混凝土框格護坡坡改梯工程設(shè)計初探

王朝軍

(貴州省水土保持技術(shù)咨詢研究中心，貴州 貴陽 550002)

混凝土框格護坡坡改梯工程設(shè)計初探

王朝軍

(貴州省水土保持技術(shù)咨詢研究中心，貴州 貴陽 550002)

混凝土框格護坡；坡改梯；水土保持治理

坡改梯工程設(shè)計多為石坎坡改梯或土坎坡改梯。結(jié)合貴州省思南縣坡耕地治理實際情況，針對土層厚、石料來源稀少的地區(qū)特點，采用混凝土框格護坡坡改梯模式進行了治理。相比石坎坡改梯，平均節(jié)約投資39 889.10元/hm2，節(jié)約66.26%。實踐證明，混凝土框格護坡坡改梯具有梯坎穩(wěn)定性好、投資成本低、施工影響度低、耕地破壞小、景觀協(xié)調(diào)度高、生態(tài)效益好的優(yōu)勢，為相似地區(qū)的坡改梯工程提供了一種新思路。

貴州地處云貴高原的東部大斜坡地帶,碳酸鹽巖分布廣泛，地貌類型眾多，巖溶分布面積占全省土地總面積的73%[1]，土地資源相當缺乏[2]。根據(jù)2010年貴州省國土資源公報[3]，全省耕地面積約449.99萬 hm2，占土地總面積的25.55%。其中旱地面積為320.01萬 hm2，占耕地總面積的71.11%；15°以上的坡耕地面積為216.07萬 hm2，占耕地總面積的48.02%，坡耕地占耕地面積比重較大。坡耕地也是長江、珠江上游水土流失的主要源地[2]，容易造成下游庫區(qū)泥沙淤積，威脅河流行洪安全。為減少水土流失，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境，國家于2010年開展了坡耕地水土流失綜合治理試點，貴州省編制了《全國坡耕地水土流失綜合治理工程貴州省專項建設(shè)方案》(2013—2016年)，實施了坡耕地水土流失綜合治理。

在坡耕地治理過程中，貴州省各地根據(jù)實際采取了不同的治理措施，如部分地區(qū)側(cè)重采用石坎坡改梯，部分地區(qū)側(cè)重于“土坎坡改梯+植物籬”的模式，貴州省思南縣則采取了“石坎坡改梯+混凝土框格護坡”的治理新模式。本文在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，重點介紹思南縣2013—2015年混凝土框格護坡治理新模式，以期為今后坡耕地水土流失綜合治理工程提供參考。

1 基本情況

1.1 項目區(qū)基本情況

2013—2015年思南縣項目區(qū)涉及張家寨鎮(zhèn)、東華鄉(xiāng)、鸚鵡溪鎮(zhèn)和涼水井鎮(zhèn)，區(qū)內(nèi)總?cè)丝?.23萬人，人均耕地面積0.147 hm2,海拔800～1 000 m，以山地地貌為主。屬中亞熱帶氣候區(qū)，熱量豐富，雨量充沛，雨熱同季，年均氣溫17.3 ℃，年均降水量1 154.3 mm，年均蒸發(fā)量770.9 mm，年均無霜期290 d。土壤類型以黃壤為主，土層厚度一般在0.5～2.0 m。

項目區(qū)坡耕地總面積1 084.25 hm2，其中：坡度5°～8°的為588.03 hm2，占坡耕地面積的54.23%；8°～15°的為249.35 hm2，占坡耕地面積的23.00%；15°～25°的為246.87 hm2，占坡耕地面積的22.77%。坡耕地以5°～8°為主，面積大、水土流失嚴重，人地矛盾突出。2013—2015年，思南縣項目區(qū)共投資3 750萬元，治理坡耕地面積720.00 hm2，其中實施混凝土框格護坡坡改梯270.38 hm2。

1.2 存在的問題

貴州省坡改梯工程設(shè)計多為石坎坡改梯或土坎坡改梯。由于降雨豐富，因此土坎坡改梯在雨季損壞較為嚴重，保存率不高。根據(jù)對項目區(qū)的實地調(diào)查，就項目區(qū)而言，全部采用石坎坡改梯也存在諸多問題。首先，項目區(qū)部分坡耕地土層相對較厚，巖石出露率較低，采用就地取材的方式修筑石坎坡改梯不符合當?shù)貙嶋H；其次，項目區(qū)附近可利用石料場較為分散，且距離較遠，石料運輸成本高，石坎坡改梯修建成本增加；再次，項目治理年度投資為1 250萬元，治理面積240 hm2，每公頃平均投資52 083.3元，而根據(jù)當?shù)匚飪r、人工工資測算，每公頃石坎坡改梯的實際投資達到了60 000元左右，因此全部修筑石坎坡改梯存在困難。

綜合分析，為保質(zhì)保量完成坡耕地水土流失綜合治理工程建設(shè)任務(wù)，結(jié)合當?shù)貙嶋H，統(tǒng)籌優(yōu)化，對部分坡耕地設(shè)計采用混凝土框格護坡坡改梯進行水土流失綜合治理，取得了很好的生態(tài)、社會、經(jīng)濟效益。

