三段管道建安二标土方平衡方案剖析

某某某供水工程（三段）管道建安工程二标管线段土方平衡方案合同编号：LXBQH-TJ-008-Z0328 中国水利水电第行行行工程局有限公司 某某某供水工程（三段）管道建安工程二标项目部2014年7月主题 ：管线段土方平衡方案 批准： 审核： 编制：管线段土方平衡方案1 工程概况1.1 工程简介某某某供水工程（三段）管道建安工程二标位于铁岭市清河区和开原市境内，主管道为3根DN3600的PCCP管或钢管，桩号C019+659C055+118，线路全长为20.494km，PCCP管段线路长19.947km，钢管段线路长0.547km。线路共分四段，其中桩号C019+659C029+998，线路长为10.339km；桩号C039+593C044+698，线路长为5.105km；桩号C048+367C052+248，线路长为3.881km：桩号C053+949C055+118，线路长为1.169km。养马大屯溢流管道桩号0+0001+019.977，安装线路长1019.977m（单线管道）。1.2 工程地质根据地貌单元、管道地基持力层岩性、开挖边坡岩性、地下水埋深等情况，对沿线工程地质条件分区描述：1区：桩号C19+658.58C19+997，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m；上部局部为第层粉质粘土，黄褐色，湿，可塑状态，层底埋深0.51.7m；下部为第层圆砾，黄色，密实状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，揭露最大厚度15m；底部为似斑状花岗岩，呈全风化。2区：桩号C19+997C20+082，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m；上部为第层粉质粘土，黄褐色，湿，可塑状态，层底埋深1.7m；下部为第层圆砾，黄色，密实状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径lOcm，底板埋深5.5m；底部为大理岩，呈全风化。3区：桩号C20+082C20+895，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m，揭露于KCS47，0-1层，素填土，主要有粉质粘土、粉土组成，层底埋深1.7m，揭露于钻孔KCS406；上部为第层粉质粘土，黄褐色，湿，可塑状态，层底埋深1.73.9m；底部为第层圆砾，黄色，很密状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，钻孔未穿透此层，揭露最大厚度6.3m。4区：桩号C20+895C21+244，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m；上部为第层粉质粘土，黄褐色，湿，可塑状态，层底埋深2.3m；下部为第层圆砾，黄色，很密状态，磨圆度一般，一般粒径2-20mm，最大粒径7.5cm，层底埋深5.0m；底部为大理岩，呈全风化。5区：桩号C21+244C22+910，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.50.6m；上部为第层粉质粘土，黄褐色，湿，可塑状态，层底埋深2.43.2m；下部为第层圆砾，黄色，中密状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，层底埋深6.58.0m；底部为闪长岩，呈全风化。6区：桩号C22+910C24+040，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m，02层杂填土，揭露于钻孔KCS398，层底埋深2.2m；上部为第层粉质粘土，黄褐色，湿，可塑状态，揭露于钻孔KCS398，埋深5.3m；下部为第层圆砾，黄色，中密状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径12cm，层底埋深6.27.5m；底部为闪长岩，呈全风化。7区：桩号C24+040C25+625，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m；上部为第层粉质粘土，黄褐色，湿，可塑状态，揭露于钻孔KCS394、KCS396KCS397，层底埋深1.92.2m；下部为第层圆砾，黄色，密实状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，钻孔未穿透此层，揭露最大厚度6.5m；底部为闪长岩，呈全风化，仅钻孔KCS397有揭露。8区：桩号C25+625C28+505，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m，01素填土，埋深0.8m，揭露于钻孔KCS392：上部为第层粉质粘土，黄褐色，潮湿-饱和，可塑状态，层底埋深1.12.8m；下部为第层圆砾，黄色，密实状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，层底埋深3.76.5m：底部为似斑状花岗岩、闪长岩、变粒岩，呈全风化。