農田坡改梯水利工程中混坎施工技術探討

摘要：為了探討坡改梯工程中的混坎施工技術，分析其在梯田穩定性、防洪排水性能及土地利用率提升等方面的作用。本文通過文獻調研及工程實踐，系統分析了混坎施工技術在不同地質條件下的挑戰，主要體現在地質差異、土石方平衡及材料耐久性等問題。針對這些挑戰，提出了材料選擇、施工技術優化及材料耐久性提升的具體策略。研究結果表明，合理的地基處理、排水設計及耐久性材料的選用對混坎結構的穩定性及長期使用效果至關重要。以期為未來坡改梯工程的混坎施工提供了理論依據和實踐指導。

關鍵詞：坡改梯工程；混坎施工；水利工程；技術要點

坡改梯工程作為農田水利建設的重要組成部分，其核心技術之一為混坎施工。該技術不僅在梯田結構穩定性方面發揮關鍵作用，還直接影響排水、防洪等功能的有效實施。然而，坡改梯工程中復雜的地質條件、坡度變化以及氣候因素等，導致施工中面臨多重挑戰，在施工過程中如何實現土石方平衡與地基穩固，直接決定了工程的安全性與長期效能。混坎作為主要支撐結構，其材料的選擇、耐久性及適應性非常重要，深入探討混坎施工技術的關鍵環節及應對策略，具有重要的理論價值和實踐意義。

1 坡改梯工程中混坎施工技術價值

1.1 增強梯田結構穩定性

混坎施工技術通過建立堅固的支撐結構，有效提升梯田的整體穩定性。梯田中的混坎作為擋土墻，能夠承受大量的土壤壓力，并通過合理的設計分散荷載，防止土壤滑移和邊坡崩塌。材料選擇直接決定結構強度，混凝土或石材的密度與抗壓強度必須與地質條件匹配，確保其長期抵御地質變動的能力[1]。施工過程中，混坎與地基之間的連接較為重要，合理的嵌入深度與基礎處理可顯著增強其抗震性能與抵抗地基下沉的能力。通過采取分層填筑、壓實等工藝，混坎施工能夠大幅提高梯田土體的穩定性，避免因沉降不均導致的坍塌或滑坡。

1.2 提高梯田防洪排水性能

混坎施工技術在梯田排水與防洪功能中具有不可替代的作用。混坎的結構設計不僅僅用于支撐土壤，還通過排水孔與排水層的設置，促進雨水的快速排出，避免水分在土壤中長期滯留而導致地基軟化或土體崩塌[2]。排水系統的設計應根據梯田的坡度與降水量進行合理布局，確保水流能夠順利通過并減少對混坎的侵蝕。尤其是在暴雨頻發區域，混坎的抗水沖擊能力必須通過合理選擇防水材料和加強表面保護措施來提升[3]。混坎施工中的排水系統與防滲處理直接關系到梯田的水土保持效果，有效的排水結構能夠避免雨水集中積壓，防止地表水過度滲透破壞混坎基底。

1.3 優化坡地土地利用率

坡改梯工程中的混坎施工技術顯著提高了坡地的利用率，使得原本不平整、易流失的坡地得以改造成可持續利用的梯田。混坎施工通過建立層層梯田，有效防止土壤侵蝕與水土流失，保持耕地資源的穩定性。各梯面通過混坎分隔，形成獨立的耕作單元，不僅提高了土地的利用效率，還優化了作物種植條件。混坎的設計使得土地坡度得到有效調整，降低了坡度過大造成的耕作難度，同時確保水資源的合理分布和灌溉系統的均勻性[4]。合理的混坎高度和梯田寬度設計直接影響耕作機械的操作空間，提高了農業生產效率。混坎施工的空間優化作用不僅限于耕作面積的擴展，還體現在水土保持和作物根系的固定效果上，從而實現土地的高效、持續利用。

2 坡改梯工程中混坎施工技術難點

2.1 地質差異對施工的影響

坡改梯工程通常涉及復雜的地質條件，地質差異直接影響混坎施工的穩定性與安全性。不同土壤類型的承載力差異顯著，軟土層或松散砂土往往無法提供足夠的支撐力，導致地基沉降或坍塌風險增加。巖質地層的硬度與風化程度不均，給基坑開挖和混坎嵌入帶來施工難度，特別是當地基巖石裂隙發育時，容易造成排水不暢或巖體崩裂。此外，部分區域地表土層厚度變化較大，導致基底處理不均勻，影響混坎的整體受力性能和使用壽命。地質差異還會影響材料的選擇和施工工藝，某些土壤條件下的坍塌風險、浸水軟化問題等，要求施工技術在材料的抗壓性、抗侵蝕性等方面做出特殊處理，以確保混坎結構的長效穩定。

