工程建設(shè)期表土剝離技術(shù)研究

付 斌，景鵬云，李 浩

（山西垣曲抽水蓄能有限公司，山西 運(yùn)城 043700）

表土是經(jīng)過人為改變或自然條件產(chǎn)生的有良好結(jié)構(gòu)或肥力尚可的表面土，根據(jù)科學(xué)計(jì)算，在天然狀況下產(chǎn)生約1 cm 厚的表土層約需數(shù)百年，它是一種稀有、不可循環(huán)、具有重要研究?jī)r(jià)值的資源[1]。隨著中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的深入開展，人們對(duì)表土剝離、保護(hù)與再利用意識(shí)不斷增強(qiáng)，中央1 號(hào)文件、2017 年4 號(hào)文件均提出，要“全面推進(jìn)建設(shè)占用耕地剝離耕作層土壤再利用”?？梢?，保護(hù)表土資源，合理規(guī)劃、利用現(xiàn)有的表土資源，對(duì)促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)與改善人類生存環(huán)境具有十分重要的意義。表地剝離，指將工程占用地和露天開挖土地（包含暫時(shí)性或長(zhǎng)期性土地）將所觸及到的適宜耕地的表層土地加以剝離，從而進(jìn)行原位及異地土質(zhì)的再利用、土壤改良、造地工程及其他用途的土地剝離、儲(chǔ)存、搬用、耕層構(gòu)造及測(cè)量等各種相關(guān)工程技術(shù)的總稱。所謂表土剝離，并不僅限于農(nóng)田，而且包含城市建設(shè)占用的森林、草原及其余農(nóng)用地等[2]，如果觸及到“適宜耕地或再利用的土地”就應(yīng)選擇剝離；其剝離深度也不限于耕地層，而且視土地肥沃程度、土地需求量而定，通常包含全部表土層（即耕地層、心地層和底土層）。

1 總體思路

施工建設(shè)項(xiàng)目占地絕大部分為林地、草地或耕地等，而工程建設(shè)期內(nèi)會(huì)面臨大量的工程創(chuàng)面綠化、生態(tài)修復(fù)、植被恢復(fù)及復(fù)墾等任務(wù)，需要大量的表土資源，做好表層土剝離，既能節(jié)約土地資源，又能快速修復(fù)生態(tài)。工程建設(shè)期對(duì)表層土的剝離設(shè)計(jì)主要按如下思路進(jìn)行：①表土作為一種自然資源，必須得到充分的保護(hù)和利用，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的表土資源要做到“能剝盡剝”，最大程度保護(hù)表土資源；②做好水土保持植物措施設(shè)計(jì)，使綠化用土量計(jì)算合理、準(zhǔn)確；③盡量使項(xiàng)目區(qū)的綠化用土量與表層土剝離量達(dá)到用剝平衡；④表層土剝離設(shè)計(jì)在施工工藝上要經(jīng)濟(jì)、合理，實(shí)施具有可操作性；⑤表土堆存時(shí)，優(yōu)先選擇項(xiàng)目征占地占地范圍堆存，減少表土運(yùn)距；⑥表層土利用規(guī)劃統(tǒng)籌考慮項(xiàng)目施工工期、時(shí)序、組織、管理等。

需要強(qiáng)調(diào)的是，表層土在剝離的過程中，土壤質(zhì)量、地表物質(zhì)、地形坡度、道路條件等因素對(duì)表土剝離的適用性有著很大的影響。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，常選定地面較平整、坡度較緩、土層厚度較大、便于機(jī)械施工計(jì)算表土剝離量。對(duì)于以外的工程占地區(qū)，一般很難計(jì)算表土可利用量，但是本著“高肥力、高潛力優(yōu)先剝離”和“應(yīng)剝盡剝”的原則，在實(shí)際施工過程中亦應(yīng)該將此部分區(qū)域表土進(jìn)行剝離，減少底層土的剝離，優(yōu)質(zhì)利用表土資源。

