淺談土方工程和豎向布置

1、    淺談土方工程和豎向布置    黃珮媛摘要：本文論述了在總圖設(shè)計過程中，在經(jīng)濟(jì)、安全方面上，土方工程和豎向布置是一對動態(tài)平衡，在設(shè)計過程中，還要結(jié)合總圖設(shè)計的其他內(nèi)容，完善土方工程和豎向布置，從而創(chuàng)造出優(yōu)秀的總圖設(shè)計。關(guān)鍵詞：土方工程，豎向，布置abstract: this paper discusses the layout design process, in economic, security, earthworks and vertical layout is a pair of dynamic balance, in the desig

2、n process, should combine the layout design of other content, perfect the earthworks and vertical layout, and create the excellent layout design.key words: the earthwork, vertical, decorate中圖分類號：k826.16文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：一、引言總圖設(shè)計中將土方工程和豎向布置分為兩個文件，其實(shí)，兩者關(guān)系非常緊密。傳統(tǒng)上把場地初平叫土方工程，場地初平是對原始地形進(jìn)行改造，是進(jìn)行后續(xù)工程的基礎(chǔ)，舉足輕重，尤其

3、對于地形比較復(fù)雜的場地。豎向布置指的是在場地初平完成的基礎(chǔ)上，對整個場地豎向高程的“微調(diào)”和對建構(gòu)筑物設(shè)計標(biāo)高的確定，這個階段一般不再有大填大挖工程，基本上屬于精雕細(xì)琢的細(xì)平階段了。二、場地土方工程根據(jù)場地現(xiàn)狀，選擇適宜的場地平整方式，合理確定場地高程，。場地平整方式并沒有統(tǒng)一的規(guī)定，對于地形高差較小、坡度連貫的場地，采用平坡式的較多；對于地形變化較大、高差相對較大的場地，可以采用臺階式；還可以根據(jù)場地的利用情況，采用臺階和平坡混合式。場地設(shè)計高程的確定涉及的因素比較多，如場地地形、與周圍系統(tǒng)的配套、場地地質(zhì)水文情況、場地周邊水域的設(shè)計標(biāo)高、地基處理、周邊規(guī)劃要求、與其他廠礦企業(yè)的協(xié)調(diào)等等。場

4、地平整時要著重注意以下幾個方面：一是，場地內(nèi)外土方的平衡。在工作中既涉及場地內(nèi)的土方平衡，更應(yīng)注意場地內(nèi)外的平衡。僅場地內(nèi)土方達(dá)到平衡并不是最優(yōu)設(shè)計，而應(yīng)將實(shí)際設(shè)計中場外的道路和其他構(gòu)筑物的土方平衡納入整體土方平衡工作之內(nèi)。二是，對于山區(qū)地形，場外設(shè)置邊坡、擋墻的土方工程也應(yīng)一并進(jìn)入土方平衡。三是，在計算土方工程量時，需注意扣除表土層，或一些不能回填的淤泥、軟弱土、垃圾土等，綜合總平面和豎向布置，預(yù)留適當(dāng)?shù)木G化用土。四是，土壤松散系數(shù)和壓縮系數(shù)也要一并考慮，這樣計算出來的土方工程量才是實(shí)際發(fā)生的工程量，這樣的平衡才是真正的土方平衡。如果在實(shí)際設(shè)計中忽視這個問題，就可能產(chǎn)生大量多余的土方或者造成

5、填方量不足。五是，針對場地平整缺土和余土問題，應(yīng)當(dāng)結(jié)合?。墸┩练降奈恢煤途嚯x，從經(jīng)濟(jì)技術(shù)角度確定適宜的場地平整方案。六是，土方平衡是相對的概念，不是要求一定達(dá)到填方和挖方數(shù)量一致，應(yīng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)情況和場地內(nèi)外的交通、銜接等因素確定場地標(biāo)高。土方平衡是在滿足安全生產(chǎn)的情況下，投資最優(yōu)的動態(tài)平衡。三、豎向布置一般在場地初平的基礎(chǔ)上進(jìn)行場站的豎向布置設(shè)計，主要包括：裝置設(shè)計標(biāo)高的確定；道路豎向系統(tǒng)的確定；主要建筑物室內(nèi)外標(biāo)高的確定；排水明溝標(biāo)高的確定；護(hù)坡、擋土墻等設(shè)計標(biāo)高的確定。1.豎向布置框架裝置標(biāo)高與道路系統(tǒng)標(biāo)高的確定對于整個場地的豎向布置具有重要的作用。一般情況下，這兩類標(biāo)高確定后，場站的豎向

