1、海外机场项目滑行道土方施工管理要素分析刘亚斐摘要：本文以海外机场项目土方工程管理实践为依托，通过介绍项目土方施工重点管理要素，包括材料选用，土方调配，施工工艺，施工机械设备配置，产能分析，质量检测等具体内容和关键控制点，通过合理的部署，科学的规划，精益化组织等，在有限工期内完成滑行道路基填筑施工，为后续工程提供作业面，探索在海外承包工程项目中运用项目管理的主要思路以及实施方式。关键词：管理要素;土方调配;产能分析;质量控制Abstract：Based on the earthwork management practices of overseas airport projects，this
2、paper introduces the key elements of earthwork construction management ofthe project，including the specific content and key control points ofmaterial selection，earthwork deployment，construction technology，construction machinery and equipment configuration，productivity analysis，quality inspection.Thr
3、ough reasonable deployment，scientific planning，leanorganization，etc.，it completes the construction of the taxiway roadfoundation within a limited period of time，provides a working surface forsubsequent projects，and explores the main ideas and implementation methodsof project management in overseas c
4、ontracted projects.Key words：management elements;earthwork allocation;productivity analysis;quality control1工程概况1.1 项目背景项目位于新加坡东南部的樟宜机场，主要包括两条先导隧道、两条飞机滑行道（长度均为 1100m）、区域范围内排水系统、预埋机电管线井及套管等几部分，主要施工内容包括基坑开挖、滑行道、灌注桩、方桩、深层水泥搅拌桩、支护结构、污水管网以及周界围栏等。1.2 自然条件1.2.1 地质项目所在位置为填海造地区域，土层自上而下依次为回填土、加冷地层、古冲积层，具体如下：回
5、填土（Fill）：1975 年至 2005 年间，樟宜东部地区陆续进行了几期围海造地，回填料取自附近海床，多为粒状砾石粉砂或粘土质砂，偶尔有坚硬的岩心，贝壳碎片或砖块，回填层厚度从 5m 到 12.5m 不等。加冷地层（KallangFormation）。加冷地层属于第四纪，由四部分组成：海相粘土（M）、河口粘土（E）、河流粘土（F2）和河流砂（F1），厚度从 337m 不等。古冲积层（Old Alluvium）。古冲积层（OA）处于一个缓慢下沉的盆地中，顶部为回填层或加冷地层。1.2.2 气象新加坡位于赤道附近，长年受赤道低压带控制，为赤道多雨气候，平均温度在 23 至 34之间，11 月至
6、次年 1 至 3 月左右为雨季，雨季月降雨量达 270mm，年均降雨量在 2，100mm 左右，湿度介于 65%到 90%之间。1.3 工程规模项目土方开挖约 120 万方，滑行道路基填筑包括 90 压实区 50 万方，95 压实区 11 万方，98 压实区 11 万方。2土方材料及调配分析2.1 路基填筑材料选择合同中对路基填筑材料要求包括级配分布（0.063mm 筛网实验通过率大于 15%且小于35%），膨胀系数（小于 2.5%），塑性指数（小于 30），液限（小于 55），CBR（大于10）等。基于试验段及其他标段施工经验，拟取以下三种回填材料：现场回填土（Fill），经检测为黏土质砂，
