献
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论文作者:贾欢欢
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/31
标签：土石方论文; 路基论文; 山区论文; 标段论文; 工程论文; 公路工程论文; 公路论文; 《防护工程》2019年第4期论文;