摘要:本文结合某核电站土石方正挖工程的施工实际，从施工管理的角度出发对土石方施工中的经验和教训进行归纳和总结，主要内容涵盖了施工前的准备、施工组织总设计的审查及施工方案的确定、施工管理中的重点和难点等，为今后同类工程的施工管理提出优化和改进的建议措施。
关键词：高工论文发表,土石方正挖,施工管理,施工机械设备,运输道路,排水沟道,弃土场管理
1.前言
土石方正挖施工是核电厂建设最先开展的施工项目，其本身的施工工艺过程相对简单。但因其受地质条件多样、外部征地完成状况复杂、施工队伍组织相对松散以及施工作业面积广阔等因素制约，施工管理仍存在较大难度。本文以某核电站土石方正挖工程为实例对施工管理中的重点和难点进行分析和总结。
2. 工程概况
2.1 地形地貌、水文地质条件
主厂区地下水水位标高平均为19.16m，高于厂坪标高11.0m，开挖时需排水，但含水层厚度有限，因此水量不大，可以采取明排方式处理，必要时采用井点降水。
根据地质报告，开挖至厂坪标高主要涉及的土层为中砂层、砾砂层和残积土层，局部区域有强风化岩石需要爆破挖除，但总量不多，约20万方左右。
2.2 工程范围及规模
核电站主厂区成簸箕状，东西长1公里，南北宽750米，北侧长边开口冲向大海，正挖厂坪标高为10.7米。东、南、西侧依据原滨海台地的地形整平形成标高13.0米、25.3米和19.0米的平台，从三面将厂区围拢。
正挖部分施工从场地中央将施工区域划分为东西(ⅠⅡ)两个标段，由两家施工单位同时进行开挖。东侧Ⅰ标段原状地貌为耕地和部分林地，征地难度相对较小;西侧Ⅱ标段原状地貌基本处于村庄居住区范围，需要搬迁整个村庄，征地搬迁工作量巨大。
厂区总挖方量为935万方，填方量为171万方。
2.3 工程的主要特点
与其它核电站相比本核电站厂址有如下特点：
1)征地范围内居民众多，前期施工时存在较大安全隐患;村民的搬迁工作进度对施工进度起到绝对性的制约作用。
2)土方挖填量严重不平衡，厂址内填方区域很小，需要大量外运弃置土方。
3)砂土多、岩石少，在正挖阶段全场几乎没有中风化岩石显露，全部为砂土和少量强风化岩石。
4)砂土易挖难运，砂土质地比较松软，挖掘机功效很高;但砂土无法承受重载卡车的反复碾压，临时施工道路形成困难，经常出现陷车事故，车辆运输效率较低。
3. 合同要求
3.1 进度要求
本工程自2008年12月31日开工，2009年5月31日土石方完工(其中Ⅰ标段2009年3月1日需具备进行负挖的条件)总工期152日历天。
3.2 质量要求
本工程的质量标准要求为合格。质量控制的关键点为场地标高及平整度、边坡底口和顶口的坐标位置以及填方区的回填质量。
3.3 施工费用
本工程的合同价款为按照招标时的工程量清单计算出来的合同总价款，包括工程范围内施工图纸中全部工程项目的所有费用及保修期间的一切费用。
4. 施工实际过程
本工程自2008年12月4日施工单位进入现场进行施工前期准备工作， 12月31日正式开工，Ⅰ标段于4月1日具备负挖条件，滞后工期要求31天，主要原因为春节后连日阴雨道路无法行车及村民阻工。整体土石方正挖部分施工于 2008年6月30日完工，滞后合同要求30天，原因除前期村民阻工和天气原因外，主要由于施工单位人员和设备投入不足，尤其在其同时承担了核岛负挖工作后并没有增加人员和设备的投入，造成核岛负挖和正挖工程不能同时推进，出现为确保负挖工期而耽误了正挖施工的现象。
施工高峰期场内同时工作的机械设备数量：挖掘机64台，自卸车356台，推土机12台，装载机16台。
完成总挖方量940万方，单日最高挖运方量12万方。
5. 土石方正挖工程的施工管理
5.1 施工准备
2008年11月30日，项目部组织施工管理人员到达施工现场，施工单位的主要项目负责人也于12月4日到达现场进行前期准备工作并迅速调集了适量的施工机具进场。
