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【关键词】:土壤改良 措施
中图分类号:S2 文献标识码:A 文章编号:1009-914x(2014)26-01-01
1.土壤改良的阶段
土壤改良工作一般根据各地的自然条件、经济条件,因地制宜地制定切实可行的规划,逐步实施,以达到有效地改善土壤生产性状和环境条件的目的。土壤改良过程共分两个阶段:
①保土阶段,采取工程或生物措施,使土壤流失量控制在容许流失量范围内。如果土壤流失量得不到控制,土壤改良亦无法进行。对于耕作土壤,首先要进行农田基本建设。
②改土阶段。其目的是增加土壤有机质和养分含量,改良土壤性状,提高土壤肥力。改土措施主要是种植豆科绿肥或多施农家肥。当土壤过砂或过黏时,可采用砂黏互掺的办法。。
2.土壤改良的意义
(1)苗木培育周期长,而且是全株利用,土壤养分消耗大,需要通过土壤改良来补充。
(2)育苗活动及土壤天然缺陷产生的土壤养分不足和结构不良,需要通过土壤改良来调节。
(3)树木正常生长所需要的有益生物,苗圃中常缺乏,需要人工添加。
(4)合理施肥可以有效调节土壤肥力,有效促进苗木产量和质量的提高。
3.土壤改良的几点措施
3.1合理使用化肥
根据农作物的目标产量和土壤养分的测定值,确定施肥量、施肥种类、施肥时期等,这样有利于土壤养分的平衡供应,以避免盲目施肥,减少浪费,减少对环境的污染;化肥应与有机肥合理混用,在肥效上达到互补,提高肥料利用率,改善土壤结构,防止土壤板结;由于微生物肥料具有无污染、提高作物品质、改良土壤、增加土壤肥力等优点,应大力推广和施用,从而减少对化肥的需用量;施用长效氮肥和氮抑制剂。长效氮肥由于供氮比较缓慢,不会造成土壤中无机氮素的快速升高,使施氮周期符合作物需肥规律,尤其在蔬菜作物上可大大降低硝酸盐的累积和施用次数,经济效益显著。氮抑制剂是一种可使有效氮缓慢释放的化学品,如氮吡啉、双氢胺等,可显著减少蔬菜中硝酸盐含量,从而改善其品质。
3.2施用土壤调理剂和新型植物生长素
农药在作物体内残留问题,已引起人们的高度重视。减少农药用量,首先选择施用免深耕土壤调理剂。该剂是一种生物化学制剂,对作物无毒、无副作用,可打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力、减少病虫害发生,从而减少农药的用量。在保护地蔬菜生产的中、后期,由于大水漫灌、人工踩踏等原因而发生土壤板结,极不利于根系对水分、营养的吸收。因此,该调理剂尤其适用于保护地蔬菜生产。其次施用一些新型植物生长素来增加作物的抗逆、抗病性能,从而减少农药在土壤中的残留,以达到改善作物品质的目的。
3.3推广应用可降解农用地膜
自觉清除农田残膜,把收集到的废膜统一进行合理的回收利用,同时减少有毒农膜的购买使用,可用黑色药膜或黑色可降解膜。
3.4采用微灌工程合理灌溉
目前微灌形式有滴灌、渗灌、微喷和涌泉灌4种。在保护地生产中,应根据不同作物选择与之适应的微灌方式。
3.5施用充分腐熟的有机肥
未腐熟或腐熟不够的有机肥,由于碳氮比(C/N)过高,土壤微生物难以分解,作物很难利用,而且新鲜的禽畜粪含盐较高,作物不但不吸收,还容易加剧地下害虫的为害。腐熟的有机肥是一种养分较齐全的肥料,大量施用可改善土壤的理化性状,具有改良土壤、培肥地力的作用,有益保护地蔬菜生产。
4.土壤改良的具体方法
