2.5 施工組織

2.5.1 料源平衡

2.5.1.1 原則

在土石壩填筑中，應盡可能利用本工程各建筑物所開挖土石方料，以減少專用料場開挖。但在實際施工中，因壩體各分區物料在質量、數量、部位及填筑強度方面與各建筑物所開挖土石方物料不匹配，必須在專用料場開挖相應壩料，以達到壩體填筑各物料平衡。

料源平衡，應正確處理開挖、利用、暫時堆存、轉運、廢料處理之間的關系。按照節約資源、保護環境的要求，選擇堆料、棄料場地，合理調配，盡可能使物料二次利用，做到經濟合理，物盡其用的目的。

2.5.1.2 內容與步驟

料源平衡，以壩體各分區物料為依據，對各物料的質量、數量進行匯總，考慮壓實方、自然方折算系數后，對照各建筑物開挖料，按以下步驟進行平衡計算：①確定各種開挖料的利用途徑及數量；②專用料場與利用開挖土石方的比較；③開挖料和利用料在時間、空間上的配合；④為提高利用料數量和保證利用料的質量，對開挖及填筑方案進行比較與優化；⑤對堆、棄料場選擇和運輸線路配置、調配方案比較。

2.5.1.3 平衡計算

平衡計算主要是對利用料的堆、棄料場選擇及運輸方案比較。

（1）調配數量計算。

1）利用料數量計算，見式（2-21）。

式中 V_利——開挖土石方用于工程材料的自然方數量，m³；

V——用開挖料填筑的壩上方或一般填方的數量，或用開挖料加工的骨料成品方數量，一般由有關專業設計提供，m³；

α——開挖、運輸、堆存等損耗系數，按式（2-7）~式（2-9）選用；

K——自然方與壩上方、一般填方或骨料成品方的換算系數，壩上方參照表2-42選用，一般填方參照表2-43選用，表2-43中K₁為最初可松性系數，K₂為最后可松性系數。骨料成品方換算系數根據實驗資料或與有關專業協商確定。

2）堆存數量計算。根據施工進度計劃，某時段的使用數量小于可利用的數量時，應考慮臨時堆存。堆存數量計算見式（2-22）。

式中 V_堆——臨時堆存數量，m³；

V_利——利用數量（自然方），m³；

V_用——使用的數量（自然方），m³；

K₁——自然方換算成松方的松散系數，可參照表2-43選用。

3）棄料數量計算見式（2-23）。

式中 V_棄——開挖棄料堆棄數量，m³；

V_挖——開挖料數量（自然方），m³；

V_利——利用料數量（自然方），m³；

K——松方系數，可參照表2-43選用，當棄料由上至下一次堆棄取用K₁，當由下至上分層堆棄時，采用K₂；粗略計算時，也可采用表2-42的松方系數。

（2）堆、棄料場選擇。

1）料場選擇原則。

A.選擇山溝、山坡、荒地及河灘等，作為堆、棄料場。

B.選定堆、棄料場，應距開挖地點或使用地點最近，或開挖、堆存、使用地點總距離較近。

C.選定堆、棄料場，應有布置較好的交通線路和挖、裝、運條件，不影響施工場地。

D.壩下游灘地棄料場，不應束窄河床或抬高下游水位，其他棄料場不拆除村莊，不大量砍伐林木。壩上游棄料場不應距各建筑物太近，尤其不應距過水建筑物太近，以免造成淤積、堵塞和磨蝕建筑物過水表面。

E.堆、棄料場總面積，應略大于堆、棄料的總方量。

2）料場容積計算。料場容積主要由場地面積、堆置高度等因素確定，一般用斷面法近似估算或水平剖面法估算。

3）料場選用。

A.優先選用運距近，堆置裝運條件較好的堆、棄料場。當運輸線路從低處進入場地時，宜采用分層堆置，逐層升高；當運輸線路從高處進入場地時，宜直接傾卸逐漸堆進堆置。

B.山溝、山坡棄料場應考慮堆料穩定，排水暢通。必要時在堆棄前應做好排水構筑物、圍護構筑物等。巖堆安息角參考值見表2-44。

C.適于耕作土壤應單獨棄置，其他棄料應堆置整齊，頂部平整。

D.開挖強度高且具備搶工性質的工程，應使用（或預留）條件優越的堆、棄料場。

E.注意堆料場底部整平和清理，以提高利用料的回采量。

（3）利用料、棄料調配方案。

1）調配方案。利用料、棄料調配方案可分別參照表2-45、表2-46的形式編制。

2）調配方案比較。調配方案著重比較使用條件、運輸線路布置、施工干擾以及運輸工作量等方面內容，選擇綜合最佳方案。

2.5.2 壩體分期分序填筑計劃

為了編制壩體填筑控制性施工進度計劃，需對各時段做出施工分期（序）安排。

施工分期以設計控制性節點工期（截流、度汛、蓄水、發電）為依據，將壩體填筑按高程和作用不同劃分成若干期，每一期可按壩體填筑部位不同（如河床以上、以下區）、填筑壩料不同（如堆石料、心墻料、護坡料）、高程不同對壩體填筑進一步細分，即分序，明確各期、序相應的具體目標，經過平衡調整，制定出控制性進度計劃。

