何雙宏，陳國建，孫成彬，張春葉，何 謙

(重慶師范大學 地理與旅游學院，重慶 401331)

1 裝配式土地整治技術的內(nèi)涵和應用過程

裝配式土地整治技術是通過裝配式技術在土地整治中的應用來協(xié)調(diào)人地關系，將各類未利用的土地變成可以被人類利用的土地，進而提高土地利用率，實現(xiàn)土地自身資源價值的過程。2017 年以來，重慶市率先提出了“國土整治+裝配式技術”的國土整治新模式，即在國土整治過程中，因地制宜地采用“標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化監(jiān)管”的設計理念、施工方法和管理方式[1]，具體指將大量現(xiàn)場所需的工作移到工廠進行，在已有工業(yè)化水平高成型模具的前提下，在工廠批量加工制作好土地整治中所需的構(gòu)件和配件(如石坎、渠道、生產(chǎn)路、集水井等)，運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場直接安裝。

2 裝配式土地整治技術與傳統(tǒng)土地整治技術的對比

2.1 傳統(tǒng)土地整治技術面臨著多重困難

傳統(tǒng)土地整治過程中，傳統(tǒng)整治工程多采用的是現(xiàn)澆混凝土，在施工過程中容易受到天氣的影響，影響工程進度，實現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土強度達到使用要求之前，需要修筑臨時圍墻，在此期間施工區(qū)域需要封閉，這使得交通在一段時間內(nèi)遭到巨大的影響，圍墻拆除后會變成建筑垃圾，造成資源浪費，無形之中增加了造價，此外傳統(tǒng)土地整治技術還會受到質(zhì)量差養(yǎng)護難、山區(qū)施工條件差、工程建設監(jiān)管困難、材料二次運輸困難等一系列困難。

2.2 裝配式土地整治技術的優(yōu)勢

1)在坡面平整工程中，相比傳統(tǒng)的干砌塊石、條石，采用預制混凝土砌塊修筑的田坎更穩(wěn)固，不容易倒塌；生產(chǎn)簡單快速；施工難度低，后期進行養(yǎng)護便捷。

2)在灌溉水系配套工程中，預制混凝土溝道砌塊可以實現(xiàn)快速生產(chǎn)，快速安裝，建成后功能穩(wěn)定、滲漏少，外形美觀。

3)在田間道路工程中，采用預制混凝土道路砌塊修建田間道、生產(chǎn)路等，可以避免現(xiàn)澆混凝土開裂、啃邊、翻漿、寬窄不一、厚薄不均勻等問題，而且線形優(yōu)美、后期管護十分方便。

3 裝配式土地整治技術要點

3.1 裝配式土地整治技相關地方標準

近十年來，裝配式土地整治工程有過一些實踐，比如北京雄安新區(qū)市民服務中心，即位于雄安新區(qū)容城東部小白塔及馬莊村界內(nèi)，現(xiàn)場布設了永久的主干道路以及周邊臨時硬化道路[2]；裝配式施工技術在上海迪士尼樂園市政工作的應用[3]；2018 年，選取重慶市永川區(qū)茶園村作為裝配式土地整治的試點，將裝配式道路、溝渠、擋土墻首次應用于部分田間，裝配式工程占該地區(qū)土地開發(fā)整理項目總工程的1/5[1]。但是從國家到行業(yè)和地方，并沒有出臺過相應的標準文件來規(guī)范裝配式土地整治的施工、圖紙、預算等方面的標準，因此對于裝配式土地整治技術的推廣和應用，急需相應的、完整的標準文件來規(guī)范。

3.2 裝配式構(gòu)件設計

裝配式土地整治對相關工程所需構(gòu)件的抗壓、美觀、整體性、成本、施工效率有很高的要求，為了實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)、多功能，以及未來能朝向標準化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?、生態(tài)化方向發(fā)展，所以采用榫卯結(jié)構(gòu)，設計出了一系列不同規(guī)格、型號的多功能生態(tài)裝配式構(gòu)件，見圖1～4。

圖2 模塊化多功能生態(tài)溝渠系列裝配式構(gòu)件

圖3 模塊化多功能石坎單元結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 模塊化多功能農(nóng)村生產(chǎn)道路(2 m寬)單元結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 裝配式土地整治施工關鍵點

1)在施工作業(yè)期間，需要應用到許多種類型的PC構(gòu)件，這就要求相關施工單位相當重視施工材料的管理工作，這是由于施工作業(yè)時需要用到的材料繁雜，如果材料管理工作混亂，將對之后的裝配式構(gòu)件應用及施工質(zhì)量都會帶來影響。