9区：桩号C28+505C29+056，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.5m；中部为第-2层残积土，主要由粘性土夹碎石组成，黄褐色，密实状态层底埋深3.59.7m；层底为变粒岩，呈全风化。10区：桩号C29+056C29+682，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.40.5m；上部为第层中粗砂，黄褐色，中密状态，主要颗粒为石英、长石组成，层底埋揭露于钻孔KCS387，深3.1m：下部为第层圆砾，黄色，很密状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，揭露最大厚度3.9m，底部为全风化强风化大理岩。 穿越碾盘河，桩号C29+682C29+802。11区：桩号C29+802C29+998，顶部为0层耕植土、素填土，杂色，主要由粉质粘土、粉土等组成，埋深0.40.7m；上部为层中粗砂，黄褐色，中密状态，主要颗粒为石英、长石组成，层底埋深1.2-4.6m，揭露于钻孔GX29、S105-4；下部为第层圆砾，黄色，很密状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，层底埋深6.38.9m；底部为大理岩，呈全风化。12区：桩号C39+593.255C40+167，C40+210C41+440，顶部为0层耕植土，杂色，层底埋深0.31.1m；中部为第-2层残积土，黄褐色，硬塑状态，层底埋深约1.97.5m左右；底部为片岩，呈全风化。穿越开草线(1)，桩号：C40+167C40+210。13区：桩号41+44041+712，41+81542+278，顶部为0层耕植土，杂色，层底埋深0.81.2m；中部为第层圆砾，黄色，密实状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，层底埋深3.24.5m；底部为片岩，呈全风化。穿越苔碧河，桩号C41+712C41+815。14区：桩号C42+278C44+698，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.60.9m；中部为第-2层残积土，由粘性土、碎石等组成，黄褐色，密实状态，层底埋深约1.25.2m；底部为片岩，呈全风化。15区：桩号C48+367.36C48+580，主要岩性顶部为第0层耕植土，层底埋深0.4m；上部为层粉质粘土、层圆砾、-2层残积土，最大厚度6.3m；下部为片岩，呈全风化。16区：桩号C48+580C50+142，顶部为0层耕植土，杂色，层底埋深0.50.7m，在KCS332钻孔有3.9m的素填土揭露，主要有粉土、粉质粘土、粉细砂组成；中部为第-2层残积土，主要由粘性土、碎石等组成，黄褐色，密实状态，层底埋深约3.86.3m；下部为片岩，呈全风化。17区：桩号C50+142C50+830，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.50.7m；中部为第层粉质粘土，黄褐色，潮湿，可塑状态，层底埋深1.22.0m，分布钻孔KCS329、KCS330；底部为第层圆砾，黄色，密实状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm，钻孔未穿透此层，揭露最大厚度5.9m。18区：桩号C50+830C51+066，顶部为0层耕植土，杂色；底部为第层圆砾，黄褐色，中密状态，磨圆度一般，一般粒径220mm，最大粒径10cm。19区：桩号C51+066C51+635，C51+662C52+248，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.50.7m，在钻孔KCS324有0.5m的素填土；底部为片岩，呈全风化。穿越开草线(3)，桩号C51+635C51+662。20区：桩号C53+949C54+551，顶部为0层耕植土，杂色，埋深0.3m左右；中部第-2层残积土，黄褐色，硬塑状态，层底埋深约1.92.3m；下部为片岩，呈全风化。21区：桩号C54+551C54+782，第-2层残积土，主要由粘性土、碎石等组成，黄褐色，中密状态，层底埋深约1.9m，揭露钻孔KCBl；底部为紫红色页岩，呈全风化。22区：桩号C54+782C54+861，顶部为0层耕植土，杂色，层底埋深0.3m左右；中部第层粉质粘土，黄褐色，饱和，可塑状态，厚度6.8m；底部为紫红色页岩，呈全风化。23区：桩号C54+861C55+118.49，顶部为0层耕植土，杂色，层底埋深0.6m左右：中部第层粉质粘土，黄褐色，饱和，可塑状态，揭露最大厚度7.4m；底部为紫红色页岩，呈全风化。