2 設(shè)計思路和具體做法

按照坡耕地水土流失綜合治理及恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的總目標和要求，從防治水土流失、保護土地資源出發(fā)，在項目區(qū)內(nèi)土坎較高，石料就地取材難度大、運輸距離遠的區(qū)域，采用混凝土框格護坡坡改梯(圖1)。

圖1 混凝土框格護坡設(shè)計圖(cm)

設(shè)計防御暴雨標準采用最易產(chǎn)生水土流失的短歷時、高強度暴雨，按10年一遇3～6 h最大暴雨標準進行設(shè)計。混凝土框格護坡由混凝土基礎(chǔ)、框格和壓頂三部分組成。混凝土基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)格為0.30 m×0.30 m的C15混凝土澆筑；框格采用C15混凝菱形框格，框格尺寸為2.00 m×2.00 m；混凝土壓頂采用C10混凝土澆筑，寬0.30 m、厚0.10 m。護坡背坡坡比為1 ∶0.75，基礎(chǔ)必須挖至土層以下0.20 m(如圖1)。

施工要求：一是梯田外坡修平壓實，坡比控制在1 ∶0.75；二是模板制作安裝，模板加固；三是混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護。澆筑程序為:建基面(施工縫)處理→驗倉→混凝土配制→混凝土拌和→混凝土運輸→混凝土入倉澆筑→振搗密實→拆模→養(yǎng)護等。建基面處理后應(yīng)無尖角、無松動巖塊，基礎(chǔ)面應(yīng)打毛，沖洗清除油污、雜物，排除積水并保持濕潤，符合設(shè)計和規(guī)范要求。

3 優(yōu)勢分析

3.1 梯坎穩(wěn)定性好，投資成本低

表1為每公頃石坎坡改梯與混凝土框格護坡的工程造價對比。通過對比分析，石坎坡改梯平均投資為60 202.05元/hm2，混凝土框格護坡坡改梯平均投資為20 311.95元/hm2，比石坎坡改梯可節(jié)約投資39 890.10元/hm2，節(jié)約66.26%。每公頃石坎坡改梯的投資可完成2.96 hm2的混凝土框格護坡坡改梯，從治理面積上大幅度增加，但穩(wěn)定性卻與石坎坡改梯相當。與土坎坡改梯相比，混凝土框格護坡坡改梯更加穩(wěn)定，不易受降雨洪水沖刷影響。因此，在符合條件的區(qū)域采用混凝土框格護坡不僅能減少水土流失，而且能降低投資，增大治理面積，很好地解決了治理投資有限與治理任務(wù)重的矛盾，也豐富了坡耕地治理方式，為今后的坡耕地水土流失綜合治理提供了借鑒。

表1 石坎與混凝土框格護坡坡改梯工程造價對比 元/hm2

3.2 施工影響度低，耕地破壞小

在坡改梯施工過程中，對原有坡耕地會造成一定的破壞。特別是石坎坡改梯，在實施過程中，基礎(chǔ)開挖、石料運輸、堆放等都會對周邊耕地造成破壞，且范圍較混凝土框格護坡坡改梯大；石坎背坡填筑的表土也在短期內(nèi)極不穩(wěn)定，在降雨作用下易發(fā)生沉降形成裂隙或塌陷坑，不利于耕作；在施工后期剩余的碎石、砂漿等殘留材料也會對耕地造成影響。土坎坡改梯施工難度較低，占地范圍小，但穩(wěn)定性不佳，容易倒塌。

3.3 景觀協(xié)調(diào)度高，生態(tài)效益好

南方地區(qū)雨熱同期，林草植被覆蓋度較高，修建石坎坡改梯在景觀協(xié)調(diào)度上相對較低，而采用混凝土框格護坡給梯坎預(yù)留了一定的植被生長空間，可種植一些根系較為發(fā)達的經(jīng)濟作物，如黃花菜等，也可通過自然生長恢復(fù)植被。在混凝土框格護坡坡改梯施工結(jié)束后，通過人工種植或自然恢復(fù)植被，一方面進一步提高了梯坎的穩(wěn)定性，防止梯坎水土流失，另一方面也與周邊植被景觀相協(xié)調(diào)，達到了既可防止水土流失，提高耕地質(zhì)量，又與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的目的。

4 結(jié) 論

貴州省思南縣采用混凝土框格護坡坡改梯，不僅降低了坡改梯成本，而且有效地減少了施工對耕地的破壞影響，豐富了梯坎建設(shè)形式，提高了景觀協(xié)調(diào)度，在有效治理水土流失的同時，保護并合理利用了自然資源，既完成了治理任務(wù)和目標，又達到了生態(tài)治理的新要求，為今后相似地區(qū)的坡耕地水土流失綜合治理提供了借鑒。

[1] 林昌虎,解德蘊,涂成龍,等.貴州山區(qū)坡耕地綜合利用與整治[J].水土保持研究，2004，11(3)：211-213.

[2] 劉建忠,韓德軍,顧再柯,等.貴州喀斯特地區(qū)坡耕地現(xiàn)狀及整改策略[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2007(5)：42-44.

[3] 貴州省國土資源廳.2010年貴州省國土資源公報[A].貴陽：貴州省國土資源廳，2011：42-44.

(責任編輯 王 琦)

S157

A

1000-0941(2015)10-0023-02

王朝軍(1971—)，男，貴州思南縣人，工程師，從事水土保持規(guī)劃、概預(yù)算和評價等相關(guān)工作。

2015-06-15