關于升壓站場地平整中土方量計算的研究

翟雯

國核電力規劃設計研究院有限公司 北京 100095

1. 概述

升壓站將通過電壓進行升壓處理，這樣能減小線路電流，從而達到減小電能傳輸損耗的作用[1]。升壓站采用的升壓設備的耐壓性就需要越強，導致升壓站設計要求越高，同時設備制造費用更昂貴。

在建設升壓站過程中，需要對升壓站周圍地面原始的場地環境進行場地平整處理，如圖1所示，來滿足升壓站建設工程需要。進行土地平整工作過程中，為合理分配工程建設進度，需要計算出投入的勞動力、規劃出合理的工期以及設計出場地內土方量填挖方案。以上過程，必不可少要進行土方量計算。

圖1 場地平整工作圖

2. 升壓站土地平整施工要點簡介

2.1 淤泥清除

在需要進行場地平整的區域內，對場地周圍的田、塘等開展清淤處理，以保證回填土足夠的緊密，穩固，從而避免挖方區在施工時發生安全事故的可能。將場地清淤處理出的淤泥，集中堆放。建設后期可以使用清理出的淤泥，進行環境綠化。

在進行清淤處理工程之前，應先排出清淤場地中的積水，同時需要保證排出的積水，不會影響到其他建設區域開展施工建設。需要依據場地具體的情況，大致計算出建筑地基、還有道路路基填方范圍內的淤泥清除的厚度。施工時，發現老土即可停止清除淤泥工作，在其他需要進行淤泥清除工作的區域內，可使用拋石擠淤法。

2.2 表土處理

場地平整需要在開挖及填筑之前，進行表土處理。同時需要依據場地周圍的地質情況，來確定要采用的具體清表厚度。在進行清表處理施工時，如果發現基巖或者是老土，即可停止施工。將場地清理出的表土，最終進行集中堆放。

2.3 邊坡控制

（1）對于填方地段邊坡進行控制，控制方案如下：

A.填土類型為碎石、卵石時。坡高小于8米時，允許坡率范圍為1:1.23～1:1.50；坡高8米～15米時，允許坡率范圍為1:1.50至1:1.75；

B.填土類型為砂夾石。坡高小于8米時，允許坡率范圍為1:1.25至1:1.50；坡高8米至15米時，允許坡率范圍為1:1.50至1.75；

C.填土類型為土夾石。坡高小于8米時，允許坡率范圍為1:1.25至1:1.50；坡高8米至15米時，允許坡率范圍為1:1.50至2.00；

D.填土類型為粉質黏土。坡高小于8米時，允許坡率范圍為1:1.50至1:1.75；坡高8米至15米時，允許坡率范圍為1:1.75至1:2.25。

（2）如果沒有工程經驗可以進行相關參考，并且需要進行挖方處理的邊坡整體處在穩定狀態、升壓站建設場地周圍地質條件相對簡單時，可根據以下規定來確定坡率允許值；

第一，當邊坡土體為碎石土，且坡高小于5米時，坡率允許值可采用范圍為1:0.35至1:1.00，另外，如果坡高為5米至10米時，坡率允許值可采用范圍為1:0.5至1:1.25；

第二，當邊坡土體為黏性土，且坡高小于5米時，坡率允許值可采用范圍為1:0.75至1:1.25；另外，如果坡高為5米至10米時，坡率允許值可采用范圍為1:1.00至1:1.50。