2 主要合同工程量根据招标文件工程量清单，我标段合同主要土石方工程量有：土方开挖356.6万m，石方开挖15.09万m，土方回填281.23万m，弃料外运16.73万m。表2 工程量清单序号项目名称土方开挖（自然方）石方开挖土方回填（压实方）弃料外运备注1管线工程.0 .0 .0 .0 2管线冲沟防护1169.0 619.0 3碾盘河62561.0 31414.0 67814.0 4苔碧河10475.0 6354.0 12333.0 5砬崴子94035.0 0.0 71485.0 6穿越开草线12250.0 1720.0 7穿越开草线23036.0 2124.0 8穿越开草线33156.0 2363.0 9泄水构筑物4195.0 739.0 2133.0 10交通工程9432.0 41096.030195.0 11水土保持2597.0 269.0 1704.0 11合 计.0 .0 .0 .0 3 招投标土方平衡3.1 土方平衡情况根据招标文件工程量清单汇总计算，土方开挖356.6万m（自然方），石方开挖15.09万m，土方回填281.23万m（压实方），弃料外运16.73万m（松方）。不考虑渣场水土保持(土方开挖2597.0m，土方回填1704.0m），全部转换成自然方进行计算。土方开挖（自然方）：356.6-0.26=356.34万m土方回填（自然方）：（281.23-0.17 ）/0.85=330.659万m开挖多余土方(自然方)：356.34330.659=25.68万m根据招标工程量计算弃料外运应该为（松方）：25.681.3315.091.50=34.15522.635=56.79万m。土方平衡土石松实系数换算参照水利定额附录1进行计算，具体详见下表：表3.1 土方平衡土石松实换算系数 项 目自然方松 方实 方备 注土 方11.330.85石 方11.501.31砂 料11.070.94混合料11.190.883.2 渣场设置根据招标文件图纸第三分册耿王庄弃渣场占地图和耿王庄渣场典型剖面图，我标段招标期间在耿王庄设置了22405的弃渣场。根据地形图，渣场位于山坡地上，三面设置挡土墙，一面为与坡面衔接。最大填方高度为12m，根据地形图，平均填方高度约为8.0m，预计弃渣量约17.9万m。4 施工土方平衡4.1 土方平衡依据和原则1 已开挖完成C19+735C25+007、C28+624C29+644、C40+945C41+288、C41+463C43+374、C48+592.378C51+580段按照实际开挖和土石鉴定情况进行计算；2 未开挖完成段有C19+658C19+735段、C25+007.110C28+624.440、C29+644.434C29+998、C39+697C40+945、C41+288C41+463、C43+374C44+698、C48+367C48+504、C51+580C52+142、C53+998C55+118段按照原地面联合测量数据、招标地质剖面图及设计建议边坡进行估算。其中C29+644C29+654段石方按照2m厚估算、C29+654C29+796段石方按照4m厚进行估算、C29+796C29+840段石方按照3m厚进行估算、C29+840C29+880段石方按照1m厚进行估算、C40+631C40+680段石方按照2m厚进行估算、C40+680C40+820段石方按照5.2m 厚进行估算、C44+238C44+463段石方按照1.5m厚进行估算、C48+367C48+463段石方按照5m厚进行估算、C48+463C48+504段石方按照3.5m厚进行估算、C51+600C51+680段石方按照1m厚进行估算、C51+722C51+727段石方按照2m厚进行估算、C54+340C54+360段石方按照1.5m厚进行估算、C54+380C54+537段石方按照5m厚进行估算、C54+559C54+580段石方按照0.5m厚进行估算、C54+640C54+680段石方按照2m厚进行估算。3 另外C39+593C39+697段、C48+504C48+592段、C52+142C52+248、C53+949C53+998段等没有原地貌测量数据，没有在此次平衡中计算。4 原交通工程中，路基填筑的4.10万m土方和3.02万m的砂砾碎石基层全部采用开挖料进行回填。进场后，根据业主要求，全部采用外运石渣修筑，修筑宽度为7.0m（永久征地宽度），设计路面宽度4.5m（包括两侧路肩），管线施工完成后，多余路基全部挖除作为弃渣，因此弃渣增加。5 我标段从C19+659C55+118段线路全长35.459，属于我标段的只有20.494km，中间被三段隧道切割成四段。标段土方平衡时，采用分段分区平衡。6 由于我标段施工区域占地所在的地方政府不同意在占地范围内进行土料平摊。4.2 分区土方平衡计算4.2.1 八棵树C19+659C29+998段土方平衡计算1 管线开挖回填平衡计算土方开挖：172.99万m（自然方）；石方开挖：12.54万m（自然方）；土方回填：138.86万m（压实方），按0.85松方系数计算，土方回填需要自然方163.36万m。