這項工作一般在壩體縱斷面或橫斷面圖上結合施工期安排表進行。施工分期一般以汛期開始時間為界進行劃分，有的工程還按汛前期（春汛期）、大汛期、汛后期、枯水期等細化施工分期。工程施工程序安排、施工階段與施工分期的劃分應與河道水流控制規劃相協調，滿足壩體安全度汛的要求，力求均衡施工。

現以黃河小浪底水利樞紐大壩工程（見表2-47）、黑河金盆水利樞紐大壩工程為例加以說明（見表2-48和圖2-12）。

2.5.3 施工方案

通過對壩體填筑各施工階段劃分與施工分期（序），施工期度汛及施工強度分析與計算，在這些基礎資料分析完成后，即確定施工方案。

施工方案的確定，旨在進一步論證施工進度計劃的可行性和合理性，其主要包括壩體施工分期、施工機械設備配置、料場開采規劃、運輸路線布置以及壩面作業各工序安排等。

2.5.3.1 確定施工方案的依據

（1）施工總進度計劃及節點控制性工期。

（2）施工導流方案及攔洪、度汛要求。

（3）壩區及料場地形、地質、水文氣象及場內外交通等施工條件。

（4）施工總布置圖。

（5）分部分項工程量、施工強度、工作面大小、質量要求等。

（6）已有的和可能提供的施工機械設備，其工況、所在地、臺班產量定額、已使用臺班數等。

2.5.3.2 確定施工方案步驟

（1）確定壩體施工分期（序）方案，提出壩體施工分期（序）的各種可能方案，并比選確定出最優方案。

（2）確定機械設備配置與機具組合（見表2-49）。

（3）計算所需機械設備數量，按照各分期（序）的施工強度，計算出各分期所需的機械設備數量。

2.5.3.3 施工方案比選

對所擬定的各種施工方案，應做到技術上可行，安全上可靠，經濟上合理。

（1）技術、安全比較，主要從以下幾點做起:①施工工期短，確保度汛安全；②技術可行，保證工程質量和施工安全；③施工強度及勞動力均衡；④機械容量和生產能力與工程量和施工強度相匹配；⑤施工干擾小，機械設備交叉作業少；⑥施工輔助設施及其工程量小。

（2）經濟比較，應從施工分期投資經濟及單位土石方耗費小考慮。

1）施工分期投資經濟，可采用現值法、投資累積曲線法或概算指標法進行比較。

A.現值法，是將每一分期方案的各年投資均折現值進行比較，以現值最小的方案為最優。

B.投資累積曲線法，是繪制各方案的逐年投資累積曲線（時間為橫坐標），投資累積曲線的斜率前期小，后期大者為最優。

C.概算指標法，即將不同施工方案的各施工過程用概算指標進行單價分析，求出各方案的概算值進行比較。

以上各方案必須在同等條件下進行比較，各方案的輔助作業費用、準備與結束工作費用應計入，而各方案相同的部分可不計入，且只用不同部分的概算值進行比較。

2）單位土石方耗費小，可采用土石方的單位成本、勞動量消耗率及能量消費率計算比較。

A.土石方的單位成本計算見式（2-24）。

式中 C_e——壩體土石方單位成本，元/m³；

∑C_臺班——全套機械臺班生產費的總和，元/臺班；

∑S′——未計入臺班生產費的而參加工作班的輔助勞動力（料場道路整修、運輸、道路維護、壩面灑水、結合面處理和指揮等）的工資，元/臺班；

β——施工管理費率，按有關規定取值；

∑C′——準備與結束工作（如修整道路、機械的安裝拆除等）費用，元；

V——完成的壩體土石方量，m³；

P——全套機械的綜合生產率，m³/臺班。

B.土石方的勞動量消耗率計算見式（2-25）。

式中 m_e——壩體土石方勞動量消耗率，工日/m³；

∑m_m——全套機械一個工作班所用勞動量（司機）的總和，工日；

∑m_p——一個工作班中輔助工作的勞動量總和，工日；

∑m_n——準備與結束工作所用的勞動量，工日。

C.土石方的能量消費率計算見式（2-26）。

式中 E_e——壩體土石方的能量消費率，kW·h/m³；

∑E——全套機械在一個工作班內消耗的能量，kW·h;當使用不同能源時，可分別計算；

P——全套機械的綜合生產率，m³/臺班。