地方工程的调配方案探讨

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作者：庞学雷 单位：上海浦发工程建设管理有限公司

环境调查与治理项目经过中美双方专家小组对迪士尼园区一期场地内环境调查和前期的场地环境评价普通监测、加密监测数据的结果和分析评估，受污染的河道底泥约1600m3；受污染的土壤总共约36000m3。因此，需要清理出园区的土和底泥总量约37600m3。西北备苗基地建设位于主题乐园外西北地区的待开发区，建设用于乐园内绿化树木之备苗基地，整个项目设计总面积约为47.3hm2，一期建设面积约26.16hm2。总土方量需求量约为200000m3。西北备苗基地作为临时建设的树木基地，其原有明浜回填的质量控制为清淤、清表后的直接推填，且后续树苗等均采用容器苗，场地造型堆土标准相对较低，美方对此也无特别要求。市政道路及下水道项目迪士尼一期范围内，道路总长约为7.17km及相应的地下雨污水管道，项目余土约为80000m3。为控制工后沉降，在下水道的混凝土基础下打设水泥搅拌桩进行土体改良。由此，在下水道基础顶面到原土基顶面间形成了一定量的水泥土，在下水道开挖土方时被挖除并作为余土处置。按照进度计划，此部分余土的处置时间在整个场地形成项目基本完工后，无法用于场地形成项目等工程的土方平衡调配中。轨交12#线项目包括区间段与车站段的轨交项目，总挖土量约为580000m3，其中回填土约为170000m3，余土约为400000m3。

土方工程管理工作要求与方法

实行票签制管理为保证各类土方能够准确地进行挖掘与运输、回填，能够追溯土方的来源与去向，采用由土源地监理工程师签发、由运输人员持有并交回填或堆放地监理工程师统计记录的三联单管理方式。票签制的实行在很大程度上控制了土方的调配，保证了严格的土方管理，真正做到了调度有方，有据可查。建立有效的信息管理系统为解决土方调配工作中所需要的精准指挥调配，各参建单位利用CAD图和各种明确的工序图示，在给各地块、各明浜、各种植土取土区、堆放区编号定位的基础上，建立了电子信息统计汇总报告制度，形成了场地形成项目、明浜回填项目与道路下水道项目进度统计方法与统计示意图，方便直观地为调配工作服务。土方施工时序与便道方案在上述各项目土方工程的质量要求与限制条件下，场地清表、种植表土收集、污染土清除与明暗浜清淤回填等工作在同一个地块中的开展成为一个十分复杂的协调问题。经过研究采用了如下方法以予解决：在每一地块内，首先将明浜周围的种植土表土归堆，以提供清淤的堆场，同时开展地块内其他区域的种植土表土归堆与明浜的清淤修坡工作。在种植土表土归堆完成后，进行地块的场地清表工作，并将已初步晾晒的淤泥随同外运，再在原堆放淤泥处堆放填浜土方，进行明浜的回填工作。虽然分属不同的项目与施工单位，为了节省工程时间，在明浜回填时组织场地形成工程承包商同步开展暗浜回填工作。清表、清淤、明暗浜回填和场地填筑时，大量土方的运输所需的施工便道，除联结地块间的主要通道采用结构性路面外，进入各个地块内的施工便道全部采用路基箱或钢板临时铺设，以减少道路结构物后期的清运。真空预压后的大面积平整土方工程则同样使用钢板或路基箱铺设便道，以保护完工的地块和免除便道结构物拆除后的清运。