2)由于地方氣候差異，對于裝配式土地整治的儲存工作也需要有相應的要求，應該盡可能地避免將材料放置于陰冷、潮濕的儲藏點，否則有可能會對材料的質(zhì)量帶來影響，繼而影響工程質(zhì)量，所以這需要相關人員要根據(jù)實際情況對不同的材料采取相應的方式進行儲存。

3)對于較大工程量的情況，需要動用一些機械設備開展工作，為了切實保障機械設備在施工中正常運行并發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢，這就要求相關人員對機械使用方面加大重視。

只有充分重視統(tǒng)籌規(guī)劃裝配式土地整治工程的全過程，才能夠從根本上使工程的質(zhì)量得到保證。

4 裝配式土地整治技術

現(xiàn)階段對于裝配式土地整治技術沒有一個相對詳細的技術路線，本文以裝配式生態(tài)道路技術為例對裝配式土地整治技術進行詳述。

4.1 路基的處理

正式開展裝配式工程施工前，需要對不同地形進行勘測、規(guī)劃和設計，并且需要對施工地點進行處理，這是為了使后續(xù)裝配式構(gòu)件安裝應用奠定良好的施工基礎，進而保證整個工程的施工質(zhì)量，為了更好地詳述裝配式土地整治技術，首先需要對路基進行處理，對原有的雜草和其他類型的垃圾進行全面清理，同時以防種植土、腐蝕土發(fā)生腐爛、發(fā)酵等生化反應，從而引起體積膨脹或萎縮,對路基的穩(wěn)定不利，產(chǎn)生安全隱患，因此要對該類植土進行換填，換填深度一般不小于30 cm，之后進行平整和壓實并達到施工要求的平整度和壓實度，對于壓實度標準通常為90%。若土質(zhì)中存在的含水率過高時，可以通過填筑處理、晾曬處理、鋪設處理或者滲灰處理使其達到最佳含水量±2%的情況下整平后用重型壓路機碾壓，直至達到規(guī)定的密實度，若道路路面積水過多，可以采取找坡排水方式對其進行積水處理，可在路兩側(cè)安裝裝配式生態(tài)溝渠來處理積水問題。

土質(zhì)填料的選擇是土方路基施工的首要和關鍵環(huán)節(jié),是直接關系到路基施工的成敗,不僅要考慮填料的各項技術指標滿足規(guī)范要求,而且應結(jié)合本地區(qū)氣候特點考慮其適用性,并進行實際施工驗證;而壓實時填料含水率的控制,也是土方路基壓實工作的重要一環(huán),含水率控制得當 (即接近最佳含水率),在保證壓實效果的前提下,可提高壓實效率,節(jié)約成本。

4.2 臨時道路板的鋪設

在裝配式生態(tài)道路施工期間，臨時道路板在其中應用的次數(shù)相對比較多且頻繁。在施工期間設置臨時道路板的原因是施工現(xiàn)場道路硬化程度比較高、施工周期比較緊等[4]。此外，臨時道路板鋪設需要滿足以下要求。

1)臨時道路板的鋪設需要在路基處理完之后進行；要保證施工路面進行了平整和填補處理的同時還要保證排水系統(tǒng)的正常使用。

2)彈性模量應滿足規(guī)范要求，然后才能對壓實路面開展再次鋪設施工作業(yè)，對于本次鋪設采用的材料為中粗砂墊層，鋪設厚度為3～5 cm，同時對于泥量的要求應低于5%[5]。

3)若采用鋼制臨時路板，為避免材料浪費和產(chǎn)生建筑垃圾，可多次反復使用。

4.3 裝配式生態(tài)道路構(gòu)件模板設計與生產(chǎn)

為了實現(xiàn)施工最終目的與裝配式土地整治的優(yōu)勢，裝配式生態(tài)道路構(gòu)件需要根據(jù)前期考察進行設計，需要滿足以下要求。

1)裝配式構(gòu)件的尺寸精度高，質(zhì)量有保障。與傳統(tǒng)的道路不同，要保證產(chǎn)品的尺寸精度高，壁厚均勻，材料質(zhì)量穩(wěn)定、耐久性高，除此以外還可以根據(jù)施工區(qū)域的水溫和地質(zhì)條件進行抗內(nèi)、外壓的設計。

2)對裝配式構(gòu)件性能進行測試。裝配式構(gòu)件的檢驗可以在工程中完成，在保證工程的安全系數(shù)的同時還能夠根據(jù)不足不斷進行改進。

3)由于不同路段的施工要求、地形地貌、環(huán)境生態(tài)不同，需要根據(jù)施工區(qū)的具體要求，提前設計出能夠滿足工程的各種不同尺寸型號時裝配式生態(tài)道路構(gòu)件。