2 工藝與設(shè)備選擇

2.1 工藝選擇

應(yīng)當(dāng)根據(jù)表土剝離點(diǎn)的地質(zhì)狀況、表土厚度和分布的程度、表土層品質(zhì)及施工環(huán)境因素，制定地表土剝離技術(shù)[3]。通常對(duì)土壤較厚并且人口集中分布的區(qū)域，多使用機(jī)械破壞；在土壤較薄、分布支離破碎或邊坡很大的地方，建議采取人工施工和機(jī)械設(shè)備為輔的方法；如果因作業(yè)條件而無法利用機(jī)械設(shè)備，則全部采取人工剝離方法，并在工程施工過程中，盡量將對(duì)土地上團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的損傷程度降到最小。

2.1.1 條帶表土外移剝離法

條帶表土外移剝除法[4]是按條帶由內(nèi)向外剝離、搬運(yùn)，主要應(yīng)用于剝除的地距復(fù)墾地區(qū)較偏遠(yuǎn)或暫無法復(fù)墾，但剝除后的地表土仍必須保存的特殊情況。具體方法如下：把待剝離表土的田塊分為若干個(gè)條帶，每條帶的長(zhǎng)度大約為原施工機(jī)械長(zhǎng)度的整倍數(shù)；由內(nèi)向外逐條帶剝離；在條帶兩端依次向外運(yùn)輸表土，每次剝離長(zhǎng)度隨土方數(shù)量變化而定。

2.1.2 分層平移表土剝離法

分層平移表土剝離法是指按照各種土壤質(zhì)量級(jí)別，對(duì)各種厚薄表土采用抄平剝離的方式。主要應(yīng)用在平緩地上的表土剝離，能夠更好地把較優(yōu)質(zhì)的土壤剝離開來，從而改善土壤品質(zhì)[5]。具體方法如下：針對(duì)不同類型的土壤品質(zhì)，依據(jù)表土厚薄，分別進(jìn)行土壤抄平的施工方案設(shè)計(jì)；分層剝離，如果剝離厚度較厚，以單次剝離厚薄不大于30 cm 為宜。

2.2 設(shè)備選擇

依據(jù)表土剝離工藝、剝離區(qū)的地形條件、道路交通狀況等各種表土剝離利用方位，選擇適宜的施工機(jī)具，降低對(duì)耕作層土壤結(jié)構(gòu)的損壞，提升剝離效率。電動(dòng)、挖掘機(jī)等對(duì)土層理化性狀破壞程度較輕，經(jīng)常選用其至表土剝離機(jī)械施工中[3]，其中挖掘機(jī)適應(yīng)于坡度較大的區(qū)域，常用于坡度較大、地塊較破碎區(qū)域的表土剝離，但不適于大面積剝離作業(yè)，鏟運(yùn)機(jī)與推土機(jī)則剛好相反，故實(shí)際應(yīng)用中，常根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行綜合規(guī)劃。

3 施工技術(shù)要求

3.1 調(diào)查與復(fù)測(cè)

實(shí)施表土剝離前，做好表土剝離區(qū)土壤調(diào)查工作，復(fù)測(cè)表土剝離區(qū)面積和表土剝離厚度，根據(jù)調(diào)查與復(fù)測(cè)結(jié)果確定表土剝離區(qū)面積與剝離厚度。

3.2 劃分作業(yè)區(qū)

按照剝離區(qū)域地形、土層厚薄、土質(zhì)的均一度以及作業(yè)方便性等實(shí)際情況，把剝離區(qū)域分割成不同的施工區(qū)域，而各個(gè)施工區(qū)域又按條帶分割成具有相同特點(diǎn)的剝離單元[6]。

按照所選定的機(jī)械剝離裝置，可以決定每次剝離的長(zhǎng)度和軸線及適宜的機(jī)械剝離厚度，通常剝離寬度為3 m 左右。

3.3 清除異物

進(jìn)行剝離之前，必須清掃、剔除土壤及地表中較大的樹根、石頭、廢物等異物。采集的表土中應(yīng)盡可能地不含有垃圾雜物、堅(jiān)硬泥塊以及直徑超過5 cm 的砂礫。

