浅谈电厂竖向布置中土石方的几个问题

刘 涛

（新疆电力设计院 新疆 乌鲁木齐 830002）

0 前言

电厂竖向布置是厂区总平面布置设计的主要内容之一，厂区的布局和建、构筑物的布置是否合理，不仅取决于平面上的位置关系，同时还与竖向上的标高紧密相关，而场地标高的确定，还要综合考虑到厂区内土石方量大小以及挖方与填方之间的平衡等问题。 因此，土石方问题是厂区竖向布置中所涉及的重要内容，处理好土石方问题，将对电厂的建设发展产生积极的影响。下面就对土石方问题的不同方面进行初步探讨。

1 土石方的平衡

考虑土石方的平衡，应在分区平衡基础上再考虑全厂在经济运距内土石方挖填的平衡。 如果只以最终规模的土石方量进行全厂平衡，就容易造成部分地区取、弃土困难和重复挖填的现象，甚至影响施工进度。此外，在进行土石方平衡时，要注意各种情况下参加平衡项目的特点和变化，使平衡结果符合实际情况。 例如，一般情况下，除厂区整平的土石方外，地下构筑物、建筑物基础、管线地沟、排水沟、道路、铁路等工程的余土，以及松土的余土量或湿陷性黄土的缺土量都应参加土石方的平衡。如果土石方用作建筑材料时，这一情况，在平衡中应加以考虑。 如果需在厂区外取、弃土方才能平衡时，此时，除考虑土石方本身平衡外，还应考虑取、弃场地的条件。 如有可能，在平衡中考虑土方复土植被，保护自然生态也是必要的。 总之，不问具体条件，仅从数量上考虑土石方平衡，是不会达到预期要求的。

如果在厂区附近取、弃土方便，而又不影响其它设施的原则下，且较厂内土方平衡更为经济合理时，可不强求其土方量的平衡。

当综合考虑上述因素时，挖方或填方数量超过10 万m3时，其挖、填之差宜小于5%；挖方或填方在10 万m3以下时，其挖、填之差不宜超过10%。否则，应对已定设计标高作适当调整。调整的方法一般有两种：

如果地形平坦，可将厂区全部标高提高或降低同一高度h。

h=(Q 挖－Q 填)/F；

式中：Q 挖——厂区挖方总量（m3）；

Q 填——厂区填方总量（m3）；

F——厂区平整面积（m2）；

h——调整高度（m）。 正值为标高提高数值；负值为标高降低数值。

如果在地形起伏较大的山坡丘陵地区， 采用台阶式竖向布置时，可以在土方不平衡的集中地段，或结合其它的因素，局部进行调整。

在设计中还会遇到，设计时虽做到挖、填方平衡，但在施工过程中，却因种种原因（如设计为人工挖、填土，实际用机械化施工；冻土地区的土壤冻胀误差；施工误差影响等），出现了不平衡现象。 此时应及时进行局部调整，即对尚未施工的建、构筑物的设计标高进行局部调整的办法来加以妥善解决。不过，这是迫不得已的办法，应尽量避免发生。 最好在考虑土石方平衡时，预先把具体条件下的各种影响土石方平衡的因素，都一并考虑，才能保证设计的质量。

还应注意，厂区内场地平整的地面，在任何情况下，均不应形成小于2‰的坡度。

厂区内场地的初平标高，应低于设计标高，以便建、构筑物，设备基础、道路路槽和管线等余土就地回填时，土方接近平衡。

2 处理好挖、填关系

在考虑挖、填关系时，应立足少填少挖，填挖接近就地平衡。 如果自然地形变化较大，必须进行较大的挖、填方才能满足竖向布置要求时，应在保证挖、填方总量最小且达到基本平衡的情况下，恰当地处理挖填关系。 挖填关系一般可作如下处理。

2.1 多挖少填

由于填方不易稳定，且往往导致建、构筑物基础加深，使基础工程量增多。 而挖方过多，必然会遇到工程地质问题，并给施工增加困难，延长工期。 在每种具体情况下的挖填比例，应综合考虑二者对建设的影响程度，通过技术经济比较确定。如果弃土方便，或利用弃土覆土植被时，可考虑多挖少填。

2.2 重挖轻填

就是把重型建、构筑物放在挖方坡段，而把轻型辅助设施、铁路、道路等放在填方地段。

2.3 上挖下填

在场地高出挖方，低处填方，以利于土方运输。

2.4 左挖右填或右挖左填

这有利于土方局部平整，就近调配。

2.5 避免重复填挖

正确的设计与良好的施工计划是保证避免重复填挖的前提。在施工中，还应采取一些措施，才能得到实现。 例如，当填土区域内有地下管线工程时，应该采取必要的措施，使其成为保留区，待地下工程施工完毕后再进行填土，以避免重复填挖。