4)與傳統(tǒng)施工技術的道路不同，裝配式生態(tài)道路需要在設計到施工期間要充分考慮到社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益的結(jié)合。例如，根據(jù)實際情況制造出構(gòu)件的標準節(jié)和特殊節(jié)以便滿足現(xiàn)實要求，還有便捷地對修復受損裝配式生態(tài)道路構(gòu)件節(jié)進行替換(受損處局部替換)，替換的路節(jié)可以回收再利用或者應用于道路要求不高的地方進行二次利用，這樣可以減少因修復造成的交通癱瘓時間，還能夠減少修復道路的經(jīng)濟成本，此外，還減少了施工垃圾，保證了生態(tài)的效益。

4.4 裝配式構(gòu)件吊裝

裝配式生態(tài)道路與其他類型的路面鋪設工作有很大的不同，裝配式生態(tài)道路施工需要考慮到鋪設、拆卸、重復利用等問題，因此吊鉤的設計是必要的，可以在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)時預制環(huán)形鋼筋或者多功能灌注口作為吊環(huán)。

隨著科學技術的發(fā)展，自動機械化設備也可以應用于裝配式土地整治，對于工程量、施工范圍大的工程，可以采取機械臂吊裝。通過把機械臂設置于小車進行鋪設，在保證其機動性的同時能夠快速地進行裝配式構(gòu)件的拼裝工作。

5 裝配式土地整治的創(chuàng)新思考

5.1 標識牌與數(shù)據(jù)庫管理

裝配式土地整治技術所使用的是工廠裝配式構(gòu)件，可以對裝配式構(gòu)件的參數(shù)和產(chǎn)品批號進行留存記錄，以便于施工和后期的維護。施工期間，可以在每一個構(gòu)件或一片區(qū)域、一定里程內(nèi)相同型號的構(gòu)件旁邊設立標識牌，標識牌刻上該型號構(gòu)件的名稱、編號、專屬二維碼，構(gòu)件的名稱可以通過里程樁號命名，例如，用渝A-12345-500-1表示里程500 m處1號裝配式多功能生態(tài)溝渠，而標識牌則可以作為該區(qū)域、該里程內(nèi)構(gòu)件的身份牌。工廠裝配式構(gòu)件時需要將構(gòu)件的生產(chǎn)日期、材料、型號參數(shù)等信息上傳到數(shù)據(jù)庫，根據(jù)其數(shù)據(jù)可以便于指導施工和后期維護，實現(xiàn)對裝配式構(gòu)件的智能化管理。

5.2 吊裝方案

施工期間構(gòu)件的吊裝可通過利用機器進行快速拼裝作業(yè)，利用機器輸送構(gòu)件至安裝區(qū)域，采取真空吸盤的方式將裝配式構(gòu)件吊裝起來，是當前裝配式施工中裝配式構(gòu)件吊裝的創(chuàng)新部分。隨著智能化技術的發(fā)展，可通過基于CNA總線電液對系統(tǒng)進行控制，通過視覺智能識別系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)實現(xiàn)自動化特征的吊裝技術，在高速作業(yè)的同時還能夠保證施工期間的安全性。通過機械臂與真空吸盤吊裝和智能自動化操作的可操作性較大，適用于大體量、地形復雜的裝配式道路施工過程，但是也具有前期成本投入較大的缺點。

5.3 裝配式生態(tài)型混凝土

生態(tài)型混凝土[6]指能夠進行植被移植，可適應植物的生長，具有保護環(huán)境、改善生態(tài)條件、維持原有防護功能特點的混凝土及其制品，即“綠化混凝土”。宗秋果等[7]通過對國內(nèi)外生態(tài)混凝土的研究，并經(jīng)過實驗得出以下結(jié)果：①無砂大孔混凝土強度不低于漿砌片石；②無砂大孔混凝土穩(wěn)定性不低于常規(guī)設計漿砌片石；③無砂大孔混凝土較常規(guī)設計漿砌片石更有利于植物的生長。由此可見，生態(tài)混凝土是具有可行性的，因此，對于今后裝配式土地整治過程中，若對生態(tài)效益具有高要求的工程可以采取生態(tài)型混凝土作為原材料，例如生態(tài)護坡工程。隨著生態(tài)型混凝土的發(fā)展和應用，必將成為裝配式土地整治的創(chuàng)新方向。