初期土方供需计划与调配

项目土方工程的一个显著特点是土方不仅按量计量，而且由于分类复杂，还有质的区别（不仅限于土的物理力学特性）。如：种植土表土、污染土、淤泥等，同时还有土方因所处区位或需要调配到的区位、需要处理或利用的时间有所不同。因此，对土方的调配，需要从一般项目的一维或二维的角度，调整为在具体的每一轮调配中以量、质、位、时的四维特征进行深入分析，指导土方调配。中心湖分2个阶段开挖时的土方供需量根据MDA的条款，计划于2014年将中心湖全面完成并清淤后交美方管理。河湖的开挖与原有河道填埋的土方作了相应的平衡，因此，中心湖的施工被分成2个阶段实施：2011年~2012年第一期工程期间开挖到海拔0m标高；2014年再开挖土方到湖泊设计标高。为保证园区内场地建成后满足绿化种植等使用要求，防止河湖项目内的表土混入园区其他地块，其工程范围内也需要清除表土、收集种植土。具体的河湖项目土方量分类与统计，以及场地形成项目土砂方需求量（表略）分项目主体的土方平衡在土方总体平衡调配中，优先在围场河与中心湖的项目内自行调配，并照顾到种植土与污染土挖除后的回填需求，在出现余土时再调配到场地形成项目中。这样既优先照顾到在政府项目内部进行调配，有利于项目概算资金的保证，同时，在此基础上向申迪集团公司项目作统一的调运，可节约申迪集团公司项目成本，也减少政府项目中土方外运的费用。场地形成、明浜回填、河湖项目土方施工顺序及进度协调规则在具体的土方平衡调配中，我们不仅要考虑可用于明浜回填土方（质）的土方量（量）的调配，还需要考虑施工时间与顺序，即“时”与“位”的因素。此外，由于真空预压前有大量的土方与黄砂运输进入场地，真空预压时需要大量的电力供应与大量地下水的排放，因此除考虑施工机械设备投入和流水作业外，还要考虑整个场地的道路交通、临时排水、供电能力以确保场地形成项目的进度要求。由此，明浜回填的顺序（位）就必须符合其流水安排。这样就形成了一个规则，即：在符合回填土方“质”和“量”的前提下，根据场地形成项目施工顺序，确定明浜回填的施工顺序，再确定围场河与中心湖挖土的挖掘区位（位）和进度要求（时）。针对挖填土能力不一致的解决方案河湖工程的土方临时堆放于其他中转区后，再由填浜承包商到此堆土区取土后填浜，希望以此解决挖土速度与填浜速度不一致对土方需求量的差异，同时解决河湖项目施工连续性问题，再者可以解决河湖挖土下层土体含水量高，无法短期内使用于填浜的困难，即“质”的问题。

土方工程的方案优化

将挖填土二次驳运方案改为直接送达回填区将河湖项目挖出的土方改为直接挖运到需填埋的明浜边进行晾晒，减少了1500000m3以上土方的短驳，同样可以较好地解决挖土与填土速度不一致的问题和河湖项目施工连续性问题。这样挖、填土承包商可减少一次短驳费用，也为后续的土方调配提供了利益保证。同时，减轻了施工运输道路的压力、对施工道路维修的投入和施工扬尘。4.2利用市场的资源配置功能进行土方调配根据上述填浜用土方的挖运限定性要求，可以概括为如下主要控制性参数（因素）：（a）V———河湖项目每一区段供土土方量或每一明浜回填需土土方量；（b）T———需土时点；（c）E———土源环境评估完成状况；（d）L———土方运距；（e）N———承包商的挖/填土能力或速度；（f）P———施工道路允许运输能力；（g）C（a1，a2，...）———填浜点或供土点的顺序；（h）M———挖土区表土清理与种植土剥离完成状态；……挖土承包商需要在满足上述参数的情况下，才能完成挖土运输工作、符合填浜承包商的要求。即：Q=Q(V,T,E,L,N,P,C,M,…)但每一对挖填土方区域的相互匹配也不能完全等同于全部挖土、填土方的最优化与最经济。这是对园区内土方调配的最大的挑战。因数个挖填土承包商要在满足上述要求的前提下实现有计划的调配存在较大难度，难于确定具体标段的开挖区域在何时挖出多少土方运往何处供填浜使用。经研究，我们设立了“土方市场”，利用其具有的对资源较为合理配置的特性，希望实现总体节约各方满意的效果。由此，安排明浜回填承包商和挖土承包商，根据场地形成的施工顺序制定的分块填浜顺序，依据编号的地块、编号的明浜、回填用土量及时间要求，即：量、质、位、时四要素，由各挖土承包商与填浜承包商每周进行一次土方的内部供需洽谈会，各挖土承包商根据需求及限定性因素（参数），自行选择供土量与供土的明浜位置。由于利益的驱动，在造价确定的情况下，挖土承包商会充分考虑自己的挖运供土能力和最短的运距，将所需土方堆放到需要回填的明浜边。且由于受道路交通和填浜区位的影响，加上挖土承包商总是尽量将土方就近配运、后续的土方配运区位将比前期的更远等因素，以及各个承包商之间对运距、供土量的竞争，上述方法将尽自己所能，快速、积极地挖运，充分显示了市场的力量。将全部堆载地块改为真空预压地块原计划将收集的种植土用表土先期用于堆载，但因堆放的限定性要求而取消，转而计划采用大面积平整用土进行堆载预压，这同样将增加土方开挖与堆放量、运输量。经与中方设计院及美方设计团队沟通，在满足设计要求且总体预算基本不增加的情况下，将全部堆载预压地块改为真空预压，减少了约1300000m3的二次挖运，更有利于对土方运输总量、对周边环境和工程进度的控制。中心湖项目改为一阶段开挖在满足美方2014年接收湖泊管理的条件下，中心湖施工分二阶段挖掘完成的方案将严重影响湖泊公园、湖水处理厂等项目的建设，同时也使一期开挖完成后的湖岸边坡稳定性经受考验。而且在湖泊公园建设完成后再施工第二阶段，将可能污染并部分损坏湖泊公园设施与绿化。再者，经过上述初步土方平衡，虽然河湖项目土方自平衡后，出现余土，但作为场地形成项目仍需大量进土。因此，中心湖工程改为一阶段实施，这样，中心湖的开挖土方又增加约655000m3，可用于场地形成项目。西北备苗地块堆土西北备苗基地地块面积约47.3hm2，分2期实施，其中一期实施面积约26.16hm2。原地面标高为3.5m~3.8m左右，计划填筑到4.0m~4.2m。而地块周围的道路设计标高达到4.2m~4.5m的高程，对于地块的排水不利。根据土方富余情况，将西北地块备苗基地的造型平均标高调整到4.8m~5.0m，可防止积水和满足地形造坡的环境设计要求，又解决了园区约150000m2土方的利用。

