引江濟淮工程菜子湖線長河段土料調運方案比選

吳 雷

(安徽省水利水電勘測設計院，安徽 合肥 230008)

菜子湖線總土石方開挖11955×104m3，土方填筑3310×104m3，土石方開挖總量雖較大，但可用于填筑的土料在空間上分布極不均衡。位于線路兩端的長河段、孔城河段、白石天河段堤防填筑量較大，但河渠開挖方中可用于筑堤的土料遠不能滿足堤防需土量，且因地處水網圩區，就近取土困難。位于中段的柯坦河、菜巢分水嶺、羅埠河段則相反，填筑需土量小、棄土量大。因此經濟、可行的土方調運方案對于菜子湖線的施工組織設計尤為關鍵。本文以初步設計的“C001長河段”土料調運的幾種方案為代表，進行分析比較。

1 土源選擇要求及可選料源

選擇的土源土質應符合對應填筑部位結構及功能要求；就近供應，方便運輸；在不影響拋泥區圍堰及對應段堤防穩定的前提下，就近從拋泥區內開采符合筑堤土質要求的土料。[2]

據此原則，C001長河段可選擇的土料源有3處：

(1)附近的土料場。土料場共有3處，分別位于樅陽縣雨壇鄉、義津鎮，距S104省道較近，對外交通較為便利。

(2)鄰近的C004柯坦河段。該段最近的可調運河段位于樁號54+091～64+574，如調運C001長河段短缺土料則可減少該段65.88×104m2棄土占地。

(3)拋泥區土料場。最近的拋泥區土料場為菜子湖湖區疏浚1#拋泥區，位于菜子湖右岸樅陽縣雨壇鄉大窯圩，但土料含水率偏高。

2 土料調運方案

土料調運方案如下：

(1)方案1。土料源為附近的土料場，運輸方式采用陸運運輸。該方案取土運距26km～33km，取土占地89.47×104m2。

(2)方案2。土料源為C004柯坦河段，運輸方式采用水運+陸路轉運。該方案跨菜子湖湖區部分采用水運，兩端采用陸運。湖區水運運距27km，北端柯坦河段至菜子湖陸運18km，南端菜子湖至長河段陸運4km。

(3)方案3。土料源為C004柯坦河段，運輸方式采用陸路運輸。該方案運輸線路經S228、S320省道陸運至填筑面，運距約58km。

(4)方案4。土料源為1#拋泥區，運輸方式采用陸路運輸。改方案取土運距為10km。

3 調運方案比較

3.1 調運方式比較

(1)方案1。全部采用陸上機械施工，土料開采后直接運至填筑面，無需運輸設備。

(2)方案2。兩端陸運、中間水運，同時需在菜子湖南北兩端設置臨時碼頭，陸上采用挖掘機配自卸汽車挖運，水上采用駁船運輸。

(3)方案3。全部采用陸上機械施工，河道開挖土料直接裝自卸汽車運輸至填筑面。

(4)方案4。開挖土料經翻曬后，采用陸上機械施工及調運，河道開挖土料直接裝自卸汽車運輸至填筑面，運輸設備無需轉換。

比較結論：方案1、方案3、方案4的調運方式較為簡單直接，可控性強；方案2中的水運方式受航道、水位等非人為因素限制，調運方式復雜。

3.2 調運施工時段比較

(1)方案1、方案4。調運施工時段除受堤防填筑施工進度、土料場(拋泥區)征用進度限制外，無其他特殊外圍條件制約。

(2)方案2。調運施工時段除受堤防填筑施工進度限制外，還受到菜子湖湖區水位、湖區地形航運條件、環保要求等制約。受環保要求制約，菜子湖湖區禁止在夜間和候鳥越冬期施工、候鳥越冬期停航。受水文、地形、通航條件制約，在航道斷面完全疏浚的條件下，可通航的時段為5～10月，在航道斷面部分疏浚的條件下，可通航的時段為7～9月。

(3)方案3。調運施工時段主要受堤防填筑施工進度和C004段河渠開挖施工限制，無其他特殊外圍條件制約。

比較結論：除方案2外，其他方案的施工時段無特殊要求，施工時段較長、可操作性強；方案2施工時段限制條件主要受水運時段控制，備料要臨時堆存，施工時段及可操作性比其他方案差。

3.3 設備進場條件比較

(1)方案1。全部為陸上施工機械，土料場位于S104省道附近，進場條件成熟，施工設備可隨時進場。

(2)方案2。陸上調運部分，進場條件較好；水路船舶進場除受菜子湖湖區、長河水位限制外，還受到船型、樅陽引江樞紐、菜子湖湖區疏浚施工進度限制。

(3)方案3。全部為陸上施工機械，調運起點為S228省道新河大橋附近，調運終點為S320長河大橋附近，進場條件較好。

(4)方案4。全部為陸上施工機械，除利用Y017鄉道及S228省道外，還需修筑3km的拋泥區連接道路。

比較結論為方案1、方案3、方案4的進場條件成熟、可響應堤防施工進度隨時進場，方案2水運設備進場條件制約因素較多，且時間較晚。

3.4 轉運條件比較

(1)方案1。土料為直接利用，土料場開采后直接運輸至填筑面，不需二次倒運。

(2)方案2。因土料調運時段與供料區、受料區施工時段沖突，調運土料不能直接利用。由調運施工時段分析可知，土料可運輸時段為7～9月的汛期，而供料區、受料區的施工時段均在枯水期，不具備直接利用的條件。因此每輪調運過程土料需進行約3次的轉運，全程至少需2輪調運。如圖1所示。