6、布置框架就基本形成了。在場地平整時是結(jié)合道路設(shè)計標(biāo)高系統(tǒng)進(jìn)行的，因此，道路標(biāo)高系統(tǒng)基本上會在場地平整的基礎(chǔ)上進(jìn)行適量微調(diào)，不會有大的出入。隨后可根據(jù)生產(chǎn)、安全要求，先確定重要裝置的標(biāo)高和重要建筑物的設(shè)計標(biāo)高，結(jié)合邊坡（或者擋墻）確定其他系統(tǒng)工程的豎向標(biāo)高。2.場地的排雨水豎向布置的一個重要目的是場地排雨水，場地排雨水可以采用3種方式：明溝、暗管以及明溝和暗管混合的方式。明溝和暗管排水各有長處，暗管造價相對較高，對地面景觀的影響最小。明溝造價相對較低，但是，需要完全占用所經(jīng)區(qū)域的土地，對于某些地域明溝清掃的難度相對較大。在豎向布置的過程中，可根據(jù)兩者的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行混合設(shè)置。用明溝排水，明溝溝底的坡

7、度不宜過小，宜大于0.2%，尤其是在黃土地區(qū)，建筑物邊上的明溝，不宜小于0.5%，以加快雨水的排除速度，避免對建構(gòu)筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不良影響，明溝不宜過深，最好不大于1.0m，過路明溝需要加蓋承重蓋板。暗管豎向設(shè)計相對較為簡單，設(shè)置適當(dāng)?shù)挠幸欢ǜ卟畹挠晁旧霞纯蓾M足使用要求。場站內(nèi)明溝和暗管的截面尺寸需要通過當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度公式、匯水面積、徑流系數(shù)及雨水明溝水力計算公式來確定。四、場地土方工程與豎向布置的關(guān)系場地土方工程與豎向布置是相輔相成的關(guān)系，也是辯證統(tǒng)一的。在大多數(shù)情況下，場地土方工程是豎向布置的前提和基礎(chǔ)，但是，豎向布置的形式隨著場站豎向布置的深入，又有可能會影響到土方工程的調(diào)整和變動，從而

8、進(jìn)行場地土方工程方案的變化。場地土方工程和豎向布置是在工程實(shí)踐中相融合的，因場站地塊的不同，地形起伏的千差萬別，土方工程和豎向布置也會各有不同，場地土方工程能夠在整體層面上對場站的設(shè)計高程和坡度進(jìn)行控制，從而形成如人體骨架的場站豎向“骨架”，而豎向布置則如同人體的“肌肉”和“血液”，兩者是缺一不可的，兩者的辯證統(tǒng)一才會產(chǎn)生優(yōu)秀的方案。在很多工程里，土方工程量占投資比例很大，做好場地土方工程和豎向布置對于整個項(xiàng)目的投資有一定的影響，同時好的豎向布置也會為工程項(xiàng)目的安全運(yùn)營創(chuàng)造良好的條件。當(dāng)然，每個工程都有其各自特點(diǎn)，對于在復(fù)雜地形上建設(shè)的工程，場站土方工程尤為重要，工程設(shè)計的優(yōu)劣直接影響整個項(xiàng)目

9、的效果；而對于平緩場地上的工程，場地土方工程相對較為簡單，而豎向布置顯得比較突出?？傊?，場地土方工程與豎向布置因?qū)嶋H工程中的不同，側(cè)重點(diǎn)有所不同，但不能將兩者割裂開來。五、工程實(shí)例1.豎向布置方式500kv蘭溪變電所位于山區(qū)，自然地坪地面標(biāo)高從90105m左右不等，頻率為1高水位。因所址地勢較高，遠(yuǎn)高于附近甘溪河床及其兩側(cè)的河谷平地，且甘溪上游有芝堰中型水庫調(diào)節(jié)洪水，所址不受甘溪洪水影響。芝堰水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)高于本工程防洪要求，不考慮水庫垮壩影響。因此，場地豎向設(shè)計須結(jié)合地形地勢，以就地平衡、填挖工程量最少，并考慮日后運(yùn)行人員舒適為設(shè)計原則，決定采用臺階式，過度區(qū)域采用斜坡處理。場地土方量經(jīng)過多個