土方工程的时空调配

西北备苗基地土方的调配基于园区内上层黄土（②层土）的特性相对较好，含水量较低，易压实，明浜回填初期各单位尽量采用黄土回填，黄土挖运全部用完后，面临着③层淤泥质黏土无法直接满足填浜要求，堆放晾晒周期与回填需求不相配，工期又无法延宕的状况。由于西北备苗地块明浜回填没有压实度的要求，故采用在西北备用地块内先挖运表层（②层）黄土用于回填，后期再用中心湖挖出的湿土回填到挖除黄土的区域。从时间与空间的互相利用上进行调配。以此方法调配土方总计约165000m3。部分明浜换填中的调配由于部分地块在真空预压后的明浜回填压实度未能达到93%的设计要求，需要在短期内将明浜进行换填，而挖出的土含水量较大，无法直接用于回填以达到93%压实度要求。考虑到大面积平整时，承包商将从大庐线河道建设工地调运砂性土入园区，就顺势安排其提前将部分调运土使用于此明浜换填，而将换出的土经堆放晾晒后，转而用于大面积平整。再次在“质”、“量”保证的前提下，以“空间换时间”的方法实现在不增加额外投资的情况下，工期与质量的双达标。一期与二期地块内土方的调配经过全面的多方案调配后，园区内最终仍有约150000m3土方需要外运处理。根据以往的经验和迪士尼一期明浜回填项目的土方情况，估计到二期园区内明浜回填将严重缺土，届时仍需要进土，因此，一期项目中的余土宜预先在二期范围内进行必要的储备，并且此部分土在经过长时间的堆放后将降低含水量，适宜用于明浜回填，且其已经环境检测与评估。为此，选择二期地块内无河道地区进行土方的储备，以减少土方外运量，节约土方来源费用与运费。同时对于所堆载地块也是不排水堆载预压，理论上可以削减二期项目中后续预压周期，可谓“一举多得”。同样地，道路下水道施工中富余的约80000m3水泥土，也指定堆放于二期范围内，可用于二期建设中的道路下路基层或填浜，节约土方来源费用与运费，利用“时空互换”实现土方资源化利用。而于2012年中开工的地铁工程，因场地形成等项目基本结束，其所产生的余土同样就近调运，分类堆放于园区二期区域内，供二期使用。

结语

经过上述多次优化，最终的园区内各项目土方的调配方案设计。该最终方案统筹兼顾，合理配置，全面优化，可以满足各方要求。本项目通过上述针对项目特点进行土方的质、量、位、时的多指标分析，从单个项目分项目投资主体优化、多项目统筹，到充分运用时间、空间全面综合调配的方法，以及利用市场的资源配置功能进行调配，兼顾各方利益，实现了投资、进度与质量、环境的多目标控制，基本实现了园区内的土方自平衡，获得了良好的效益。