料源分析
物料平衡计算
动态平衡计算
必要性
水电工程土石方开挖与填筑工程量大、工期长，做好土石方平衡设计，保障大坝填筑料源供应，降低施工成本，是水电工程施工组织设计中的一项重要工作。
提高利用率
在保证控制性进度前提下，尽量提高开挖可利用料的直接利用量，开挖料规格亦应满足填筑料技术要求。
转存计划
在进度安排上，应保证可转存量满足需转存量需求。预先做好转存计划，做到料尽其用，降低物料运输成本。
避免二次倒运
根据实际进度、地质条件、设计变更等，进行物料动态平衡计算。通过加强物料过程管控，一是保证施工期物料供应，提高可用料直接利用率，二是保证可转存量满足需转存量需求，同时也要避免二次倒运。
合理规划
计算出工程剩余可用和弃渣量，按照环境保护要求，合理规划布置转存场和弃渣场。
解决方案
土石方平衡计算系统是一个受时空约束的复杂动态调配系统，需正确表达工程对象之间的多重相关性，时空交错、关系复杂；加上动态变化，更增加了计算难度。
在空间上
存在多个开挖项、填筑项、转存场、弃渣场、运输道路及挖运机械等对象，需在空间上建立对象之间逻辑关系。
从数量上
分析开挖可利用量是否满足填筑设计需要。
在时间上
时间跨度大，且随项目进度推进，需动态分析开挖与填筑供需关系。
在质量上
需按岩性、石料规格分类计算，以满足大坝分区填筑质量要求。
在成本上
在挖填供需、物料转存与物流调度上，按路径优化，降低施工运输成本。 国内科研院校针对堆石坝土石方平衡做过很多课题研究，工程实际中项目管理人员大多使用excel，计算难度大、数据多、易出错，难以跟踪实际进度进行动态计算。
⌈ 本方案基于Microsoft Project软件开发：
实现了项目进度管理与土石方平衡计算一体化。系统结合项目进度进行土石方平衡计算，穿透分析挖填供需关系，形象直观、高效快捷；能跟踪项目实际进度，对土石方平衡进行动态计算，实现物料过程管控；并通过物料调运仿真计算，规划出物料流向，计算场内道路运输强度，为合理安排施工进度提供数据支撑。 ⌋
主要内容
物料平衡主要工作内容。
设计阶段
编制项目总进度，梳理各项工程开挖与填筑任务，通过料源分析，计算填筑设计需要量和工程开挖可利用量，评估开挖量、开挖进度是否满足填筑量需求。 根据项目总进度计划，分析计算可利用料的直接利用量、转存需要量。在不影响控制进度的前提下，尽量提高可用料直接利用量，减少转存利用量。通过物料调度模拟计算，确定物料流向，以计算场内公路运输强度、行车密度，为公路设计提供依据。 根据转存需要量、弃用量、弃渣量，规划转存场和弃渣场设计。
施工阶段
细化施工总进度，提高地质勘探精度，复核开挖量是否满足填筑量求。提高有用料直接利用率，减少转运量，以降低施工成本。
根据实际进度、地质条件、设计变更等，进行物料动态平衡计算，分析开挖可用料是否满足填筑料和骨料需求。通过协调开挖与填筑项目之间关系，提高可用料直接利用率，减少转运或二次倒运。加强物料过程管控，保证物料可靠供应。
料源分析
料源分析
计算年度工程量、建材用量
料源分区
本系统支持项目分3个区进行土石方平衡计算。1区、2区适用于土石方开挖与土石方填筑分析，3区适用于石方开挖与混凝土骨料分析。
计算使用率
基于施工进度，在各开挖任务及设计工程量基础上，根据地质资料、质量要求、开挖可利用率等，按岩性（如强、弱风化等）计算出开挖可利用量及弃渣量。
计算需求量
基于施工进度，在各填筑任务及设计工程量基础上，考虑填筑石料折方系数和损耗系数，按填筑料质量规格（如强、弱风化等）分类计算出填筑设计需要量。
物料平衡计算
分析
系统计算并绘出项目 “开挖可利用量”和“填筑设计需要量” 累计曲线，据此。
满足系数要求
分析开挖可利用量是否满足填筑设计需要量1.15倍系数要求。
评估安排是否合理
评估开挖和填筑进度总体安排是否合理：开挖线应在填筑需要线之上，二者不应出现交叉，否则表明开挖不满足填筑进度要求。