7、液限为 34%，塑限指数为 16%，CBR 为 50.1%，膨胀系数 0.6%，材料的最大干密度为 1.92g/cm3;经验证，该类土具有低压缩性、弱膨胀性宜在干湿交替下吸水膨胀和失水干缩，经过反复干湿循环强度降低，高温或高强度压实宜出现水平裂缝，该土作为 90 区和 95 区填筑材料;古冲积土（OA），根据筛分结果该土判定为黏土质砂，液限为 53%，塑限指数为 27%，CBR 为 44.7%，膨胀系数 0.7%，材料的最大干密度为1.98g/cm3，大于 0.425mm 颗粒质量占总土质量 50%以上属于粗砂范畴，外观描述为颗粒分散有个别胶结的砂类土。压实性能好，抗剪强度高，参考试验表明 2
8、0T 振动压路机碾压 8遍，摊铺厚度 25cm，压实度能达到 98%。该土作为 98 区填筑材料;现场回填土中含有一部分回填砂，粘聚性差，易松散，路基边坡易受风雨侵蚀，不允许作为路基填筑材料，但可以作为非路基施工区普通回填料。2.2 土方开挖量计算步骤使用全站仪测量原始地表高程;建立 10m*10m 方格网原始地形高程图，减小勘察误差;通过收集地勘钻孔资料，现场采集土样及实验室检测建立场地土质分布模型;土样采集采用 50m*50m 网格法，按照每个网格不同构造物实际开挖深度，在中心点开挖后选择代表性土样送检，记录不同土层深度和厚度;建立项目 3D 土层分布模型，精确计算滑行道、先导隧道、水沟、
9、机电管线等开挖区不同种类土方量。最终计算得出合格回填土（Fill）33 万方，级配不合格、需筛分处理土 6 万方，砂 29 万方，海泥（需外运丢弃）29 万方，先导隧道开挖区地基加固土（需外運丢弃）22 万方。2.3 土方调配分析土方调配是土方施工的核心，主要包括挖、运、存、填、弃，在项目开工前，需制定完整的土方调配方案以指导施工，降低成本、优化工序，缩短工期，创造良好的经济效益。主要步骤如下：通过 BIM 模型计算出不同类型土（砂）数量及分布;通过图纸计算出不同压实区所需回填土方量;采用干密度法，根据现场材料实测天然干密度 Rwd（1.48g/cm3），最大干密度 Rdmax（1.92g/c
10、m3），分别得出不同压实区（压实系数 k）回填土量与开挖量的比值，即 90 区 1.16，95 区 1.22，98 区 1.26;本项目 98 区拟采用OA 土，以提高工效，降低雨季施工造成路基面开裂等风险，计算得出需从其他项目外运OA 土 15 万方;级配不合格土需做筛分处理，筛分系数采用 0.95;综合以上信息，并将3D 土方模型与项目总体施工计划相结合，计算出每月开挖量与回填量，合理规划存土区，避免二次倒运，达到最优调配。（如图 1）3资源配置与工期计划3.1 资源配置滑行道土方施工管理人员包括现场经理、安全协调员、路面专家、现场工程师、质量专员、管工、测量员等共 14 人。滑行道土方施
11、工作业队伍配置两个施工班组，根据作业内容具体分为开挖运输班组、整平班组、碾压班组，合计投入挖机操作手 6 人，压路机操作手 4 人，平地机操作手 2人，自卸卡车司机 10 人。机械设备包括 10 轮/12 轮自卸卡车 10 台，EX200/300 挖掘机 6 台，140H 平地机 2台，10 吨/20 吨振动压路机 2 台，883 型设备筛分机。其他设备包括水准仪、灌砂仪、LWD弯沉仪等。3.2 产能及工期计划滑行道土方施工采用新加坡本地专业分包队伍，考虑到合同交地时间及与其他分项工程交叉施工影响，将场道土方工程分为若干个 150m*60m（含路肩）施工区块，相互区块可平行或者流水作业，每个施
