工程建设期表土剥离技术研究

时间：2023-04-12 06:27:50

付斌，景鹏云，李浩

（山西垣曲抽水蓄能有限公司，山西运城 043700）

表土是经过人为改变或自然条件产生的有良好结构或肥力尚可的表面土，根据科学计算，在天然状况下产生约1 cm 厚的表土层约需数百年，它是一种稀有、不可循环、具有重要研究价值的资源[1]。随着中国生态文明建设的深入开展，人们对表土剥离、保护与再利用意识不断增强，中央1 号文件、2017 年4 号文件均提出，要“全面推进建设占用耕地剥离耕作层土壤再利用”。可见，保护表土资源，合理规划、利用现有的表土资源，对促进生态文明建设和可持续发展，保护与改善人类生存环境具有十分重要的意义。表地剥离，指将工程占用地和露天开挖土地（包含暂时性或长期性土地）将所触及到的适宜耕地的表层土地加以剥离，从而进行原位及异地土质的再利用、土壤改良、造地工程及其他用途的土地剥离、储存、搬用、耕层构造及测量等各种相关工程技术的总称。所谓表土剥离，并不仅限于农田，而且包含城市建设占用的森林、草原及其余农用地等[2]，如果触及到“适宜耕地或再利用的土地”就应选择剥离；其剥离深度也不限于耕地层，而且视土地肥沃程度、土地需求量而定，通常包含全部表土层（即耕地层、心地层和底土层）。

1 总体思路

施工建设项目占地绝大部分为林地、草地或耕地等，而工程建设期内会面临大量的工程创面绿化、生态修复、植被恢复及复垦等任务，需要大量的表土资源，做好表层土剥离，既能节约土地资源，又能快速修复生态。工程建设期对表层土的剥离设计主要按如下思路进行：①表土作为一种自然资源，必须得到充分的保护和利用，项目区内的表土资源要做到“能剥尽剥”，最大程度保护表土资源；②做好水土保持植物措施设计，使绿化用土量计算合理、准确；③尽量使项目区的绿化用土量与表层土剥离量达到用剥平衡；④表层土剥离设计在施工工艺上要经济、合理，实施具有可操作性；⑤表土堆存时，优先选择项目征占地占地范围堆存，减少表土运距；⑥表层土利用规划统筹考虑项目施工工期、时序、组织、管理等。

需要强调的是，表层土在剥离的过程中，土壤质量、地表物质、地形坡度、道路条件等因素对表土剥离的适用性有着很大的影响。通过现场实地调查，常选定地面较平整、坡度较缓、土层厚度较大、便于机械施工计算表土剥离量。对于以外的工程占地区，一般很难计算表土可利用量，但是本着“高肥力、高潜力优先剥离”和“应剥尽剥”的原则，在实际施工过程中亦应该将此部分区域表土进行剥离，减少底层土的剥离，优质利用表土资源。

2 工艺与设备选择

2.1 工艺选择

应当根据表土剥离点的地质状况、表土厚度和分布的程度、表土层品质及施工环境因素，制定地表土剥离技术[3]。通常对土壤较厚并且人口集中分布的区域，多使用机械破坏；在土壤较薄、分布支离破碎或边坡很大的地方，建议采取人工施工和机械设备为辅的方法；如果因作业条件而无法利用机械设备，则全部采取人工剥离方法，并在工程施工过程中，尽量将对土地上团粒结构的损伤程度降到最小。

2.1.1 条带表土外移剥离法

条带表土外移剥除法[4]是按条带由内向外剥离、搬运，主要应用于剥除的地距复垦地区较偏远或暂无法复垦，但剥除后的地表土仍必须保存的特殊情况。具体方法如下：把待剥离表土的田块分为若干个条带，每条带的长度大约为原施工机械长度的整倍数；由内向外逐条带剥离；在条带两端依次向外运输表土，每次剥离长度随土方数量变化而定。

2.1.2 分层平移表土剥离法

分层平移表土剥离法是指按照各种土壤质量级别，对各种厚薄表土采用抄平剥离的方式。主要应用在平缓地上的表土剥离，能够更好地把较优质的土壤剥离开来，从而改善土壤品质[5]。具体方法如下：针对不同类型的土壤品质，依据表土厚薄，分别进行土壤抄平的施工方案设计；分层剥离，如果剥离厚度较厚，以单次剥离厚薄不大于30 cm 为宜。

2.2 设备选择

依据表土剥离工艺、剥离区的地形条件、道路交通状况等各种表土剥离利用方位，选择适宜的施工机具，降低对耕作层土壤结构的损坏，提升剥离效率。电动、挖掘机等对土层理化性状破坏程度较轻，经常选用其至表土剥离机械施工中[3]，其中挖掘机适应于坡度较大的区域，常用于坡度较大、地块较破碎区域的表土剥离，但不适于大面积剥离作业，铲运机与推土机则刚好相反，故实际应用中，常根据现场实际情况进行综合规划。

3 施工技术要求

3.1 调查与复测

实施表土剥离前，做好表土剥离区土壤调查工作，复测表土剥离区面积和表土剥离厚度，根据调查与复测结果确定表土剥离区面积与剥离厚度。

3.2 划分作业区

按照剥离区域地形、土层厚薄、土质的均一度以及作业方便性等实际情况，把剥离区域分割成不同的施工区域，而各个施工区域又按条带分割成具有相同特点的剥离单元[6]。

按照所选定的机械剥离装置，可以决定每次剥离的长度和轴线及适宜的机械剥离厚度，通常剥离宽度为3 m 左右。

3.3 清除异物

进行剥离之前，必须清扫、剔除土壤及地表中较大的树根、石头、废物等异物。采集的表土中应尽可能地不含有垃圾杂物、坚硬泥块以及直径超过5 cm 的砂砾。

3.4 剥离

在每条工作区中逐条加以剥离，在条带内剥离时，也应当沿着条带从一个方向逐渐向前剥离[7]；同一个条带内有许多土层时，应该首先剥离耕作层，然后再剥离亚表层土壤以下；当剥离区存在一些陡坡时，剥离条带发展轴线也应该与陡坡轴线平行。

4 表土剥离管理要求

4.1 制定施工方案，建立实施细则

工程建设期，为确保表土剥离工作顺利有序进展，保证剥离质量，在实施过程中，施工承包单位需制定表土剥离与存储专项实施方案，方案中需详细说明附着物清理、剥离层厚度要求、剥离质量控制、运输与存储等重点性问题，并报送监理单位审查。监理单位需编制表土剥离专项实施细则[8]，实施细则中需明确表土剥离数量和质量要求等关键性问题，并随着工程进展合理安排剥离工作进度，做到既减少相互影响，又要保证可利用的表土应收尽收。表土剥离期间，工程参建各方要及时沟通，防止表土前期剥离不足，后期无法保证绿化用量要求。

4.2 施工中进行质量控制

表层土采集的品质直接影响植被的生长情况，因此严格控制地表土壤的采集品质是表土剥离施工的重要因素[9]。施工过程中，监理单位需贯彻工程监理实施细则，由监理员在材料收集地点旁站监理，同时监理工程师每天均需开展巡查，并组织召开专题协调会，重点指出如下要求以有效控制土层质量：开采表土无砂石颗粒、块石、树枝树根、生活垃圾等，严禁在雨天收集储存表土；开采前必须对地表覆盖杂物进行清理，但地表覆盖的枯枝落叶腐殖质层无需清理，与表土一同剥离；对于土层较薄的区域，需采用推土机集土，必要时辅以人工作业；对于不满足要求的土壤责令施工单位拖回原处，禁止进入表土堆存场。