圖1 轉運示意圖

(3)方案3。土料可以直接利用，從河渠開挖后直接運輸至填筑，但考慮運輸距離較遠，考慮運輸安全，在填筑面附近設小型臨時堆存場，二次倒運量小。

(4)方案4?？紤]到湖區圩區土料含水率較大，土料經在拋泥區內翻曬后直接運輸至填筑面。

比較結論為方案1、方案3、方案4以直接利用為主，減少了轉運過程中土料損耗，也更經濟、環保。

3.5 施工進度控制比較

C001長河段、C004柯坦河段主要施工均安排在當年11月～次年5月的枯水期。

(1)方案1、方案3、方案4。需調運土段為非關鍵線路，可靈活安排，且不占用菜子湖線路的直線工期。

(2)方案2：受水運進場、通航條件限制，安排上可調整余度小，如遇其他非可預見因素干擾，將影響菜子湖輸水線路貫通時間。

比較結論為方案1、方案3、方案4的施工進度控制性強，可靈活安排，可施工期較方案2多出1～2個枯水期，可降低施工強度，確保施工的安全和質量。

3.6 安全生產及施工管理控制比較

(1)方案1與方案4。該段為獨立標段，施工內容主要為陸上土方作業，屬于常規作業內容，施工安全生產、施工管理的可控性強。

(2)方案2。除常規的陸上土方作業外，還需土料水路運輸、碼頭轉運等水上作業，且可通航期中7～9月的臺風雨頻繁的汛期，安全生產的風險增大。同時由于水路土方調運，還需跨標段協調管理C002標段、C004標段的施工進度，施工管理可控性降低，難度加大。

(3)方案3。需協調C001、C004兩標段施工，施工內容均為陸上土方作業，屬于常規作業內容，施工安全生產、施工管理的可控性強。

比較結論為安全生產和施工管理方面，方案1和方案4最好，方案3次之，方案2最差。

3.7 運輸強度比較

(1)方案1。月平均運輸強度為14.23×104m3，日平均強度約為0.57×104m3。

(2)方案2。月平均運輸強度為33.22×104m3，日平均強度約為1.33×104m3?？紤]到水運速度較慢、土料裝船、卸船影響、臨時堆土區轉運等影響，實際運輸強度較計算值偏大。

(3)方案3。月平均運輸強度為12.46×104m3，日平均強度約為0.50×104m3。

(4)方案4。月平均運輸強度為14.23×104m3，日平均強度約為0.57×104m3。

比較結論為方案1、方案3、方案4的運輸強度均衡且較方案2低，土料裝卸效率高，并較方案2更易于操作。

3.8 投資比較

(1)方案1。主要為土料開采運輸、部分土料翻曬、臨時連接道路、道路損毀修復、取土場征地及復墾費用等，合計19305萬元。

(2)方案2。主要為土料開采運輸、土料轉運、土料翻曬、臨時碼頭、碼頭及臨時堆土區征地復墾費用、C004段節約棄渣場征地及復墾費用等，合計20723萬元。

(3)方案3。主要為土料開采運輸、部分土料翻曬、臨時道路、道路損毀修復、臨時堆土區征地復墾費用、C004段節約棄渣場征地及復墾費用等，合計16323萬元。

(4)方案4。主要為土料開采運輸、土料翻曬、臨時道路、覆蓋層清除等，合計9489萬元。

比較結論：工程部分投資依次為方案2>方案3>方案1>方案4，移民部分投資依次為方案1>方案2>方案3>方案4，總投資上方案4投資最省。

3.9 施工用地及社會穩定性因素比較

(1)方案1。臨時用地為取土場占地，占地1342畝。影響社會穩定的主要因素為土料場征用及長距離土方運輸對社會交通影響。

(2)方案2。臨時用地為碼頭附近的臨時堆土占地和碼頭臨時占地，合計占地543.24 hm2，同時減少棄渣場占地988.2 hm2；影響社會穩定的主要因素為臨時堆土區的土地征用。

(3)方案3。臨時用地為填筑區附近臨時堆土占地，占地543.24 hm2，同時減少棄渣場占地988.2 hm2；影響社會穩定的主要因素為長距離、大方量的土方調運對社會交通的影響。

(4)方案4。因從拋泥區內取土，無需另行征地；拋泥區內無房屋，無移民。影響社會穩定的主要運輸為土方運輸對社會交通影響。

比較結論為方案1施工占地較大且由此派生出的土地征用、移民安置工作相對復雜；方案2、方案3不涉及移民，對社會穩定性因素影響相對有限，方案4屬于置換取土，并有利于復墾。因此就施工用地及社會穩定方面，方案2、3要優于方案1，方案4最優。

4 結束語

通過對上述4種調運方案比較可知，對于圩區筑堤土料短缺的河段，在滿足土源要求的前提下，宜優先考慮就近從拋(排)泥區內置換取土，其次考慮就近直接利用鄰近河段開挖的富余土料，最后才選用從土料場征地取土。

直接利用鄰近河段開挖料的調運方式，其投資受供料區及受料區的施工進度、運輸條件以及油價等因素的影響，各段可能存有差異性，需具體在招標及施工圖階段具體分析比較后確定。