首先在厂区西北侧确定了正挖渣土的弃置场地，协调业主确定了三个首级测量控制点。另外对施工现场周边情况进行了详细踏勘，确定了两条渣土运输路线，一条沿用村间道路从西侧绕过村庄向北通往弃土场西侧，并对其采用就地取材的方式进行修整，满足渣土车辆上下双向行驶的需要;另外从厂区北侧向北跨过水塘和稻田修建一条30米宽的临时施工便道通往弃土场的东侧，此道路将成为后续大范围开挖施工的主要车辆通行道路。
土石方开挖施工准备工作应重点关注的问题：
1)对于弃土量较大的项目，首先应选定合适的弃土场地，并计算出弃土场的容量，确保施工过程中不发生无场地弃土的情况，或在弃土场用完前落实新的场地。
2)根据弃土场与施工作业区的相对位置以及周边自然地形和征地实际情况规划出最合理的车辆行走路线。
3)实地踏勘车辆行走路线，确定临时道路的修缮方案，此时应重点关注沿线的原有桥梁、陡坡和软弱路基等路段，并确定出即能保证安全使用又节省投资的处理方案。
4)施工单位机械设备和人员的进场应从一开始就做好统计和备案工作。目前土石方施工单位的机械设备和施工人员大多采用分包的形式，只有加强统计和备案工作才能实现对其的有效管理。
5)首级测量网控制点应及早协调业主确定，其对后续施工的正确性起到决定性的作用，应引起足够重视。
5.2 施工组织总体设计审查
本核电站正挖工程两家施工单位均编制了施工组织总体设计，但其施组设计的环境条件均建立在征地完成不考虑居民未搬迁对施工产生影响的基础上。由于征地搬迁工作与正挖施工基本上是同时进行的，因而施工单位前期编制的施工组织总设计基本失去了对施工的指导意义。
在本次施工中我们只能根据现场的实际情况，逐步调整施工方案和施工作业面，既要保证施工生产的正常进行又不能影响村民的正常生活和征地搬迁工作的有序进行。
通过此次施工管理的实践，本人认为在今后土石方正挖工程的施工组织设计中应重点关注如下问题：
5.2.1 施工区段的合理划分
首先在施工大区段的划分规划时要充分考虑实体工程施工顺序，将需要提早施工的子项规划在一个区段内，以便在后续的施工进度计划中将该区段优先安排及早完工。
在本核电站正挖工程施工中，我们将核岛区域、搅拌站区域和土建生产生活临建区域单独划分为施工单元，制定专项进度计划进行监控，确保了这些区域的提前完工并移交，从而保证了核电站第一罐混凝土浇筑(FCD)节点按期实现。
5.2.2 综合考虑排水沟道和主要运输道路设置的合理性
场区地下水位标高在19.16米，场区原始标高平均为30米，开挖竖向分层为5米，在完成顶部两层开挖后开始出现地下水。为使地下水能够顺利排出场外，我们在通向开挖工作面的临时道路旁设置排水渠，并使整个开挖场地形成南高北底的地形，地下水通过小的临时排水沟汇入路旁的排水渠自然流出场外。
由于初期征地未能完成，影响到了施工临时道路和排水渠的设置，本项目场内临时道路和排水渠的设置不够合理，部分区域的地下水是用柴油泵抽送的方式排出场外的。通过对此次施工经验的总结，我认为应在初期规划道路时同时考虑排水的需求，充分利用地形高差实现自然排水，这样才能降低成本保证进度。
本项目为大面积开挖，北侧有低于场坪标高的自然泄洪通道，场内临时道路应按照“井”字型布置，将各施工段分隔成百米左右见方的区格，南北向道路均应保证南高北低的适当坡度，使道路旁的排水渠能够顺利实现自然排水。每层开挖接近尾声时应先对排水渠和临时施工道路进行降标高施工，这样可以最大限度的排出区格内的地下水，给下一层的开挖施工创造出干燥的施工环境从而提高施工速度。
5.2.3 施工机械分组调配的合理性
大方量的土石方开挖工程应采用机械化开挖方式进行施工，按照施工环节分为土石方开挖装车机械、运输和弃土场平土机械三类设备。此三类机械设备必须根据开挖的土质性质、转运距离和道路状况以及弃土场情况进行合理的选型和搭配，只有这三方面达到高度的协调统一，才能达到最佳的生产率。下面根据项目的正挖施工实例介绍一下各类设备的选择原则。
1)开挖装车机械
