混凝土框格護坡坡改梯工程設計初探

王朝軍

(貴州省水土保持技術咨詢研究中心，貴州 貴陽 550002)

混凝土框格護坡坡改梯工程設計初探

王朝軍

(貴州省水土保持技術咨詢研究中心，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任務，結(jié)合當?shù)貙嶋H，統(tǒng)籌優(yōu)化，對部分坡耕地設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 設計思路和具體做法

按照坡耕地水土流失綜合治理及恢復生態(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 混凝土框格護坡設計圖(cm)

設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計。混凝土框格護坡由混凝土基礎、框格和壓頂三部分組成。混凝土基礎設計規(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。建基面處理后應無尖角、無松動巖塊，基礎面應打毛，沖洗清除油污、雜物，排除積水并保持濕潤，符合設計和規(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].水土保持應用技術，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、概預算和評價等相關工作。

2015-06-15