5.4 遙感技術

隨著我國遙感技術的迅猛發(fā)展，遙感技術的應用面越來越廣。遙感技術也將作為裝配式土地整治的一個創(chuàng)新方向，例如，在裝配式生態(tài)溝渠安裝傳感器，傳感器憑借其功能，實時對水流量進行有效監(jiān)測。此外，還需要設計出相關手機APP軟件，在手機便可以在異地對水流量進行監(jiān)測，再根據(jù)不同季節(jié)、不同氣候、不同環(huán)境條件下對水量的需求不同，通過手機對水閘進行控制來解決流量問題，做到實時監(jiān)測和控制管理智能化。合理的養(yǎng)護工作對于延長裝配式構(gòu)件壽命是必不可少的，為此這就要求需要注重裝配式構(gòu)件病害預防工作，可以通過GPR技術對裝配式構(gòu)件進行定期的病害檢查，及時發(fā)現(xiàn)潛在的病害問題并進行修護，保證裝配式構(gòu)件能夠長期正常應用。

6 裝配式土地整治發(fā)展的瓶頸及對策

與國外相比，國內(nèi)裝配式技術起步比較晚，又主要應用于建筑行業(yè)，作為土地整治的新技術，裝配式土地整治技術的發(fā)展將受制于許多方面。

1)政策支持的力度不夠。裝配式土地整治工程所使用的裝配式構(gòu)件被視為商品，因此生產(chǎn)后需要征收17%的增值稅，遠遠高于其他材料收取的4%的增值稅。因此政府首先應完善相關的政策和法律法規(guī)，其次要推動裝配式土地整治技術完善和推廣，還應該出臺鼓勵裝配式土地整治技術發(fā)展的政策，比如資金扶持，拿地政策優(yōu)惠，業(yè)績獎勵等。

2)缺乏裝配式土地整治技術的標準體系。雖然之前國內(nèi)有過裝配式土地整治的試驗區(qū)，但國內(nèi)并沒有相關的標準體系來對裝配式土地整治技術從設計、生產(chǎn)、施工、驗收等環(huán)節(jié)進行規(guī)范、指導，也沒有裝配式土地整治技術施工的定額標準和能熟練掌握裝配式土地整治施工技術的施工單位，因此裝配式土地整治技術標準體系尚未完善，限制了裝配式土地整治的發(fā)展，這也是裝配式土地整治技術的當務之急。因此需要盡快出臺具有本土特色的裝配式土地整治技術結(jié)構(gòu)體系，研發(fā)出適用于工業(yè)化生產(chǎn)和施工的標準體系及其配套體系，通過標準化、產(chǎn)業(yè)化、配套化來指導并規(guī)范設計、生產(chǎn)、施工、驗收等工作環(huán)節(jié)。

3)產(chǎn)業(yè)管理制度不完善。①國內(nèi)有能力對裝配式構(gòu)件進行大規(guī)模優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)的企業(yè)不多；②沒有完整的產(chǎn)業(yè)鏈，限制了裝配式技術在國土整治項目中的大規(guī)模應用；③多數(shù)企業(yè)沒有足夠的資金和管理能力推動裝配式土地整治技術的發(fā)展。產(chǎn)業(yè)管理作為發(fā)展裝配式土地整治技術的基礎，需要有一條包括裝配式土地整治技術從設計、生產(chǎn)、施工驗收、后期維護全過程的產(chǎn)業(yè)鏈條。

4)裝配式土地整治工程成本較高。裝配式構(gòu)件從設計到生產(chǎn)的一次性投資大，并且當前國內(nèi)市場勞動力成本比較高，裝配式土地整治項目相比于傳統(tǒng)土地整治的項目來說節(jié)約勞動力成本的能力有限，整體上來說綜合成本上難以占據(jù)優(yōu)勢。因此，首先政府需要通過政策手段來刺激裝配式土地整治的市場需求，擴大裝配式構(gòu)件的產(chǎn)能來形成規(guī)模經(jīng)濟，比如降低PC構(gòu)件的增值稅，保障裝配式土地整治技術項目的數(shù)量。此外還需要盡快編制裝配式土地整治技術的施工定額、計價規(guī)范，為裝配式土地整治工程造價提供依據(jù)，再通過合理定價來降低裝配式構(gòu)件成本，進而解決裝配式土地整治工程成本高的問題，其他降低成本的方法還有改進生產(chǎn)設備和產(chǎn)品、合理確定設備折舊等。

7 結(jié) 論

裝配式土地整治技術作為新型土地整治技術，對我國的國土整治是具有積極的意義，特別是滿足了我國提出的生態(tài)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，但是裝配式土地整治技術尚未完善和廣泛的應用，因此，各類企業(yè)與政府需要對該技術加大重視，提升裝配式土地整治技術的科技研發(fā)水平，加大裝配式土地整治產(chǎn)業(yè)化的推廣力度，更好地為我國綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略貢獻一份力量。

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