12、工班组产能分析如下（按施工区块）：土方开挖和转运：（150m*30m*2.3m（d）+150m*30m*1.1m（d）/12m3/120 车/天=11天，基地及边坡处理 3 天，共计 14 天;路基填筑及压实（路基填筑需分层施工，每层厚度 250mm，滑行道共七层，路肩共三层），每班组每天可完成 50m*30m 区域 1 层压实，共 30 天;整平、洒水或晾晒：1.5 天/层，共 15 天;压实度及平整度检测：0.5 天/层，共 5 天;每区块需作业天数为 64 天，同时需查阅气象局雨量统计历史资料，扣除每月降雨量大于 10.16mm 天数，并考虑一定的管理因素，如质量不合格导致返工，安全检查
13、等，通常取正常产能的 85%作为计划产能。依据以上信息排出项目总体工期计划。4施工工艺及步骤开工前，需进行试验段施工，确定设备摊铺性能，材料压实性能及松铺系数等指标，并对路基填筑施工的工艺和质量检测标准、方式的可行性进行评价，以确定出路基填筑施工的最佳工艺来指导后续的路基工程大规模施工，预防后续施工过程中可能出现的质量和安全问题。通过试验段施工数据汇总得出路基压实度 90 区松铺系数 1.13，95 区 1.17，98区 1.22。90 区振动碾压 6 遍，静压 8 遍;95 区振动碾压 8 遍，静压 10 遍，98 区振动碾压10 遍，静压 12 遍。土方填筑施工采用水平分层填筑的方式，按“
14、三阶段、四区段、八流程”的施工工艺进行施工。主要施工步骤如下：4.1 施工准备-测量放样及材料检测采用 GPS 根据设计中桩坐标逐桩测放出路基中桩，中桩间距为 5m，根据设计计算出对应边桩坐标，并逐桩测放边桩。做好土源取样工作，由试验室做分析试验、击实试验等，测定土样的最佳含水量、最大干密度等土壤特性。4.2 填筑施工采用水平分层填筑法施工。根据预定的松铺厚度和车厢体积计算出每车土填筑面积。在下承层上根据每车土填筑面积画出方格网，确定出每车卸土范围，确保每车土所卸距离和数量均匀，边角不规则的地方根据现场的实际情况控制卸土数量。4.3 摊铺整平、洒水或晾晒先用挖机配合平地机粗略整平，之后测定土的
15、含水量，确保控制在最佳含水量，采用边桩的控制桩拉线采用平地机进行细致整平。4.4 碾压成型先用平地机或者人工将填土整平后采用振动压路机进行碾压，轮迹每次重叠 9/10，行进速度不超过 3km/h，前振后静压。直线段先两侧后中间进行碾压，小半径曲线段由内侧向外侧进行碾压，碾压达到无漏压、无死角，确保碾压均匀密实。5质量控制及检测方案按照施工工艺及合同要求，制定相应质量控制及检测方案：材料检测，每 10，000m3 回填土取三个样板，要求见 2.1;开工前检查天气，探测地下管线，监理核对开工令，风险评估表，施工图纸及现场交底记录等;每层压实完成后需采用 30t 重自卸车进行碾压检测和外观检测，确保
16、路基表面稳定、平整，无凹陷或者隆起，边线直顺，曲线圆滑;碾压检测后需进行压实度检测，采用灌砂法，每 2500m2 测一点，达到指定压实度要求;平整度检测，每层检测，允许误差：98 区 0 到-15mm，其他区 0 到25mm。6结语本项目工期紧，任务重，且新加坡雨季时间长，降雨量大，合理的资源配置和工期安排是土方工程成功的关键所在。项目管理团队通过对一系列核心管理要素的研究，统筹规划，保证了土方工程的顺利进行，为后期项目实施打下坚实基础，同时，积累了丰富的海外大型项目管理经验，增强我国对外承包工程企业在海外发达地区基础建设领域的竞争优势。参考文献：1杨传喜，浦伟德，孙文怀.某机场土方工程施工方案论证和实践J.机场工程，2004（2）.2刘军.数学建模应用于土木工程土方调配刍议J.工程技术研究，2016（08）：232-240.3张迎春.机场施工中土方平衡影响因素及调整方法J.城市建筑，2016（23）.4施永光，张雪梅.土方施工断面复测及平衡调配方案浅析J.城市建设理论研究（电子版），2015（22）.5吴永平.土方施工机群配置优化方法研究.2002 第六届国际公路水运交通技术设备展覽会专题研讨会.