3.4 剝離

在每條工作區(qū)中逐條加以剝離，在條帶內(nèi)剝離時(shí)，也應(yīng)當(dāng)沿著條帶從一個(gè)方向逐漸向前剝離[7]；同一個(gè)條帶內(nèi)有許多土層時(shí)，應(yīng)該首先剝離耕作層，然后再剝離亞表層土壤以下；當(dāng)剝離區(qū)存在一些陡坡時(shí)，剝離條帶發(fā)展軸線也應(yīng)該與陡坡軸線平行。

4 表土剝離管理要求

4.1 制定施工方案，建立實(shí)施細(xì)則

工程建設(shè)期，為確保表土剝離工作順利有序進(jìn)展，保證剝離質(zhì)量，在實(shí)施過程中，施工承包單位需制定表土剝離與存儲(chǔ)專項(xiàng)實(shí)施方案，方案中需詳細(xì)說明附著物清理、剝離層厚度要求、剝離質(zhì)量控制、運(yùn)輸與存儲(chǔ)等重點(diǎn)性問題，并報(bào)送監(jiān)理單位審查。監(jiān)理單位需編制表土剝離專項(xiàng)實(shí)施細(xì)則[8]，實(shí)施細(xì)則中需明確表土剝離數(shù)量和質(zhì)量要求等關(guān)鍵性問題，并隨著工程進(jìn)展合理安排剝離工作進(jìn)度，做到既減少相互影響，又要保證可利用的表土應(yīng)收盡收。表土剝離期間，工程參建各方要及時(shí)溝通，防止表土前期剝離不足，后期無法保證綠化用量要求。

4.2 施工中進(jìn)行質(zhì)量控制

表層土采集的品質(zhì)直接影響植被的生長(zhǎng)情況，因此嚴(yán)格控制地表土壤的采集品質(zhì)是表土剝離施工的重要因素[9]。施工過程中，監(jiān)理單位需貫徹工程監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，由監(jiān)理員在材料收集地點(diǎn)旁站監(jiān)理，同時(shí)監(jiān)理工程師每天均需開展巡查，并組織召開專題協(xié)調(diào)會(huì)，重點(diǎn)指出如下要求以有效控制土層質(zhì)量：開采表土無砂石顆粒、塊石、樹枝樹根、生活垃圾等，嚴(yán)禁在雨天收集儲(chǔ)存表土；開采前必須對(duì)地表覆蓋雜物進(jìn)行清理，但地表覆蓋的枯枝落葉腐殖質(zhì)層無需清理，與表土一同剝離；對(duì)于土層較薄的區(qū)域，需采用推土機(jī)集土，必要時(shí)輔以人工作業(yè)；對(duì)于不滿足要求的土壤責(zé)令施工單位拖回原處，禁止進(jìn)入表土堆存場(chǎng)。

4.3 提高開挖利用率的措施

表土回收利用工作實(shí)施主體為建設(shè)單位，在施工前，由建設(shè)單位組織施工單位和監(jiān)理單位進(jìn)行水土保持培訓(xùn)，使其認(rèn)識(shí)到水土保持的作用以及表土利用對(duì)其項(xiàng)目本身的價(jià)值。施工單位要把表層土在水土保持方面的利用工作列入重要議事日程，真正做到責(zé)任、措施和投入全部到位。

實(shí)施階段要嚴(yán)格實(shí)施對(duì)工程施工擾動(dòng)范圍內(nèi)征占地表層土的剝離工作。根據(jù)實(shí)際地形條件，確定剝離厚度，確保表層土充分收集，確保表土保護(hù)率指標(biāo)達(dá)標(biāo)，確保水土保持專項(xiàng)驗(yàn)收順利實(shí)施。

