张小利

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概况

为了实现河流“水量丰起来、水质好起来、风光美起来”，山西省委、省政府提出实施以汾河为重点的“七河”生态保护与修复工程。文峪河是汾河流域内河道最长、流域面积最大、径流量最多的一条支流，全长158.6 km，流域面积4 112.4 km2。文峪河在文水县境内长25.2 km，从文峪河水库下游至文水县城长约9.2 km，河道宽40～200 m，河道纵坡0.3～1.3‰，堤高4～8 m。现状堤防参差不齐、河道宽窄不一，大部分河道内无明显堤防或堤防界限不明显，部分堤防被破坏；河床淤积严重，影响防洪；两岸道路不畅通严重影响防洪抢险；多年来，由于沿河村民在河道内滥开采沙场，乱挖乱填，致使河道内主河槽狭窄壅堵、行洪不畅；河道内沙坑遍地，浅则6～7 m，深则大于20 m，整个河道破烂不堪，满目疮痍，存在防洪安全隐患；河道两岸垃圾堆积严重，污水横流，严重影响了周边的环境。

文峪河河道治理段长9.2 km，按50 年一遇标准对河道进行疏通，修筑两侧堤防，完成河道蓄水工程，新建抢险景观道路、人行步道，对堤防两岸进行景观绿化美化，以提高河道行洪能力，改善当地小气候，打造文峪河生态景观长廊。

文峪河生态修复工程土方开挖总量249.8 万m3，土方回填总量207.4 万m3，其中沙坑回填104 万m3。文峪河河道整治土方工程量大，土方工程造价占整个工程的30%，经测算，土方工程计划利润率占整体工程计划利润率的65%。因此，合理的土方施工方案是本工程实现预期利润的决定性因素，其中土方平衡调配最为关键。土方施工包括前期的原地面测量及工程量计算，土方平衡调配，施工导流及施工道路布设，以及土方开挖与回填施工。

2 施工测量

在工程开工前，先对河道现场地面进行测量。原地面测量仪器采用2 台GPS，测量人员由甲方、监理、施工三方组成，每40 m 一个断面，分主槽左右岸同时进行测量。原地面测量选择在河道仅有多年基流时段进行，沙坑水下部分采用坐船吊绳测量。整个测量过程及精度要求均应符合《水利水电工程施工测量规范》的有关规定及标准。测量完成后，依据测量资料与设计图纸，计算出各段土方开挖与回填工程量，同时按规定向监理工程师提交相应的测量放线成果资料。在开挖施工过程中，对每一部分的土方开挖边线进行精确的测放，并作标记，测量技术人员适时进行测量复核，以准确地控制各部位的开挖边线、开挖边坡及开挖高程，尤其是接近设计高程时，更要进行精确的测量，严格控制开挖尺寸，尽量避免出现超欠挖现象。

3 土方平衡调配

3.1 土方平衡调配原则

根据工程具体特点，结合以往施工经验，土方平衡调配遵循以下原则：一是就近费用最低原则，挖方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输费用最小。二是挖方和填方基本达到平衡，减少重复倒运。三是好土应用在回填密实度要求较高的地区，以避免出现质量问题。四是分区调配应与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡。五是选择恰当的调配方向、运输路线、施工顺序，避免土方运输过程中出现对流和乱流现象，同时便于机具调配、机械化施工。

3.2 土方平衡调配

由于河道常年径流不断，左右岸不能直接通行，现场以40 m 分段测量，按设计断面分别计算出左右岸开挖与回填工程量，按500 m 一个区段进行分段统计。依据施工经验和有关资料，自然方与压实方按0.85 折算系数考虑。在回填量比较集中的沙坑部位以及跨河大桥处设置施工过河管涵桥，以满足施工机械运输需求。土方平衡调配遵循就近原则，以挖、填、弃、借各个环节相互结合进行总体土方平衡规划。首先，开挖各部位土方时，尽量采用挖填结合，将开挖料按不同标准用于不同的部位，满足各自区段内左岸（或右岸）土方的回填要求；其次，满足各自区段左岸（或右岸）回填工程量要求后，将多余土方依据过河管涵桥位置进行左右岸二次调配，依照就近原则，满足各自500 m 区段内左右岸土方回填的工程量要求；满足左右岸土方回填工程量后，剩余的土方依据就近原则进行500 m 区段土方调配，先满足相邻500 m 区段土方回填，剩余土方再运往就近的其它区段，最后将平衡调配后剩余土方运至弃土场。土方平衡见表1。

通过土方平衡调配可以得出：已治理段清淤量3 万m3，未参与调配，调配后剩余28 137m3需要用作其他部位或外弃；土方开挖最大运距4.5 km，运输量67 963 m3。通过土方平衡调配，汇总土方开挖不同运距的工程量，得出土方开挖平衡调配运输量与运距，见表2。

表1 总体土方平衡调配表 单位：方量/m3

3.3 土方平衡调配动态控制

在具体施工中，土方平衡调配理论计算与实际存在较大差异，现场分析主要因素有三种情况，一是自然方与压实方折算系数是按0.85 考虑的，整个治理段9.2 km 河道从勘察和出露的地质情况看：上游2.2 km分布以卵石、砂砾料为主，中游分布以砂砾料、砂层为主，下游2 km 以淤积的粉土、粉砂为主，各种开挖料的虚实折算系数不同；二是较深的沙坑回填采用水中倒土法施工，依靠水下自然沉降达到密室，堤防填筑采用碾压式施工方法，两种施工方法压实度要求与压实系数也不一致；三是为节省工程造价，部分卵石、砂砾料、粉土等有用的材料经过简单筛选会重复用到工程上，局部区段调配量会有变化。施工中，技术人员在现场跟踪测量，统计各部位已完成和剩余工程量，对土方平衡进行动态控制，及时调整土方平衡调配方案。