土石方开挖机械主要有：推土机、铲运机、单斗挖掘机(包括正铲、反铲、拉铲、抓铲等)、装载机等。目前工程上常用的为单斗反铲挖掘机，其主要品牌有日本的小松(KOMATSU)、日立(HITACHI)、韩国的现代(ROBEX)和美国的卡特彼勒(CATERPILLAR)。本项目施工中使用的反铲挖掘机基本选用了上述四种品牌。
挖掘机型号的选用应根据地形和地质的实际情况确定，本项目开挖区域地形基本平坦土质主要为砂性土比较松软，所以选用了1.0至1.4立方米较大斗容量的反铲挖掘机，这样能够获得最快的开挖装车速度。
2)运输机械
由于本项目渣土运输道路的承载能力有限，我们选用了15至20吨的十轮中型载重卡车进行渣土的运输，车辆满载后的行使速度能够达到10公里/小时。
3)弃土场平土机械
平土机械本项目选用了大马力的推土机和装载机，从实际功效看，装载机对弃土土的整平效率优于推土机，主要原因是装载机的速度更快灵活性更强。
单台挖掘机一般需要15米宽的工作面，才可保证不会相互影响;我们根据实际工作面的具体情况布置挖掘机，以单台挖掘机的工作速度及车辆运土返回的时间配备运输车辆;挖掘作业面的最优状况是一车在进行装车时，有另一车辆在调整进入预备车位，前车完成装载后离开的同时后车驶入装车位置，在装车的过程中第三辆车回到挖掘工作面并调整进入预备车位，照此形成循环往复保证挖掘机连续工作。
单台推土机或装载机可照顾20米宽的弃土场平土工作面，20米的工作面可容纳5车卸土，推平一车卸土平均用时2分钟，单台挖掘机平均挖装一车土用时4分钟。如要使土方的挖装和弃置相平衡，挖掘机械与平土机械的比应为2:1。
运输车辆的总数量配备需考虑道路的流量承受能力，运距长短和行车速度是主要影响因素。运输车辆的总数制约着开挖和弃土工作面的数量。
通过分析我们可得出如下结论：
土方挖装、运输和弃置三方面是相互制约相互影响的，只有通盘进行规划考虑，使三方面达到协调一致才能达到最佳的生产效率。在出现问题时，要找到以上三方面最薄弱的环节进行改进，才能收到良好效果。
5.3施工过程中的管理重点
5.3.1对临时施工道路和排水渠的管理
临时施工道路和排水渠是土石方开挖的重要辅助设施，保证其平整和通畅对施工进度有着重大意义。目前土石方施工单位多采用劳务分包的形式雇用施工车辆和机具，其结算方式多是依据土石方的挖运量，临时施工道路和排水渠的修整产生的挖运土石方量很少，所以没有施工队愿意施工，最终产生的结果便是道路坑洼不平，排水渠堵塞无人主动修整。必须项目管理方下达强制性命令，施工单位才进行修整而且多采取能拖则拖的态度。
本人认为可采取如下两种方法解决此问题：
1)采用机械台班费用结算方式组建独立的临时道路和排水渠施工维护队伍，专业负责临时道路和排水渠的修建和维护。此方法的优点是责任明确，管理方便有效;缺点是工程费用结算比较复杂，操作相对困难。
2)将临时道路和排水渠按照所属施工队的作业区域划分给施工队，明确其修建和维护的责任，制定相应的维护标准(如：道路坑洼的最大面积和深度等)，监督各施工队的执行情况确保临时道路和排水渠的通畅。此方法的优点是无需另外结算道路和排水渠的修建维护费用，商务上便于操作;缺点是管理难度大，现场协调困难。
项目管理方可根据施工单位的实际情况选择以上方式之一来解决临时道路和排水渠的修建维护问题。从而确保施工现场道路平整，排水通畅。
5.3.2对弃土场地的管理
本项目弃土场地为一东西长1公里，南北宽150米至300米的狭长区域，且还要为不断进行的堆高作业留出坡道位置，弃土作业面受到一定的限制。
初期由于没有合理的规划弃土场地，施工单位随意进行弃土造成坡道堵塞，弃土作业面凌乱，各施工队相互干扰等现象。在发现此类问题后我们及时对弃土场地进行了规划，明确了两家施工单位对弃土场地的使用区域和各自的车辆行走路线，使弃土作业面达到了最大化，解决了一度制约施工进度的弃土场堵车、弃土速度慢的问题。
项目管理单位必须重视弃土场地的合理规划，并加强监控管理，才能保证弃土场达到行车通畅，弃土作业面宽敞，堆高顺序合理。
5.3.3回填质量控制