4.4 工程計(jì)量

進(jìn)行表層土工程量計(jì)算并不僅僅是為了費(fèi)用開支，主要是為了統(tǒng)計(jì)表層土的收集貯存量，并根據(jù)收集量結(jié)合工程區(qū)綠化與土壤復(fù)墾設(shè)計(jì)編制地表土資料利用方案，以保證地表土科學(xué)合理分配使用。受運(yùn)距、單價(jià)、采集地點(diǎn)等比較分散的因素限制，表層土儲(chǔ)量常采用統(tǒng)計(jì)運(yùn)輸車輛的方式進(jìn)行計(jì)算，收方后進(jìn)行校核。由現(xiàn)場(chǎng)旁站的監(jiān)理人員對(duì)每輛車裝土狀況實(shí)施統(tǒng)一管理，監(jiān)理和施工項(xiàng)目部做好每日記錄，并進(jìn)行對(duì)照核實(shí)，監(jiān)理工程師對(duì)每天的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。

5 表土運(yùn)輸

根據(jù)工程表土供需平衡分析，復(fù)核工程植被恢復(fù)和復(fù)耕用土需求是否滿足“即剝即用”[10]，如不滿足，則需要暫存后再利用，并根據(jù)“就近堆存、就近利用”的原則，在工程征地范圍內(nèi)確定堆存場(chǎng)地。

5.1 設(shè)備與工具

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)交通條件和運(yùn)輸距離的長(zhǎng)短，合理選擇運(yùn)輸機(jī)械。一般選用自卸汽車，近距離運(yùn)輸時(shí)也可選用推土機(jī)、裝載機(jī)等。挖裝設(shè)備可選用鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)或挖掘機(jī)配合鏟運(yùn)機(jī)為汽車裝土等。

5.2 方法及主要事項(xiàng)

表土開挖時(shí)，常采用倒退法施工，有時(shí)需鋪設(shè)鋼板和木質(zhì)板以盡可能減小對(duì)表土的壓實(shí)。表土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)及時(shí)修整堆土的表面和邊緣。經(jīng)常采用倒退的方式進(jìn)行卸裝，表土卸裝時(shí)，需用推土機(jī)和鏟運(yùn)機(jī)推平，并盡量減少碾壓。禁止在雨天進(jìn)行表土的裝卸和運(yùn)輸。在運(yùn)輸過程中應(yīng)采取用苫布遮蓋等方式對(duì)土壤進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)避免土壤飛揚(yáng)散落造成環(huán)境污染和土方損失。工程項(xiàng)目區(qū)通常占地較大、項(xiàng)目部位多，后期植物措施恢復(fù)面積大，綠化用土量大，必須要做好表層土的剝離和儲(chǔ)存工作，宣傳表土利用在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中的作用。施工過程中要嚴(yán)格按照法律、法規(guī)的要求，保護(hù)和利用表土資源，定期對(duì)施工單位進(jìn)行培訓(xùn)和監(jiān)督，使之認(rèn)識(shí)到表土剝離及其對(duì)項(xiàng)目本身的價(jià)值。

5.3 進(jìn)度安排

地表土剝離的施工進(jìn)度應(yīng)與建設(shè)工程保持同步，并按照主體工程施工進(jìn)度，合理組織地表土剝離時(shí)段安排，剝離實(shí)施過程中，具體剝離時(shí)間應(yīng)隨工程進(jìn)度調(diào)整進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

6 結(jié)語

工程建設(shè)期，人為活動(dòng)頻繁，占?jí)?、擾動(dòng)耕地、園地、林地和草地在工程結(jié)束后將產(chǎn)生大量的裸露地表，實(shí)施表土剝離、保護(hù)和再利用[11]，是有效落實(shí)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)的內(nèi)在要求，亦是工程水土流失防治的強(qiáng)制性措施之一。本文系統(tǒng)介紹了工程建設(shè)期表土剝離技術(shù)的實(shí)施應(yīng)用，對(duì)于常規(guī)性新建工程項(xiàng)目具有普遍適用性，對(duì)項(xiàng)目區(qū)表土資源的充分保護(hù)和利用、促進(jìn)工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相協(xié)調(diào)等方面具有一定推廣意義。