公路工程中的土石方调配与计算

公路工程中的土石方计算与调配 摘要：本文作者对水南公路第九合同段27.5km的路段及南宁市江南堤路园项目市政工程(亭江泵站~中兴大桥段) 路基及排水工程№4标的竣工结算时进行的土石方调配和阿尔及利亚东西向公路的投标土石方计算及调配进行比较分析和总结。

关键词: 土石方调配；填挖平衡；压实系数；土石方暂置； 计价土石方

一、概 述

路基土石方工程是修筑公路的主要工程项目之一。土石方工程数量是比选路线设计方案的主要技术经济指标之一。土石方的数量及其调配，关系着取土或弃土的地点和公路用地范围，同时还影响修建公路的工程造价、所需的劳动力、机具设备和施工限期。对公路工程造价、自然景观以及环境保护的协调都有重大的意义。

二、调配计算原理

土石方计算与调配的主要任务是，计算每公里路段的土石方数量，确定公路总土石方数量，提出挖方的利用和填方的来源及运距，为编制工程概 (预)算、选定合适的施工方法和施工机具、安排施工进度、进行施工质量检查、财务结算和支付工资等提供依据。

1、填挖面积的计算

路基土石方数量是将填方数量和挖方数量分别计算的，这样横断面面积计算时，填方面积和挖方面积就应分别计算。 填挖面积即横断面图中原地面线与路基各组成部分所包围的面积。

2、土石方数量的计算

两桩号断面间的体积即两桩号间的土石方工程数量。计算时应将填方体积、挖方体积分别进行计算。一般每页“路基土石方数量计算表”应作本页小计，每公里应作本公里小计，以便复核和

统计。计算路基土石方数量时，还应扣除大、中桥及隧道所占路线长度的体积，小桥涵所占体积一般可不扣除。

三、土石方调配原则

1、在半填半挖的断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，多余的土石方再作纵向调配，以减少总的运量。

2、土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越运输，同时调查沿线大、中桥及隧道能否跨越调运，应注意到施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土。

3、为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。

4、土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方和借方的占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时路堑的挖方纵向调配作路堤的填方，虽然运距超出一些，运输费用可能高一些，但如能少占地、少影响农业生产，这样，对整体来说还经济可行的。

5、不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。

6、土方调配对于借土和弃土事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。

四、土石方调配的几个概念

土石方调配的的目的，是将路堑的挖方合理的调运于路堤填方或适当的布置弃土堆，并合理的布设取土坑满足路堤填方的需要，从而减少公路用地，且使运量最小、搬运方向最便利。

1、免费运距和运距、平均运距

土方作业包括挖、装、运、卸等工序，在某一特定距离内，只按土石方数计价而不另计算运费，这一特定距离称免费运距。

施工作业方法不同，其免费运距也不同，如推土机的免费运距为20m，铲运机的免费运距为100m，但这只影响施工中施工机械选型，一般不影响投标报价。总的来说，国内一般定为一千米，阿尔及利亚东西向公路定为三千米。

土方调配时，从挖方体积质心到填方体积质心的距离，称运距。质心的用手工计算比较繁琐，可以在EXCEL中将各桩号按阿拉伯数字依序做一列排列(定为A列)，在另一列(定为B列)填写各桩号对应的填方面积，在另一列(定为C列)填写各桩号对应的挖方面积。然后按照高数中质心定义，各挖方连续段乘以桩号(即面积对原点取距)除以各挖方连续段面积之和，如此所得桩号即为该挖方连续段的质心。同理可得各填方连续段的质心。在土方调配时，若平均运距小于或等于免费运距时，可不另计运费；若平均运距大于免费运距时，超出的运距称超运运距，超运运距的运土，应另家计运费。

土方调配的运距，是从挖方体积的质心到填方体积的质心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见，这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算，称平均距离。但此法比较粗糙，精度低，除少数土石方比较小的工程外，已很少使用。

2、经济运距

填方用土来源，一是路上纵向调运，二是就近路外借土(这种方法对运距)。一般情况用路堑挖方调去填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长，以至运价超过了在填方附近借土所需的费用时，移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此，采用“借”还是“调”，有个限度距离问题，这个限度距离既所谓“经济运距”，其值按下式计算：

经济运距： L经 = B/T + L免

式中：B —借土单价（元/m3）；

T —远运运费单价（元/m3•km）；

L免 —免费运距（km）。

经济运距是确定借土或调运的界限，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之，则可考虑就近借土。3、运量

土石方运量为超运运距单位与土石方调配数量的乘积。

在生产中，例如工程定额是将人工运输免费运距20m，平均每增运距10 m 划为一个运输单位，称之为“级”，当实际的平均运距为40m ，则超远运距20m 时，则 为两个运输单位，称为二级；在路基土石方数量计算表中记作②；

总运量= 调配（土石方）数量×n

n = （L - L免）/ A

式中：n — 平均超运运距单位，（四舍五入取整数） L—土石方调配平均运距（m）

L免—免费运距（m）

A—超远运距单位（m）（例如人工运输A=10 m，铲运机运输A=50m；）

4、计价土石方数量

在土石方计算与调配中，所有挖方均应予计价，但填方则应按土的来源决定是否计价，如是路外就近借土就应计价，如是移“挖”作“填”的纵向调配利用方，则不应再计价，否则形成双重计价(既路堑挖方和路堤填方两次计价)。即计价土石方数量为：