管线挖填弃料外运主要包括多余的土方和石方弃渣：土方弃渣：自然方，172.99163.36=9.63万m，松方，9.631.33=12.81万m；石方弃渣：松方，12.541.50=18.81万m。2 临时道路弃渣八棵树C19+659C29+998段总共有三段巡检路，全长9489m，即：3-6线，K0+000K6+108.989；3-7线，K0+000K3+105.390；3-8线，K0+000K0+274.489。其中K0+263K0+713(3-6)，K1+952+589K6+109(3-6)，K0+560K3+180(3-7)段为水田段，平均挤於厚度约60，高出原地面30，平均厚度约90；其他段为旱地，施工时按照50厚石渣进行铺筑的，土方平衡时，按照设计图纸中30石渣计算。计算断面如下：图4.2.1-1 非水田段道路图4.2.1-2 水田段道路水田段路基清理每延米为1.35m，总共需要清理石渣：72271.359756m（压实方）非水田段路基清理每延米为0.75m，总共需要清理石渣：（94897227）0.751696m（压实方）总弃渣量为：（0.9760.170）/1.311.50=1.31万m（松方）3 C19+659C29+998段土方平衡总述根据土方平衡计算，C19+659C29+998段多余土方12.81万m（松方），多余石方20.12万m（松方），总弃渣量为32.93万m（松方）。4.2.2 佟家屯C39+593C44+698段土方平衡计算1 管线开挖回填平衡计算土方开挖：72.48万m（自然方）；石方开挖：14.67万m（自然方）；土方回填：64.58万m（压实方），按0.85松方系数计算，土方回填需要自然方75.97万m。管线挖填弃料外运主要包括多余的土方和石方弃渣：土方弃渣：自然方，72.4875.97=3.49万m，即土方回填缺料3.49万m（自然方），该段管线主要在山坡地范围，部分覆土厚度较大，为了确保土石平衡，尽量不外购土料，采用部分采用管顶50以上回填风化石渣料。需要回填石渣料工程量：3.490.85=2.97万m（压实方），需要石渣：2.971.311.50=3.40万m（松方）。石方弃渣：松方，14.671.503.40=22.00-3.40=18.60万m。2 临时道路弃渣佟家屯C39+593C44+698段总共有两段巡检路，全长4995m，即：3-9线，K0+000K1+900.473；3-10线，K0+000K3+094.278；全部为旱地，施工时按照50厚石渣进行铺筑的，土方平衡时，按照设计图纸中30石渣计算。计算断面如下：图4.2.2 非水田段道路非水田段路基清理每延米为0.75m，总共需要清理石渣：49950.753746m（压实方）总弃渣量为：0.375/1.311.50=0.43万m（松方）3 C39+593C44+698段土方平衡总述根据土方平衡计算，C39+593C44+698段回填土方不足，部分管顶50以上采用石渣回填，石渣回填量为3.40万m（松方），其余石方全部弃除，其中管线石方弃料18.60万m（松方），路基石方弃料0.43万m（松方），总弃渣量为19.03万m（松方）。另外，根据地质报告及现场实际开挖揭露情况，本段范围开挖的土方中，部分为全风化岩，该部分全风化岩全部用于管道沟槽回填施工。4.2.3 养马大C48+367C52+248段土方平衡计算1 管线开挖回填平衡计算土方开挖：52.90万m（自然方）；石方开挖：18.83万m（自然方）；土方回填：55.10万m（压实方），按0.85松方系数计算，土方回填需要自然方64.81万m。管线挖填弃料外运主要包括多余的土方和石方弃渣：土方弃渣：自然方，52.9064.81=11.91万m，即土方回填缺料11.91万m（自然方），该段管线主要在山坡地范围，部分覆土厚度较大，为了确保土石平衡，尽量不外购土料，采用部分采用管顶50以上回填风化石渣料。需要回填石渣料工程量：11.910.85=10.12万m（压实方），需要石渣：10.121.311.50=11.59万m（松方）。石方弃渣：松方，18.831.5011.59=28.24-11.59=16.65万m。2 临时道路弃渣养马大C48+367C52+248段总共有两段巡检路，全长3670m，即：3-12线，K0+000K2+062.121；3-13线，K0+000K1+607.903；全部为旱地，施工时按照50厚石渣进行铺筑的，土方平衡时，按照设计图纸中30石渣计算。计算断面如下：图4.2.3 非水田段道路非水田段路基清理每延米为0.75m，总共需要清理石渣：36700.752752m（压实方）总弃渣量为：0.275/1.311.50=0.31万m（松方）3 C48+367C52+248段土方平衡总述根据土方平衡计算，C48+367C52+248段回填土方不足，部分管顶50以上采用石渣回填，石渣回填量为11.82万m（松方），其余石方全部弃除，其中管线石方弃料16.65万m（松方），路基石方弃料0.31万m（松方），总弃渣量为16.96万m（松方）。