回填质量的控制指标是通过土工实验得到的压实度系数，但在回填施工之前必须进行两项准备工作：回填土样的击实实验和回填实验段的工艺评定。前者用于确定压实系数的参照标准，后者用于确定回填施工的工艺过程。只有认真的做好这两项准备工作才能为后续回填质量的控制打下良好的基础。
回填施工过程中质量控制人员应对所有的压实度实验取样进行见证，并要加强对碾压过程的巡视和检查，以确保施工单位按照规定的遍数和工艺要求进行碾压作业。
由于回填施工每一层均属于隐蔽工程，总包单位应及时关注和检查施工单位和监理的施工记录、隐蔽验收记录和检验批，确保交工资料的完整性和真实性。
对于回填质量控制，我们在本项目的实施中有这样一个管理上的失误供大家借鉴：
回填质量不仅取决于施工质量，更重要的因素还有回填料的优选，良好的回填料将对回填质量起到至关重要的作用。本项目在原始地表下有一层厚约6米厚的红色粘性沙土层，此土易于压实是优质的回填料。由于我们没有通过地质报告对下部土层的性质进行认真分析，只是凭经验认定下部土层应该是更优质的回填料。另外由于工期紧张我们将大部分的粘性红沙土迅速挖除运往了弃土场。在挖到下层土体才发现该土体粘性和含水率均太高，用于回填必须进行晾晒和掺砂石处理才能保证压实质量，此时我们才意识到前期挖除大部分的粘性红沙土是错误的，应进行适量的预留用于后续的回填施工。
经验总结如下：
施工前应对场内各土层土质进行详细的综合分析，确定回填的最佳用料，施工中对所需的土层进行合理预留，用于回填施工，从而保障回填质量。
5.3.4进度控制
对于施工单位编制的进度计划应要求尽量全面详细，必须包含施工单位管理人员进场计划，车辆机具进场计划和工程进度计划，三项计划要密切联系配合才能保证施工进度。
本项目施工中采用周报和周滚动计划对施工进度进行跟踪检查，并且项目管理单位对车辆和挖掘机械进行不定期的数量统计核实来确保计划的实现。
此种控制方法的不足之处是过于粗放，有时总方量上虽满足了周计划，但经常出现在急需交工的部位却进展缓慢的情况。其主要原因是施工单位用容易施工部位的土方量代替了较难施工部位的土方量。
针对这种问题我们应要求施工单位根据不同的施工部位编制单独的施工计划，对于重点区域应编制专项施工计划单独进行控制和考核。
5.3.5安全管理
目前土石方施工单位的施工机械和作业人员多以劳务分包的形式进行组织，人员构成相对比较复杂，项目管理单位应对施工单位进场的机械和人员进行完备的登记和备案，做到有据可查，这样可以防范偷盗和群体事件的发生。
对施工单位管理人员的职责和到位情况应密切关注和检查，确保其各项管理制度执行的有效性。
施工过程中重点关注临时道路各种危险警示标牌的设立，车辆行驶速度的控制，防范交通事故的发生。
监控施工单位对劳务分包队的付款细节，确保施工人员能够拿到劳动报酬，防止因工头卷款逃跑而产生薪酬争议事件，影响工程形象。
5.3.6施工费用支付管理的探讨
工程公司目前施工费用的支付完全是依据进度计划对完成的工程量进行合同价款的支付，现场只能对完工的质量和数量进行核实并提供意见给商务部作为支付依据。此种支付方式过于粗放，对于正挖施工其结果是只要施工单位完成的总方量符合进度要求，其必然可以获得进度款的全部，这样便造成现场对施工单位的工程局部进度和文明施工等方面缺乏控制手段，不能充分的引起施工单位的重视。建议商务部对详细进度完成情况和安全文明施工情况单独列项进行考核，由现场给出考核意见，并与合同款支付挂钩，这样可以加强现场对施工单位的控制手段以利于现场的管理。
6.结论
核电厂土石方正挖施工因厂址的不同具有明显的差异化特点。施工管理者在施工前必须根据不同项目各自的地质条件、征地及周边环境状况制定对应的施工技术方案和管理措施，在施工中必须抓住管理的重点难点并及时根据实际客观条件的变化调整施工部署。作为总承包单位的工程公司必须因地制宜、因时制宜的对土石方正挖施工进行有效管理才能保质保量地完成施工任务。
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