4.1酸性土壤改良方法
使用石灰中和酸性,每亩每次施40~50千克石灰,以后每次施用量减少1/2,直至改造为中性或微酸性土壤。施绿肥,增加土中有机质,达到改善土壤酸性的效果。增加灌溉次数(水田可串灌),冲淡酸性对作物的危害。种植耐酸作物,如油菜、水稻、茶、桑、红苕、果树等,边利用边改造。增施碱性肥料,如碳酸氢铵、氨水、石灰氮、钙镁磷肥、磷矿石粉、草木灰等,对提高作物产量有好处。
4.2碱性土壤改良方法
所谓盐碱土也叫盐渍土,是指土壤中含有过量可溶性盐类的土地,包括盐土和碱土两种性质不同的土壤。所谓盐土,主要是指土壤内含有过量水溶性盐分的土壤,多属中性盐,呈碱性反应,pH值在7―8之间。因此,我们应使用酸性肥料,如硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、过磷酸钙、磷酸二氢钾、硫酸钾等,定向中和碱性。种植耐碱作物,如棉花、豆科作物、麻类、地下结实作物、麦类等,边利用边改造。加深耕层,三沟配套,降低水位,逐年洗碱(盐)。多施农家肥,改良土壤,培肥地力,增强土壤的亲和性能。
4.3黏性土壤改良方法
掺沙质土,改善土壤耕作性。经常清理三沟,增加土壤通透性,协调水、肥、气、热、菌的矛盾。多施有机肥料,促进土壤团粒结构形成。勤中耕松土,加速肥料的分解释放能力,为作物幼苗及时供给有效养分。
4.4沙质土壤改良方法
砂性重的土壤一般表现为过分疏松,漏水漏肥,有机质缺乏,蒸发量大,保温性能低,肥劲短,后期易脱肥。一是大量施用有机肥料。这是改良砂质土壤的最有效方法即把各种厩肥,堆肥在春耕或秋耕时翻入土中,由于有机质的缓冲作用,可以适当多施可溶性化学肥料,尤其是铵态氮肥和磷肥能够保存在土中不流失。二是大量施用河泥、塘泥,这也是改良砂土的好方法。如果每年能每亩施河泥4~10吨。结合耕作,增施有机肥,使肥土相融:由于在日光温室新建过程中富含有机质的表层土大多被取走,故此新建温室首要的问题是增加土壤中的有机质含量。土壤有机质具有提供作物所需要的养分和提高养分的有效性,改善土壤的理化性状,增强土壤的保肥性能和缓冲性能的作用。几年后土壤肥力必然能大幅度提高,过度疏松漏水,漏肥的情况将有改善。三是在两季作物间隔的空余季节,种植豆类科蔬菜,间作、轮作,以增加土壤中的腐殖质和氮素肥料。四是对砂层较薄的土壤可以深秋压砂,使底层的粘土与砂土掺合,以降低其砂性。
4.5冷凉土壤改良方法
增施农家肥,改善土壤结构。三沟配套,降低水位,排明水、滤暗渍,经常中耕破板(水田则泥脚薅草),提高土温。.多施磷钾肥(因冷浸田多缺有效磷肥)和暖性肥(如牛马骡粪、渣肥、火粪土、稻草及作物茎叶等),促根壮秆夺高产。水旱轮作(3~5年轮换1次),减少病、虫、草害。
4.6瘦土壤改良方法
种植豆科或绿肥作物,提高土壤含氮量,如红花草子、箭舌豌豆、草木樨、黄花苜蓿、柽麻、蚕豆、油菜等。增施氮素含量高的肥料,如尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵等,提高土壤肥力。逐年加深耕层,促进土壤熟化,同时施足农家肥料作底肥,则改造力度更大,效果更好。清除土中的砂砾石块,减少“吊气”死苗,确保密度和稳产。
参考文献:
[1]周家成.关于对苗圃土壤改良的思考[J].农业与技术.2013.07.
[2]申鸣,方亮.盐碱地不同措施的改良效果及树木存活率比较[J].中国园艺文摘.2013.06.