V计 = V挖 + V借

式中：V计—计价土石方数量（m3）

V挖—挖方数量（m3）

V借—借方数量（m3）

五、调配方法

土石方调配方法，目前生产上采用土石方计算表调配法，直接在土石方表上进行调配，其优点是方法简单，调配清晰，精度符合要求。具体调配步骤是：

1、在EXCEL上制定土石方计算调配表，在辅助列人工输入里程桩号，注意用阿拉伯数字以便于计算(计算质心时要用到)，通过EXCEL内置函数及设置调配表中桩号这一列的数值格式即可获得设计上的里程桩号。

2、在EXCEL土石方计算调配表中依次输入各桩号对应的填、挖面积。做完第一及第二步后必须检查一遍，原始数据录入是否正确。确保无误后才能进行第三步工作。

3、根据各原始数据，及V=S×d，编制计算公式，计算每相邻两断面间的填、挖方体积。注意在变桩号处(如大型桥梁、大型涵洞等)，变匝道处。一定要根据现场实际条件，人工核实好这少量部位的土石方数量。

4、查看地质勘察报告，确定土石方的可利用系数。这也是原始数据，所以必须认真检查。

5、土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡大沟等注明在表旁，供调配时参考。

6、计算并填写表中“本桩利用”、“填缺”、“挖余”各栏。当以石作填土时，石方数应填入“本桩利用”的“土”一栏，并以符号区别。然后按填挖方分别进行闭合核算，其核算式为： 填方= 本桩利用 + 远运利用 + 填缺

挖方= 本桩利用 + 远运利用 + 挖余

7、在作纵向调配前，根据“填缺”、“挖余”的分布情况，选择适当施工方法及可采用的运输方式定出合理的经济运距，供土方调配时参考。

8、根据填缺、挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济少占用农田的原则，具体拟定调配方案。将相邻路段

的挖余就近纵向调配到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头表明在纵向调配栏中。运距的计算可以参照土石方调配的几个概念中第一点运距的定义。

9、经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。

10、调配完成后，应分页进行闭合核算，核算式为： 填缺=填方总量 – 本桩利用 - 远运利用

挖余=填方总量 – 挖方数量的本桩利用 -远运利用

11、本公里调配完毕，应进行本公里合计，总闭合核算除上述外，尚有：

（跨公里调入方）+挖方+借方=（跨公里调出方）+填方+废方

12、土石方调配一般在本公里内进行，必要时也可跨公里调配，但需将调配的方向及数量分别注明，以免混淆。

13、每公里土石方数量计算与调配完成后，须汇总列入“路基每公里土石方表”，并进行全线总计与核算。至此完成全部土石方计算与调配工作。

14、路基每公里土石方数量表中，可考虑体现全线的其它用土数量，如：填前碾压、线外改路、改渠、改涵、互通立交及服务区等。方便从主线调运土方。

六、结束语

工程的不同，计量规则也不尽相同，计算的方法也有一些差异，但调配的原理都是不变的，可以在EXCEL土石方调配表上，增加相应有辅助列，如压实系数等，即可(但此时验算平衡时应乘以相应的压实系数)。土石方调配的几个概念中的第四点计价土石方数量，这一部分在不同的工程中有不同的规定。这个规则的理解、运用直接关系到工程的效益。如本人负责调配的三个工程中：水南公路第九合同段27.5km中规定了计量规则即为上述。但南宁市江南堤路园项目市政工程(亭江泵站~中兴大桥段) 路基及排水

工程№4标的计价规则又稍有变化，即考虑了压实系数，计算超运距土方时可以按借方数量乘以压实系数，当然这些都与业主的规定有关。2006年1月份我参与了阿尔及利亚东西向公路的投标土石方计算及调配。此标书原件为法文，在这之前水电建设集团总公司已按排其他三家工程局联合做标，初步报价为22亿美元，后又按排我们第八工程局牵头重新做此标。在这工作中本人有幸负责了土石方计算及调配。在计算中，我发现了在计算方法的第四点中，和我国不同。我们国家一般是设计直接给出了，本桩利用的数量与弃方数量，但阿尔及利亚东西向公路则没有具体数量及任何说明。本人仔细查看地质勘察报告后，综合土石方计算及调配表，发现在此项工程多了一个项目，经翻译老师解释为土石方暂置，但地质勘察报告上并没有提供有临时弃土场。经过逻辑推理我认为应当存在一个土石方二次搬运的过程，而且如此巨大的工程量必须需要多个临时弃土场。向工程局国际部领导汇报后，经集体讨论一致同意存在一个土石方二次搬运的过程。标书修改后报价约为60亿美元。此后，在中非合作论坛时，当时的薄熙来商务部长，亦提到了这条公路由我国中铁集团公司中标，中标额为60亿美元。这些信息亦证明了，作者本人对这规则的理解是正确的。

总之，土石方计算与调配的原理、规则是相同的；方法(即调配步骤)是大同小异的。但土石方调配的几个概念中的第四点计价土石方数量，这一部分在不同的工程中有不同的规定。这一点必须正确理解业主的规定，才能保证投标报价时的正确性，才能保证中标后的工程效益。

以上是对土石方调配设计方面存在的部分问题的探讨，不足之处敬请各位专家及同仁不吝赐教。

参考文献：

1．《道路与桥梁工程》

2．《水南公路土石方调配资料》

3．《南宁市江南堤路园三期四标土石方调配资料》

4．《阿尔及利亚东西向土石方调配资料》