南水北调中线总干渠渠道土石方调配平衡研究.pdf

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1、第4l卷第16期人民长江Vo1．41．No．162010年8月YangtzeRiverAug．．2010文章编号：1001—4179(2010)16—0069一o3南水北调中线总干渠渠道土石方调配平衡研究张春燕，赵峰，朱学贤，陈卓(长江勘测规划设计研究院施工设计处，湖北武汉430010)摘要：南水北调中线总干渠渠道工程的土石方开挖、填筑工程量很大，土石方调配平衡问题处理得合理与否，对整个工程的占地、投资等方面有较大影响。为减少工程投资和施工占地，根据总干渠渠道工程的长跨度特点，提出相应的土石方调配平衡规划的设计原则，利用线性规划技术研究了总干渠土石方调配平衡问题，通过

2、建立数学模型并求解，得到合理、优化的土石方调配平衡结果，为南水北调中线总干渠渠道施工组织设计提供了可靠依据。关键词：总干渠；土石方调配原则；线性规划；南水北调中线一期工程中图法分类号：TV67文献标志码：A南水北调中线一期总干渠工程陶岔至鲁山段位于初步考虑对总干渠整个线路分段规划，分解调配河南省南阳市和平顶山境内，全长215．8km，穿越大平衡的范围，使调配的原则能在小范围内相对统一和小河流130多条，干渠上的交叉建筑物380多座，总挖简化，然后在分段规划的基础上逐段进行土石方调配方约1．64亿m，总填方约0．7亿m，土石方挖填工程平衡。这样分段调配优化，也更能便于后

3、期的分标施所占比重较大，料物调配是南水北调中线总干渠土石工及现场管理服务。因此，对总干渠调配平衡需考虑方施工的关键问题之一。分段、调土、取土和弃渣等方面的平衡原则。南水北调中线总干渠土石方开挖、填筑工程量很1．1分段原则大，土石方调配合理与否，对工程占地、投资等有较大施工分段尽量按照施工分标的原则考虑。南水北影响。土石方调配优化的主要目标是合理利用开挖利调总干渠沿线各段施工内容大致相同，主要包括土方用料，实现土石方的就近调配，不仅减少了物料的二次开挖、渠堤填筑、边坡及渠底防护等，因此，在施工分段转运所需费用，还能减少料源开采和弃渣占地所需的规划时，可不必像水电站项目那

4、样以工作内容、部位和征地费用，可以最大限度节省总投资。此外，还能减免进度为标准来划分施工标段，而是主要根据总干渠现因借方或弃方而挖损或压占农田对周围生态环境所造有条件、行政区域、河流分界，分成若干个施工分段进成的负面影响。行调配。这样划分单元既符合将来的施工分标，也能够与施工时当地相关部门管理的区域性相适应，有利1调配平衡原则于施工过程中管理协调工作的顺利进行。对于南水北调总干渠此类大跨度工程，由于线路在划分的单元中，再根据地形地质条件和设计的过长，施工场地多，沿线的施工条件(自然、社会)多挖填分布及相应工程量的不同，将分段单元再划分为变，渠道上还有众多跨河流的交叉建

5、筑物，使总干渠土若干个长度为100m至2km不等的小单元，并按照桩石方调配的边界条件过多，难以建立一个对于整个工号顺序排列。设计过程中，就以这类小单元为研究对程都适用的数学模型。因此，考虑将平衡目标分解成象，进行调配平衡规划(具体分段原则程序见图1)。多个小目标后分别进行规划设计。此外，在划分总干渠的研究对象时不宜考虑沿线收稿日期：2010—07—15作者简介：张春燕，女，工程师，主要从事水利水电工程施工设计工作。E—mail：zey7508@126．tom70人民长江跨越车流较大的公路、铁路，以免增加调运的复杂性。性土料改性后进行填筑。膨胀土区域土的调配优先于其他部

6、位的土方调配。1．3弃渣原则弃渣的主要原则是尽量少占农田。弃渣时需根据土方和石方两种不同的料质特性区别堆弃与调配。(1)土方开挖弃料，首先考虑就近在取土料场回填弃土，这样既减少了因弃土堆放而增加的占地费用以及对周围环境的影响，又有利于恢复取土所破坏的图1总干渠调配平衡分段划分单元示意耕地。(2)对于剩余土方渣料，应尽量结合施工区附近由于施工时间的限制，渠道中交叉建筑物先于总的地形、地貌条件，弃于附近的高岗间凹地、沟谷、荒干渠施工，且其土石方工程量相对于渠道而言小得多，丘、低洼等地集中堆放，填坑补洼，改造农田。故交叉建筑物的土石方调配问题单独分项考虑，不和(3)对石渣弃

7、料需弃至集中弃渣场，如与土方弃干渠的土方调配问题一起考虑。料混弃时，应考虑将石方料堆在底部，上覆土方。(4)弃土回填土料场时，为节约临时堆存占地，考1．2调、取土原则虑结合料场分区开采顺序，在料场开采范围内临时堆由于填筑土料的单价是整个工程投资的关键所存，堆高不超过5m。在，近距离调运和利用土方直接上堤利用，是减少填筑(5)根据地形条件，土方弃料堆高尽量不超过土方单价的最有效措施。具体调配原则及过程见图3m，弃土后可复垦还耕，列为临时征地；如因地形地2。(图中字母表示土方量)。势、弃渣容量和堆弃石渣等情况的限制，可增加堆高至8131，列为永久征地。2