1.1建立良好的工程体系
在改良时应结合盐碱地的成因和性质,制定针对性的措施,完善盐碱地的改良工程体系,工程体系主要包括指平整土地、建立排灌溉系统及换土等措施。在干旱和半干旱地区,盐碱地地表蒸发量较大,可以通过整平措施来降低水分的蒸发,还可以通过土壤的翻动来减少盐分的上升。建立排灌溉系统,能够满足盐碱地的灌水需求量,防止气候干旱和过涝对土壤造成的伤害,这是盐碱地改良中的重要措施。在具体应用中,盐碱地地区的农民探索出了新的模式,在农田中挖掘一定面积的水沟,用土筑成台田,用来种植农作物,并在沟中养鱼,而在干旱时可以从沟内引水灌溉。在内陆盐碱地的改良过程中可以考虑采用井灌井排的方式,在农田中打一口深井,干旱时可以用井水灌溉,雨水比较多时盐分会随着水而渗入到井中。由于这种改良方式所需井的数量比较多,具有比较高的投资成本,在具体应用时可以考虑和沟渠等相结合。
1.2综合性措施
由于盐碱地的成因涉及到的因素比较多,所以在改良时应采取综合性的措施,从多方面着手进行改良和治理,最终提高土壤的利用率。除常见的一些措施之外,还可以考虑通过植树造林来降低地下水位,同时抑制盐分的上升,植树造林还有其他生态意义上的功能,能够防止旱涝灾害的影响和干扰等。盐碱地的形成和地下水位之间存在着紧密的联系,通过降低地下水位,对于盐碱地的改良具有重要的促进作用。对于盐碱地来说,地下水的补偿来源主要依靠降雨,在植树造林后,土壤中的雨水一部分能够被树木所利用,增加水的消耗。一些树木的根系可以直接应用地下水,通过树木的蒸腾作用,能够有效地降低地下水位。
2盐碱地造林技术
2.1选择合适的林木
在盐碱地的改良过程中,生物措施是重要的改良措施,在进行盐碱地造林时应当因地制宜,选择合适的耐盐林木。林木资源是一种重要的生态资源,对于生态环境的作用和影响是其他植被所无法替代的,在盐碱地造林中要研究林木耐盐性和其他的生物特点,通过比较和评价林木的耐盐碱水平,选择优良的耐盐碱林木,积极地应用到盐碱地造林过程中。为了得到品质较好的耐盐碱林木,可以通过生物方法(如利用转基因技术)来创造新的林木品种。目前,我国在盐碱地林木研究中已经研发出了新的品种,为盐碱地造林带来了新的希望和可能。
2.2选择合适的土壤改良方法
在盐碱地造林时,应选择合适的土壤改良方法,只有这样才有可能成功造林。目前,我国在苗木培育等技术方面的发展,促进了盐碱地造林技术的进步,如常见的容器苗造林方法,能够为苗木适应盐碱地提供一个过渡期,可有效提高林木的成活率。通过改进盐碱地的土壤结构,能够为苗木的生长提供良好的外部环境。例如,常用的保水剂,能够在苗木栽培的初级阶段保障根系的需水需要,能够改善苗木的生存状态,有利于苗木的存活和生长。目前,已应用了比较多的土壤改良剂,这些改良剂能够增强土壤的肥力,减少土壤盐分所造成的危害。一些高效的土壤改良剂已经得到广泛的应用,其均能改善土壤结构,增加土壤中有机质的含量,而且效率比较高、持久有效。目前,我国盐碱地造林取得了比较好的效果,在苗木的存活率及生长量等方面都有大幅度的提高。
2.3加强后期管理
盐碱地造林和普通的造林工作一样,管理工作是重中之重,对于苗木的存活和生长具有重要的影响。对于盐碱地造林来说,由于条件比较恶劣,所以应当更加重视。要根据当地的气候条件结合林木的生长规律,做好浇水和排水工作是林木成活的关键。在管理过程中要防止病虫害的影响等,当林木幼小或者比较弱小时,容易受到病虫的危害,此阶段应当尤未重视预防病虫害。可以根据具体的条件与其他作物进行搭配种植,如大豆等作物,这些作物能够产生林木生长所需要的元素,增加土壤的肥力。为了减少林木的蒸发,早期可以适当地增加林木的密度。同时,由于盐碱地土壤肥力不足,在管理过程中应根据需要及时追肥,这是促进林木生长的重要措施。
3结语
关键词:盐碱地;排盐;透水盲管;塑料检查井
Abstract:to investigate how to design for the Ornamental plants ,withthe example of Lingang city water design.