2.2 土石方平衡與地基穩定難題

土石方工程在坡改梯中的平衡問題是影響混坎施工的核心技術難點。由于坡度變化和地形復雜，施工中土方量的分配極易產生不均，過多的土方集中堆積會加劇邊坡的不穩定性，導致滑坡風險。相反，土方不足則會造成地基承載力不足，影響混坎的支撐效果。地基穩定性取決于土石方的合理分配與壓實度控制，尤其是在多雨地區，土壤含水量增加會導致土方松動、地基軟化，使混坎基礎失去穩定支撐。此外，坡地的不同地段土石方含量差異較大，部分區域可能存在巖石或硬土層，而其他區域則為松散砂土層，如何在施工中實現不同區域土石方的平衡處理，直接決定工程的整體穩定性。

2.3 混坎材料的耐久性問題

混坎施工過程中，材料的耐久性是影響工程長期穩定性的關鍵問題。混凝土、石材等常見混坎材料在長期受自然環境影響時，容易出現強度衰減和表面風化，尤其是在多雨或溫差變化劇烈的區域，會加速材料的老化。材料在抗壓、抗滲性能上的不足可能導致混坎出現裂縫或孔隙，進而削弱其防護能力與承載力。某些石材在濕度較高的環境下，吸水率較高，造成材料內外結構的物理性質變化，影響整體結構穩定性。此外，耐久性問題還與材料的施工工藝有關，如果混凝土攪拌、澆筑不均勻或配比不合理，混坎材料的抗壓強度會大幅下降，導致其在應對長期荷載時出現變形或崩塌的風險。

3 坡改梯工程中混坎施工技術策略

3.1 地質適應的材料選擇策略

坡改梯工程的混坎施工中，地質適應性是影響工程質量的關鍵要素。不同的地質條件對材料的力學性能、耐久性和適應性提出了嚴格要求。軟弱土層因其承載力較低，容易產生不均勻沉降，導致混坎結構變形或坍塌，因此需要選擇抗壓強度高、沉降變形小的混凝土材料，并輔以加筋土技術或采用高密度聚乙烯等合成材料作為地基加固措施，以提高地基承載能力。巖質地層則要求材料具有高黏結性和耐磨損性能，特別是對風化嚴重的巖層，必須選擇抗侵蝕性強的高性能混凝土，確保其與巖石形成穩固的結合。對于松散砂土，施工材料應具備優異的抗沖刷性能，可選擇摻入防水劑和增黏劑的混凝土，提高其抗水侵蝕能力，見表1。

3.2 基于地形的施工技術優化

坡改梯工程中的混坎施工需與地形條件緊密結合，以確保工程的整體穩定性與施工的經濟性。坡度較大的區域易受地表水沖刷和重力作用影響，混坎結構需增強抗剪能力，防止土體滑移。施工中應采用多層分段式施工，合理劃分梯田高度和寬度，確保每一段的土方量與支撐力均衡分布，避免由于不均勻受力導致的滑坡或坍塌風險。為確保混坎與地基的穩固連接，需根據地形坡度調整混坎的嵌入深度，較陡坡地段應適當增加嵌入深度，同時加強地基處理，采用夯實或加筋處理提高地基穩定性，見表2。

3.3 混坎材料耐久性提升方案

混坎材料的耐久性直接決定坡改梯工程的使用壽命和長期穩定性，針對不同氣候條件下材料性能衰減的特性，需采取多維度的提升方案。材料的選擇應符合施工區域的氣候特征，在多雨地區，混坎材料必須具備優異的抗水性與排水性能，可通過摻入高效防水劑和使用低吸水率骨料的混凝土配合比，降低混凝土的吸水率，減少水分在材料內部的滯留時間。凍融循環頻繁的地區，材料的抗凍性能重要，通過添加引氣劑使混凝土內形成均勻的微小氣泡，有效緩沖凍融應力，防止材料產生裂縫，見表3。

4 結語

本文通過針對地質條件的材料選擇策略、地形適應的施工技術優化以及材料耐久性的提升方案，可有效應對這些技術挑戰。地基穩固性、排水系統的合理設計以及抗侵蝕措施是確保混坎長期穩定性的重要環節。此外，施工過程中的精細化控制與后期的養護措施對于提升工程的持久性和安全性重要。后續研究可進一步探索更加適應復雜氣候與地質環境的高性能材料，以提升混坎施工技術的廣泛適用性與工程質量。

參考文獻

[1] 尹成戌.坡改梯工程中混坎施工技術探討[J].中國水土保持，2023（1）：24-26.

[2] 郭玉記，劉一樂.晉北高寒區坡改梯農田土壤養分狀況研究[J].山西水土保持科技，2022（3）：1-2.

[3] 鄧剛，張富，馬瑞，等.以坡耕地梯田化促進農業產業化發展對策[J].中國水土保持，2022（3）：5-8.

[4] 范鴻磊.陵川縣坡耕地改梯田工程設計探討[J].陜西水利，2020（10）：109-111.