计算方法
根据施工总进度和料源分析数据，系统计算绘出 “开挖可利用”强度曲线和“填筑需要量”强度曲线（分别简称“开挖线”和“填筑线”），通过对两条曲线进行“布尔计算”和数据分析，进行物料平衡计算。
直接利用量
=开挖线 ∩ 填筑线 (绿色区)
转存利用量
=填筑线 — 开挖线(蓝柱区)
可用转存量
=开挖线 — 填筑线(灰柱区)
剩余可用量
= 可用转存量—转存利用量
“直接利用量”计算
交集
“开挖线”与“填筑线”的交集，即为可利用料的“直接利用量”。为降低运输成本直接利用量越大越好。
提高利用率
因此，在不影响控制进度的前提下，可调整各开挖与填筑项目进度、施工程序，尽量使开挖项目的岩性、进度，与大坝填筑的用料规格和进度相匹配，提高开挖料直接利用率。
“转存利用量”与“可用转存量”计算
强度曲
“填筑线—开挖线”部分为“转存利用量”（填筑缺口）；“开挖线—填筑线” 则为“可用转存量” ，二者在强度曲上一般呈“∞”字型。
累计曲线
系统计算绘出“可用转存”和“转存利用”累计曲线。在进度安排上，对于填筑料：“可用转存量≥转存利用量×1.1 ” ；对于骨料：“可用转存量≥转存利用量×1.0 ”，否则可能会造成供料不足，需协调开挖和填筑任务进度予以解决。
转存场规模估算
转存料场规模需通过模拟转存场的存入和运出，来分析确定转存料场规模。
“开挖线”与“填筑线”的交集，即为可利用料的“直接利用量”。为降低运输成本直接利用量越大越好。
- ZC1=第1次转存需要量;
- ZC2=第2次转存需要量-期间可转存量;
- ZC3=第3次转存需要量-期间可转存量;
- ……ZCi小于0时，按0计。
【转存场规模】=Max(ZC1，ZC2，ZC3…)×K3×松方系数。
分析转存场规模还要考虑费用因素，如第1~2次间可转存量运距较远，但第1次前可转存有余、运距近，运输成本更低。但更早存料，但又会增加转存场规模。因此，需综合分析比较，选择最优方案。
弃用量计算
弃用量
= 开挖可利用量 – 直接利用量 – 转存利用量；
= 可用转存量- 转存利用量
依据
根据项目总弃用量，加上弃渣量，可作为规划工程弃渣场规模的依据。
“填筑料”和“骨料”物料平衡区别
在料源分析计算填筑需要量时，骨料开挖可利用料均需堆存至存料场，均需计入转存与加工损耗系数。
【转存场规模】=Max(ZC1，ZC2，ZC3…)×K3×松方系数。
“开挖∩填筑”部分，填筑料平衡为“直接上坝量”,骨料平衡可理解为：时段内，转存场“存料”和“出料”相互抵消。
动态平衡计算
项目开工后，为加强物料过程管控，应进行动态土石方平衡计算。根据工程实际进度，分析开挖可利用量是否满足填筑（或浇筑）需求，及时发现问题并采取对策，是施工期物料平衡的关键。建议2~3个月进行一次土石方平衡计算。
数据采集
定期（如按月）分强、弱风化输入各项开挖和填筑任务的实际完成工程量；
定期（如按月）分强、弱风化输入转存场实际存料量（自然方）；
根据设计变更、实际地质条件、岩土试验、施工条件等情况，评估是否调整：剩余工程量、剩余工期、计算系数。
动态计算
系统将剩余工程量分布在剩余工期内，计算当前进度状态下物料平衡数据，包括：开挖可利用量、填筑设计需要量、直接利用量、转存利用量、可用转存量等，并生成各类图表。
在【转存场实际存料量】基础上，加上剩余开挖可转存量，分析其是否满足剩余转存需要量需求。
3区弱分化“实际转存+可用转存”&“需要转存量”累计曲线
3区弱分化“实际转存+可用转存”&“需要转存量”累计曲线
累计曲线对比
累计曲线对比
3区“开挖可利用”&“填筑需求”强度曲线
3区“开挖可利用”&“填筑需求”强度曲线
3区“开挖可利用”&“填筑需求量”累计曲线
3区“开挖可利用”&“填筑需求量”累计曲线
可在excel中录入进度完成数据，然后批量导入系统
可在excel中录入进度完成数据，然后批量导入系统