另外，根据地质报告及现场实际开挖揭露情况，本段范围开挖的土方中，部分为全风化岩，该部分全风化岩全部用于管道沟槽回填施工。4.2.4 富饶村C53+949C55+118段土方平衡计算1 管线开挖回填平衡计算土方开挖：22.10万m（自然方）；石方开挖：1.83万m（自然方）；土方回填：18.88万m（压实方），按0.85松方系数计算，土方回填需要自然方22.21万m。管线挖填弃料外运主要包括多余的土方和石方弃渣：土方弃渣：自然方，22.1022.21=0.11万m，即土方回填缺料0.11万m（自然方），该段管线主要在山坡地范围，部分覆土厚度较大，为了确保土石平衡，尽量不外购土料，采用部分采用管顶50以上回填风化石渣料。需要回填石渣料工程量：0.110.85=0.09万m（压实方），需要石渣：0.091.311.50=0.10万m（松方）。石方弃渣：松方，1.831.500.10=2.74-0.10=2.64万m。2 临时道路弃渣富饶村C53+949C55+118段总共有一段巡检路，全长1203m，即：3-14线，K0+000K1+203.515，为旱地，施工时按照50厚石渣进行铺筑的，土方平衡时，按照设计图纸中30石渣计算。计算断面如下：图4.2.4 非水田段道路非水田段路基清理每延米为0.75m，总共需要清理石渣：12030.75902m（压实方）总弃渣量为：0.09/1.311.50=0.10万m（松方）3 C53+949C55+118段土方平衡总述根据土方平衡计算，C53+949C55+118段回填土方不足，部分管顶50以上采用石渣回填，石渣回填量为0.10万m（松方），其余石方全部弃除，其中管线石方弃料2.64万m（松方），路基石方弃料0.10万m（松方），总弃渣量为2.74万m（松方）。另外，根据地质报告及现场实际开挖揭露情况，本段范围开挖的土方中，部分为全风化岩，该部分全风化岩全部用于管道沟槽回填施工。4.3 渣场布置4.3.1 弃渣情况分布根据以上土方平衡计算，本标段弃渣分布情况详见表4.3.1：13表4.3.1 某某某供水工程三段二标土方平衡计算成果表 单位：万m土方平衡段段长（）沟槽开挖（自然方）沟槽回填外弃土料（松方）备注土方石方压实方土方（自然方）石渣（松方）土方开挖石渣路基弃土总弃渣量八棵树C19+659C29+99810.34 172.99 12.54 138.86 163.36 0.00 12.81 18.81 1.31 32.93佟家屯C39+593C44+6985.10 72.48 14.67 64.58 72.48 3.40 0.00 18.60 0.43 19.03 养马大C48+367C52+2483.88 52.90 18.83 55.10 52.90 11.590.00 16.650.31 16.96 富饶村C53+949C55+1181.17 22.10 1.83 18.88 22.10 0.10 0.00 2.64 0.10 2.74 合 计20.49 320.47 47.87 277.42 310.84 15.09 12.81 56.70 2.15 71.66 从计算成果表可以看出，八棵树段总弃渣量为32.93万m，佟家屯总弃渣量为19.03万m，养马大总弃渣量为16.96万m，富饶村总弃渣量为2.74万m，标段内总弃渣量为71.66万m。4.3.2 已经弃渣情况目前招标文件承诺提供的耿王庄弃渣场没有征迁，不能使用，根据招标文件技术条款第9.2.3.6款“承包人应按照监理人指定的弃渣场场地范围，制定合理的堆渣规划”，但截至目前，监理人未指定渣场。通过业主及地方政府沟通，利用弃渣对地方河道河堤进行加高防护，能堆弃部分渣土，具体已经弃渣情况如下：八棵树：1 渣场位置陈村，陈村村委，弃渣面积2.64苗，计划弃渣厚度50，可弃渣量0.088万m，尚未弃渣；2 场位置陈村，清河河道加固，弃渣面积12.589亩，计划平均弃渣厚度2.5m，可弃渣量2.1万m，尚未弃渣；3 渣场位置夏家村，清河河道加固，弃渣面积28.09亩，计划平均弃渣厚度4.0m，可弃渣量7.49万m，已经弃渣2.45万m，还能弃渣5.04 万m；4 渣场位置耿王庄村，碾盘河河道加固，弃渣面积4.8亩，计划平均弃渣厚度3.5m，可弃渣量1.12万m，已经弃渣0.8万m，还能弃渣0.32万m；佟家屯村：渣场位置佟家屯村苔碧河下游，苔碧河下游河堤加固，弃渣面积20.53亩，计划平均弃渣厚度4.5m，可弃渣量6.16万m，已经弃渣1.85万m，还能弃渣4.31万m；养马大村：渣场位置养马大村，行洪渠河堤加固，弃渣面积2.8亩，计划平均弃渣厚度2.5m，可弃渣量0.47万m，已经弃渣0.47万m，还能弃渣0万m；4.3.3 剩余渣料渣场需求情况剩余渣料渣场需求情况详见表4.3.3：表4.3.3 剩余渣料渣场需求情况 土方平衡段段长（）总弃渣量（万m）已弃渣量（万m）渣场需求情况备注弃渣量（万m）平均弃渣高度（m）弃渣场面积（亩）八棵树C19+659C29+99810.34 32.93 3.2529.688.00 55.62佟家屯C39+593C44+6985.10 19.031.8517.185.