Keywords:Saline; salt Drainagl; Plastic check well; Geocomposite Drain
中图分类号:TU992.02
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2009)07-0131-02
1前言
临港新城位于东海之滨、上海东南长江口与杭州湾交汇处、上海市版图的最前端,距上海市中心城区75km。规划建设临港新城,是实现经济跨越和城市持续发展而作出的一项重大战略决策。临港新城的规划设计充分体现了21世纪新型城市的特征,注重个性化和科学化的人文环境,体现人与自然的和谐关系。配合建造洋山深水港,从21世纪初围海造田形成了占地约23.5万平方米的滴水湖以来,依托洋山深水港和浦东国际机场,毗邻中国第一座跨海大桥以及第一个国家级保税港,凭借其得天独厚的地理条件、突出的区位优势必将带来前所未有的机遇。如何有效地绿化滨海盐碱地带一直是个难题。临港市政基础设施建设开发过程中,我院承接了开发初期市政道路的绿化工程设计。
临港新城为较典型的滨海盐碱地,盐分来源主要为海水,上海交通大学农业与生物学院于2000年12月25日~2003年3月15日,完成了海港新城一期土壤的42个样点、17个样区的51个样品共93个土样的野外采集、实验室测试分析和整理总结,结果表明:港城土壤质地总体偏粘,土壤酸碱度偏高,59.14%土壤为8.0~8.5属碱性土壤, 39.78%土壤为8.5~9.0属强碱性土壤; 土壤有机质总体含量不高, 86%的土壤有机质含量小于20克/每千克; 土壤离子浓度、盐分总量高低相差悬殊,正常土壤盐分总量为0.5~1克/每千克,最高可达8.1克/每千克, 在高盐分土壤的盐分组成中,80%以上是对园林植物生长有害的氯化钠。
由于盐碱地土壤内大量盐分的积累,引起一系列土壤物理性状的恶化:结构粘滞,通气性差,容重高,板结紧实,土温上升慢,土壤中好气性微生物活动性差,水分释放慢,渗透系数低,毛细作用强,更导致表层土壤盐渍化的加剧。这对园林植物的生长十分不利,尤其是影响新栽植物的新根萌发。盐碱对植物的危害表现在以下几个方面:引起植物的生理干旱,使植物萎蔫甚至死亡;土壤含盐量过高,尤其在干旱季节,会伤害植物细胞、胚轴组织;影响植物正常营养吸收;影响植物的气孔关闭造成植物容易干旱枯萎。
结合附近已有资料,该地区自然状况可以概括为,土体含盐量高、地下水位高、土壤PH高、有机质含量低;风速大、蒸发量大、地下水矿化度大。因此盐碱地绿化的首要问题是如何尽快改良土壤,解决土壤含盐的问题,如何保证苗木的成活和生态效果,排水脱盐改良土壤、苗木种植、特殊养护等是绿化工程关键环节和重点、难点。
2国内盐碱地改良方法研究
目前国内针对盐碱地的改良方法主要有物理生化等方法,1)物理改良,采用平整地面。灌水洗盐,深耕晒垡。疏松表土增强透水性,阻止水盐上升。封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面。并铺隔盐层等然后填以客土。2)化学改良,对盐碱土增施化学酸性废料过磷酸钙,可使PH值降低,同时磷素能提高树木的抗性。施入适当的矿物性化肥,有明显的改土效果。或施用大量有机质,如:腐叶土、松针、有机垃圾等。3)生物改良,种植耐盐的绿肥和牧草,如田菁、草木樨、紫花苜蓿等,对盐良有积极作用。还有一种新的利用盐碱地培养微藻产生物柴油技术正逐渐引起专家的注意,有学者认为,在技术成熟的条件下,利用盐碱地生产的柴油量就可满足全国50%的用油需求。由此可见,不远的将来,盐渍土可以作为一种资源来加以利用。4)水利改良①蓄淡压盐。在盐土周围筑存降水,促使土壤脱盐。②灌水洗盐。降水条件较好的地区,在田内灌水洗盐,可加快土壤脱盐速度。③大穴客土,下部设隔离层和渗管排盐。
在工程中降低绿化成本,加快绿化速度,提高美化效果,是评价盐碱地区绿化工程效果的主要指标。上述改良方法各有利弊,其中生物改碱投资最小,但见效最慢,美化效果差;封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面措施,虽然见效快、绿化美化效果好,但投资太高;大穴整地、淡水洗盐工程措施,成本低,见效较快、,绿化美化效果好,成本相对较低。