2.4 陡坡場地平整

陡坡場地存在滑坡風險，為防止滑坡意外的發生，需要進行處理。

臺階需要設置反向橫坡，并且反向橫坡范圍應該在至，這樣可以減少新老土體之間相互滑動的可能，以提升土體間的抗滑性能[2]。

2.5 壓實度標準

振動碾壓機在地面上碾壓出的軌跡應該小于或者等于。同時在壓路機碾壓，壓實路面的過程中，應當避免發生翻漿、起皮、波浪等不良情況。

對于填方路基來說，路面底面以下到范圍內，土體壓實度應當不低于；路面底面超過80厘米范圍內，土體的壓實度應當不低于。

對于挖方路基路面來說，路面底面以下至范圍內，土體的壓實度應當不低于。

2.6 場地排水

在進行升壓站周圍場地平整建設施工期間，需要充分利用進行場地平整區域內，目前現有的以及新建的排水設施。

當土層需要進行分層挖填工作時，為了能夠將地表的積水盡快排出，將施工后的地形表面，筑成的橫坡，這樣可以促進地表積水流動。

3. 升壓站常用土方量計算方法

3.1 基于方格網 DEM土方計算方法

基于方格網法DEM計算土方量，是依照地面測量坐標數據，以及設計高程，生成方格網來計算每個方格網的填挖方量，最后累計得到總的填挖方量[3]。

需要注意的有以下幾點：

（1）在利用方格網DEM法進行土方量計算時，不可以單純地按照各方格點高程計算出它們的算術平均值。因為與各方格網點高程相關的方格數之間有很大的差異性。

（2）在計算總的填、挖土方量時，需要先分別計算挖、填方量，分別進行求和。

3.2 基于等高線DEM的體積計算

等高線DEM法是基于繪有等高線的地形圖來進行土方量計算的。通過地形圖來計算升壓站建設區域內，相鄰或者閉合的等高線圍成區域的面積。將計算出來的面積乘上其對應的高程差得到土方體積。

采用基于等高線DEM法進行土方量計算時，適合使用在大面積的土方量計算上。除此之外，如果升壓站建設區域周圍地形起伏變化范圍較小，地面上測量障礙物較少，采用這種方法進行土方量計算，也是一種合理的選擇。

3.3 斷面法土方量計算

斷面法土方量計算是通過計算原始地面線和設計地面線之間所圍成的截面面積，利用斷面間的距離求出斷面間所圍成的幾何圖形的體積，匯總統計所有斷面間幾何圖形的體積即得到目標區域內的填挖方量[4]。

斷面法土方量計算需要在目標區域內按照一定的距離布置斷面線并采集斷面數據，一般情況下布置的斷面需垂直于線性工程的縱斷面線或場地中主要建（構）筑物的軸線。

斷面法土方計算的精度與斷面間間距，地表數據采集的精度以及方量計算方法的選擇有關。假設測量精度可控，要提高土方量計算的精度，需從縮小斷面間距輔以恰當的計算方法來開展工作。

3.4 不同地形適用性分析

上一節所介紹的三種不同的土方量計算方法，依據升壓站周圍不同建設環境條件，其最終計算出的土方量的精度有所差異。根據不同計算方法在不同場地條件下，計算精度和適應性的不同，對上面三種土方量計算方法的適用性進行了評價[5]：

1)采用方格網DEM法進行建設場地土方量計算時，所需求的數據量較少。因此，方格網DEM法相較于其他幾種方法，更適用于在平坦場地條件下的土方量計算；

2)另外，進行山地地形條件下的土方量概算時，其余幾種方法無法較為準確的判斷山地高度方向上的距離，則適用等高線DEM法。因此基坑場地地形條件下的土方量計算適宜使用等高線法。

3)當升壓站建設場地的地形，在縱向方向上的變化趨勢較為連續，并且在橫向方向的變化趨勢卻不連續時，則適合采用斷面法進行建設場地土方量計算。

4. 結語

進行升壓站建設之初，對周圍場地的平整是優先要進行考慮的，并且土地平整方案的設計需要充分衡量升壓站的平面總布置以及周圍的地形情況。通過綜合衡量升壓站建設區域內的土方作業量以及土方調配的代價，才能較為合理地確定場地平整標高。這樣才能避免對場地過度挖填，從而降低升壓站場地平整時的工作量，縮短工程周期。