表2 土方开挖平衡调配运输量与运距表单位：运距/m 方量/m3

4 施工导流及施工道路与便桥布置

4.1 施工导流

0+000—2+200 上游区段，河道较窄，河堤内没有经过私挖乱采。该段河道不需要专门导流，先将主河槽设计的溪流槽挖机开挖成形。

2+200—6+900 中游区段，河道较宽，河道私挖乱采严重，沿河堤左右沙坑遍布，河道主流左右摆动，河流与部分沙坑联通。与河流联通的沙坑，先进行挡水导流，然后回填沙坑。沙坑全部填平后，按设计主河槽位置，开挖导流槽，捋顺河道，最后进行后期工作。导流槽深度宽度与溪流槽一致，导流槽开挖料就近堆放，作为纵向围堰，最后拆除围堰，回填导流槽。

6+900 至设计终点，河道两岸堆放较多矿渣与垃圾，河道较窄，河道内有树木、耕地。施工时先挖机挖深河槽，大致捋顺河道。

4.2 河槽内左右两侧土方运输道路

在河滩上主槽左、右两侧各布置一条土方运输道路，利用现有台地挖机修整成形，局部地段结合导流与河道梳理，用挖机开挖回填而成，上部填筑砂砾料，满足重车通行。路面高度比治理后设计河床高出1 m，该道路顶宽8 m，两侧填筑坡比1∶1。在跨河大桥下穿行时，大桥上下游侧设置门字形限高防撞栏杆。

4.3 连通左右岸跨河管涵桥

河道常年径流不断，左右岸不能直接通行，主河槽左右两侧存在土方来回调运，依据土方平衡调配方案，在回填量比较集中的沙坑部位以及跨河大桥处设置跨河临时便桥。沿线计划修建临时跨河便桥9 座，便桥采用管涵桥，埋设DN1000 混凝土涵管10 排，每排3 根，长6m，管基挖机开挖整平，铺设或换填0.5 m厚砂砾料垫层，管顶采用砂砾料填筑，路宽4 m，两侧填筑坡比1∶1，填筑厚度1.0 m。

4.4 下河槽进出场道路

方便进出场，沿线共修建10 条上下大堤临时施工道路，该临时施工道路主要作为车辆机械设备与材料进出的主要施工通道，道路顶宽6 m，两侧填筑坡比1∶1，纵向坡降为10%，路基采用砂砾料填筑。

5 土方工程施工

土方工程施工选择在非汛期河水较小或者在汛期没有洪水时段进行，在北方地区，洪水集中，历时短，在防洪度汛措施落实到位后可以进行土方工程施工。

5.1 土方开挖施工

土方开挖包括河道疏浚与滩地整治，开挖与回填同步进行。开挖主要以反铲挖掘机开挖装，自卸汽车运输为主。运距在100 m 内的滩地整治采用推土机配合装载机进行推运。淤泥采用长臂挖机先甩至岸边，控干后再装车外运。挖机自上而下分层开挖，每层厚度不超过4 m。除生活垃圾外开挖料全部用于回填，按照土方平衡调配方案运至预定位置。

5.2 土方回填施工

土方回填部位主要包括沙坑、二级绿化平台、部分堤防加高培厚及坡面种植土回填。

由于河道内多年的私挖乱采，形成了十多个大小不一的沙坑，单个沙坑填筑量最大达到33 万m3，深度达20 余m。沙坑回填采取靠边直接倒土，装载机进占推进挤水方式，沙坑回填预留0.5～1 m 的沉降量，自然沉实一定时间，沉降基本稳定后用推土机整平。

河道两侧二级平台土方回填自卸汽车卸料后，采用推土机进行摊铺整平。

堤防加高培厚严格按照堤防填筑规范，根据现场碾压试验成果分层摊铺碾压。

坡面30 cm 厚的种植土外购，自卸汽车运至现场，挖掘机配合人工进行摊铺。

5.3 土方工程施工机械设备配置

按照工程进度安排，通过土方开挖及回填施工强度计算，现场配置的机械设备有：1～2 m3挖掘机8 台，20 t 自卸汽车30 辆，TY160 推土机4 台，3 m3装载机6 台，25 t 振动碾2 台，5～10 t 洒水车2 辆。

6 结论

土方工程是文峪河生态修复河道综合治理工程的关键项目，土方的平衡调配意义重大。本文依据土方合理平衡调配方案，使主要施工管理人员总体施工思路明确；根据进度要求，投入最佳机械设备，有条不紊地进行施工组织调度；可以有效合理地布置施工交通道路，以及确定道路标准和道路的维修使用情况；在施工过程中，土方的平衡调配适时进行动态调整，完成土方工程施工任务，最终达到降低施工成本，实现利润最大化的目的。

河道治理与生态修复工程土方工程施工项目简单，施工难度较小，但一般情况下河道比较长，工程量较大，进行土方平衡调配，选用合理的施工方案是非常必要的，文峪河生态修复土方工程施工理念和施工方法值得类似工程采纳借鉴。