10、方案平衡比較，按場地標(biāo)高分三個區(qū)域高差分別為1.0m、1.5m、2.0m三個方案進(jìn)行試算。高差為1.0m時棄土量較大，高差為1.5m及2.0m時需購置部分土方。根據(jù)本工程場地自然地形，結(jié)合北側(cè)邊坡開挖量、進(jìn)所道路填方量、基礎(chǔ)挖方量及場地內(nèi)兩個大池塘回填方量，綜合考慮場地土方量的就地平衡，最終確定場地標(biāo)高分三個區(qū)域：500kv配電裝置場地（所區(qū)北側(cè)）標(biāo)高99.6m, 220kv配電裝置場地(所區(qū)南側(cè))標(biāo)高96.8m,主變、35kv配電裝置場地和所前區(qū)（所區(qū)中間）標(biāo)高98.2m。場地找坡后,三個區(qū)域高差為1.4m,在道路a=134.0和a=193.75做過渡。主控通信樓、220kv繼電器小室室內(nèi)外

11、高差0.45m，500kv繼電器小室室內(nèi)外高差0.40m，所用電室聯(lián)合建筑室內(nèi)外高差0.30m，場地和所區(qū)道路排水坡度不小于0.5%。為避免所內(nèi)道路高差太大影響美觀及檢修，采用增設(shè)雨水井解決道路坡度問題。2.所區(qū)土石方工程量結(jié)合北側(cè)邊坡開挖量、進(jìn)所道路填方量及場地內(nèi)兩個大池塘回填方量和建（構(gòu)）筑物、道路、電纜溝等基槽余土的工程量，考慮土方的最終壓實(shí)系數(shù)1.07。經(jīng)過多次試算，最終確定了場地標(biāo)高，得出所區(qū)場地填方量為71750m3，挖方量為61725 m3。綜合平衡后，需棄土4875m3，其中4500 m3為塘底淤泥棄土，場地土方達(dá)到就地平衡。3.所區(qū)排水系統(tǒng)確定變電所排水采用生活污水、雨水分流

12、制排水系統(tǒng)：雨水經(jīng)雨水口匯集后排入所區(qū)下水道，電纜溝積水距一定間隔接入下水道，直接排入所址東南角的排水溝。生活污水經(jīng)處理達(dá)到國家綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)后排入廢水回收池，經(jīng)廢水回用泵提升后供所區(qū)綠化用水。變壓器事故排油在事故油池內(nèi)進(jìn)行油水分離，油回收利用不外排。場地的排水采用每間隔 3040m左右設(shè)置雨水井，通過地下管網(wǎng)收集場地內(nèi)的雨水，垂直于排水方向的電纜溝沿長度方向每間隔 10m設(shè)置過水蓋板，并在被電纜溝分割的場地區(qū)域內(nèi)按要求設(shè)置雨水井，以保證場地內(nèi)的排水暢通。在設(shè)計中由于抬高了路面標(biāo)高，避免了場地雨水及泥土流入道路而污染路面。圍墻外設(shè)置排水溝。北側(cè)山體開挖采用生態(tài)綠化護(hù)坡方案，放坡值按地質(zhì)資料采用1：1.25。五、結(jié)語本工程的場地土方工程和豎向布置達(dá)到了令人滿意的效果。所內(nèi)場地集合自然地形，分三個區(qū)域階梯布置，通過反復(fù)計算論證，區(qū)域間高差選定為1.4米，場地土方量就地平衡，減少土方開挖5.38萬立方米，減少土方回填5.67萬立方米，節(jié)省了大量的工程投資。該工程獲得了中國電力規(guī)劃設(shè)計協(xié)會2009年度電力行業(yè)優(yōu)秀工程設(shè)計一等獎；國家電網(wǎng)2010年國家電網(wǎng)公司輸變電工程優(yōu)秀設(shè)計；中國電力建設(shè)企業(yè)協(xié)會2010年度中國電力優(yōu)質(zhì)工程獎。