黃土高原丘陵溝壑區(qū)造地施工技術(shù)探討
——以吳起縣白豹鎮(zhèn)小丘溝為例

高 靖

（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司黃河西岸土地整治分公司，陜西 西安 710000）

黃土高原丘陵溝壑區(qū)溝壑縱橫、地形復(fù)雜，水土流失嚴(yán)重，自20 世紀(jì)90 年代末期以來(lái)大力推進(jìn)了退耕還林工程，生態(tài)建設(shè)取得顯著成效[1]。但是，退耕還林后墚峁坡面的耕地大幅減少，日益影響到農(nóng)戶生計(jì)和糧食安全，溝道由此成為黃土高原退耕還林還草后土地集約利用的重要切入點(diǎn)[2]。基于治溝造地適宜性方面的研究，王光冬等[3]通過(guò)考察證明治溝造地工程在當(dāng)?shù)氐玫酱蠓秶恼J(rèn)可，陳超[4]研究結(jié)果顯示研究區(qū)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和綜合效益均有提升，賀春雄[5]研究表明需實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展。

土方工程是黃土高原丘陵溝壑區(qū)治溝造地工程的關(guān)鍵所在，而削坡取土施工又是土方工程的難點(diǎn)所在。本文通過(guò)闡述溝道治理中削坡取土的施工方法、施工過(guò)程注意事項(xiàng)以及利用Cass軟件計(jì)算與施工相結(jié)合，動(dòng)態(tài)調(diào)整開(kāi)挖線的創(chuàng)新性措施，為今后黃土高原丘陵溝壑區(qū)溝道綜合整治提供一定的施工技術(shù)參考和借鑒。

1 工程概況

小丘溝位于吳起縣白豹鎮(zhèn)洛河流域上游白豹川區(qū)域，地形走勢(shì)由南向北依次遞減，主溝道走向規(guī)則，屬自然沖溝，溝道橫斷面呈現(xiàn)為U字型形狀。

2 施工工藝流程及要點(diǎn)

小丘溝溝道整治前后斷面圖見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 和圖2 是小丘溝溝道整治前后斷面圖，從圖上可以看出，黃土高原丘陵溝壑區(qū)治溝造地溝底田塊墊土土方是從溝道兩側(cè)山坡取土，根據(jù)田塊設(shè)計(jì)高程測(cè)算填方量，以“挖填平衡，土方量最小”的原則，確定兩側(cè)山坡開(kāi)挖線，進(jìn)行削坡取土。同時(shí)為保證邊坡的穩(wěn)定性，削坡邊坡采用階梯型，兩平臺(tái)間高差不超過(guò)4 m，邊坡坡比為1∶0.75，并在平臺(tái)上栽植刺槐，邊坡種植紅柳，防止雨水沖刷造成邊坡坍塌。

3 施工方法

溝壑區(qū)造地主要是輪式裝載機(jī)和履帶式反鏟挖掘機(jī)配合使用，要根據(jù)工程內(nèi)容、工程量、工期確定機(jī)械種類和數(shù)量。履帶式反鏟挖掘機(jī)，具有操作靈活、回轉(zhuǎn)速度快、通過(guò)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，輪式裝載機(jī)能鏟、能裝、能推，地形復(fù)雜地區(qū)可以倒運(yùn)物資，使用靈活方便。在溝壑區(qū)治溝造地過(guò)程中，挖掘機(jī)根據(jù)自身特點(diǎn)及施工成本等方面考慮，主要作業(yè)內(nèi)容是確定開(kāi)挖線，并根據(jù)溝道縱深打開(kāi)工作面，最后進(jìn)行邊坡修整。裝載機(jī)在挖掘機(jī)打開(kāi)的工作面上進(jìn)行削坡取土，填溝造地。通常情況下，挖掘機(jī)沿溝道縱向間隔40～50 m開(kāi)一個(gè)工作面，每個(gè)工作面上配2～3個(gè)裝載機(jī)進(jìn)行作業(yè)。溝道橫斷面削坡取土示意圖見(jiàn)圖3。

從圖3 可知，用GPS放出開(kāi)挖線由溝掌至溝口方向，挖掘機(jī)率先到達(dá)的開(kāi)挖起點(diǎn)A點(diǎn)，進(jìn)行作業(yè)，打開(kāi)工作面B，然后沿著溝道縱向在已放好開(kāi)挖線上作業(yè)，打開(kāi)下一個(gè)工作面，同時(shí)打開(kāi)道路，確保裝載機(jī)能夠抵達(dá)該工作面。裝載機(jī)到達(dá)工作面B上進(jìn)行削坡取土，一層一層退至工作面CD′，即根據(jù)設(shè)計(jì)要求需預(yù)留平臺(tái)的位置，調(diào)回挖掘機(jī)至工作面CD′，按1∶0.75的坡比，從裝載機(jī)取土后留下開(kāi)挖面開(kāi)始，進(jìn)行刷坡至設(shè)計(jì)坡比，再?gòu)腄′開(kāi)始向下退臺(tái)，按設(shè)計(jì)2 m寬度留好CD平臺(tái)，向下打開(kāi)工作面EE′，調(diào)回裝載機(jī)進(jìn)行退臺(tái)削坡取土，挖掘機(jī)、裝載機(jī)來(lái)回調(diào)配的循環(huán)，直至退至設(shè)計(jì)田面高程。

4 施工建議及注意事項(xiàng)

針對(duì)黃土高原丘陵溝壑區(qū)治溝造地，有如下建議：

對(duì)于工期緊、任務(wù)重的項(xiàng)目，可根據(jù)施工技術(shù)力量，溝道兩側(cè)同時(shí)作業(yè)，開(kāi)多個(gè)工作面，交叉進(jìn)行作業(yè)。對(duì)于上述提到確定開(kāi)挖線位置，承擔(dān)著較大風(fēng)險(xiǎn)，可能造成田塊施工標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高，或田塊施工標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高，造成返工。建議在施工程中每天測(cè)算土方量，把土方控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)土方明顯超過(guò)設(shè)計(jì)土方，可在臺(tái)階式退臺(tái)過(guò)程中，放緩邊坡坡比，在開(kāi)下一個(gè)工作面的時(shí)候適當(dāng)放低開(kāi)挖線，從而控制土方。

對(duì)于工期要求不緊，施工單位技術(shù)力量薄弱的項(xiàng)目，可選擇溝道單側(cè)施工，工作面不宜開(kāi)太多，這樣土方控制風(fēng)險(xiǎn)較低，在施工過(guò)程中可根據(jù)實(shí)時(shí)土方量，隨時(shí)調(diào)整溝道另一側(cè)的開(kāi)挖線。

對(duì)于挖掘機(jī)作業(yè)的工作面，預(yù)留保證裝載機(jī)能夠通過(guò)的道路，由于黃土高原丘陵溝壑區(qū)多為人煙稀少，交通不便利的荒溝，加油車(chē)無(wú)法直接到達(dá)項(xiàng)目區(qū)，給機(jī)械加油是一個(gè)難題。通常情況下，加油車(chē)將油卸至所能到達(dá)的離項(xiàng)目區(qū)最近的地方，由裝載機(jī)倒運(yùn)給其他機(jī)械加油，充分利用裝載機(jī)的機(jī)動(dòng)性，盡量不要讓挖掘機(jī)離開(kāi)工作區(qū)域去加油。