3 工程实例

新疆阿克苏地区某电厂，由于工业园区铁路专用线引接、电厂出线等建厂条件限制，电厂一期工程紧靠山前丘陵布置，东高西低，厂区东西方向地形坡度约3%，厂区东西宽度约400m，高差约12m。考虑到厂区扩建要求，固定端朝东（即厂区附属建筑布置在西侧山前），西侧为扩建端（主厂房区等主要建筑物）。

通过以上分析，此工程工艺布置欲做到土石方填挖平衡，必然要求东挖西填。考虑到电厂工艺要求附属区与主厂房区高差一般不宜超过1m，设计过程中厂区按东西设台阶布置，东西两个台阶高差确定为1m。 东侧为主挖方区，西侧为主填方区，西侧布置的是厂区主要建筑物—主厂房，主厂房基础挖深约4m 左右，考虑到将重挖轻填的原则，将填方区填方高度确定为3.8m； 厂区东侧为减少厂区整个土石方量并达到与全厂土石方平衡，平均挖高不宜超过3.5m。 故在东侧附属区按各艺要求采用局部小台阶布置，每个小台阶高差均不超过1m，平均挖深3.5m。 厂区土石方调配采用东挖西填，按此确定的竖向设计及土石方调配原则，厂区最终达基本达到了土石方平衡，无外借土方和弃土。

4 注意覆土植被

场地平整中的土石方，在可能条件下，还应考虑恢复植被、保护生态的要求。

覆土植被的基本要求是：根据植物的生长要求，对不能种植的土地覆以适宜土壤，使其成为较理想的土壤环境，并具有良好的植被条件。

覆土厚度按当地植物、气候、土壤等特点而定。 一般当基础为土层，不易透水时，其覆土层为0.5m－1.0m；若系岩石或易渗透水时，为保证覆土层具有良好的持水条件，厚度可为1.0m－1.5m 覆土层可用推土机或人工稍加整平，其表面坡度不宜大于1%，以免地面径流冲刷表土。 覆土顺序一般是：上土下岩；大块在下，细粒在上；酸碱性岩土在下，中性岩土在上；不易风化的在下，易风化的在上；不肥沃的土在下，肥沃的土在上。 在具体覆土时，要结合当地情况，因地制宜。

5 考虑施工方法和综合经济效益

土石方工程量的大小与施工方法也密切相关。在使用人工平整场地进行土石方施工的情况下，厂区内建、构筑物标高可以较多，可使厂区土石方工程量减少到最低限度。 在使用大型机械进行土方施工的情况下，对较小的厂区来说，土方量已不显得十分重要，而施工的条件则成为主要因素。 如果厂区内场地平整标高过多，将会使土方施工复杂化，机械作业受到很大限制，影响施工进度，此时，全厂场地平整标高应尽量少，这一变化特点，在竖向设计时应充分加以考虑。

要使厂区场地平整土方量达到最小，从理论上讲，采用单个建筑物自身土方平衡法是可以达到要求的。但这只有在厂区自然地形比较有规则，且土方施工是使用人工时才有可能实现。

在厂区场地平整中，要避免大填大挖，尤其是填土过深，加深建、构筑物基础砌置深度，使之更不经济。 但在土孔隙率大的地区还有其特殊性，大孔土的填方区经过分层碾压，其承载力超过挖方区，基础可直接砌置在经过压实的填土层上，而不存在加深建、构筑物基础问题。大孔土的压实系数一般可达10－20%， 这点在土方计算时应予以考虑。

厂区内的土方，如能使挖与填达到平衡，是最为经济的。但坡地建设地面设施常常遇到许多新情况。如在厂区附近有沟壑、深坑，则可将大量挖方运于沟中用于平整场地和修筑道路。 又如，当厂区地质为岩石时，平整场地所开挖的石料可作为建筑材料修筑挡土墙。如此等等，厂区土石方工程应根据新的情况进行计算和处理，而不必拘泥于厂区内作到平衡，在厂区内平衡常常反而是不经济的。 因为填土需要分层碾压、夯实，费时费事，且须加深建筑物基础。将挖方运于厂外，虽然加长运距，但总费用仍可能较在厂区内平衡为低。即使费用相同或略高，因其可用于其它建设，从全局来看，也是合理的。

6 结束语

总而言之，土石方问题是一个系统、较复杂的工程，通常需要结合其它因素综合考虑，作为设计人员应本着认真负责的态度，深入实际，摸清场地情况，通过技术经济比较来合理确定场地标高，达到使土石方问题即处置合理，工程量又少的目的。