3临港水利改良盐碱地的设计措施
在水利排盐理论基础上,天津经济技术开发区以张万均为首的科研组提出了允许深度的新概念,并依据允许深度创建了浅密式快速排盐新工艺,通过十几年的治理,将开发区滨海盐土的土壤含盐量由初始时的4.73%稳定地控制在0.3%以下,基本解除了盐害,使园林绿化环境得到了根本的改善。还有其他滨海盐碱良实验区提出了“最小淡化水层”的改良目标;也取得了较好效果。
结合国内先进水利排盐理论,我们对临港B2、B3道路绿化设计选用地下滤水管网排盐法,盐碱地的一大特点就是地下水位高,带有盐碱的水分通过土壤毛细管上升到地表,水分蒸发后,盐碱会滞留在地表,给绿化工作带来很大困难,因而布设合理的排水管网,根据“盐随水来、盐随水去”的水盐运动规律。铺设暗管把土壤中的盐分随水排走,并将地下水位控制在临界深度以下,达到土壤脱盐和防止生盐渍化的目的,是搞好盐碱地绿化的治本措施。
其具体方法是:在绿化地块地下一定深度埋设一定密度的滤水管网进行地下排水。与排水系统相连。由于排碱管的铺设一般与隔离层结合在一起,绿化种植土中的水分在渗透到隔离层(排碱管)时,再往下渗透的速度较慢(因原土层较坚硬),浇水过多或因下雨而积水多时,及时将多余的水分排走,防止涝害;并且,由于地面毛细管的作用,绿地底部碱土中的盐分沿着毛细管上升,到达排碱管(隔离层)平面时,毛细管被破坏,同时排碱管周围是中砂,渗水性强,能及时将水分通过排碱管上的渗水孔收集到排碱管及时排走。
关于埋设深度,有的理论观点认为60~80cm是适宜深度,而天津泰达盐碱地绿化中心提出最小淡化水层概念认为允许深度1.5m左右排盐效果更佳。两种观点都认为排盐管上均应换土为种植土,可以使绿化快速成活,根据我们绿化所选树种,按照草坪花卉防渍深度0.6m,乔木防渍深度0.8m的要求,并尽可能降低造价,一期我们将埋深定为1.0m。一期已完工道路绿化中,排盐管完全起到了初期设计的排盐效果,我们目前进行的二期设计也将排盐管埋深定为1.0m。
排盐管的类型。以前多用无砂水泥管、素砼管、软性弹簧管,其中应用最多的是无砂水泥管,排盐排碱效果较好,但容易破碎,且造价较高。现由聚丙烯复合材料并添加抗老化、抗紫外线、抗氧化、抗冻等各种助剂构成,在特种成型工艺条件下形成具有良好承压能力的空间网状结构的新型渗排水材料――透水盲管。是一种具有极高表面开孔率和内部孔隙率的渗排水土工合成材料。它具有透水、滤水、排水的功能。排水盲管在通过成型装置将挤出的塑料丝在结点上熔接,形成三维立体网络结构。该材料有外型像丝瓜络的塑料芯体和土工布组成,克服了传统盲沟的缺点,具有表面开孔率高,集水性好,空隙率大,排水性好,抗压性强,耐压性好,柔性好,适应土体变形,耐久性好,重量轻,施工方便,工人劳动强度大大下降,施工效率高,在工程实际应用中证明有非常好的适用性。
排盐管道布设方式,盐碱地的一大特点就是地下水位高,带有盐碱的水分通过土壤毛细管上升到地表,水分蒸发后,盐碱会滞留在地表,给绿化工作带来很大困难,因而布设合理的排水管网,降低地下水位,是搞好盐碱地绿化的治本措施。我们采用的方法是:在绿化地块1.0m地下埋设一定密度的滤水管网进行地下排水(见图1、图2)。滤水支管可采用直径为150mm的透水盲管,管网密度为10m,铺设坡度为0.5%,以便排水顺畅,管与管之间硬性接口,以防在渗水过程中,把泥土带入堵塞渗水管壁。同时修建检查井,并与排水系统相连。
排盐观察井,观察井是排盐系统管道连接的枢纽,可以用于管道检查,洗砂、冲洗、通气,并可以监测管道运行是否正常,观察井的间距一般为30~40m一个。在设计中我们选择塑料排水检查井作为排盐观察井,每个检查井设置300mm沉砂槽,在实际使用中取得了较好的效果(见图3)。
科学浇灌,树木花草在盐碱地种植后首先要浇一次透水,之后每隔7~10天再分别浇两次透水,每次浇水后要及时松土,树穴浇三次水后要进行树池封堰,既能保水又能防止返盐返碱。后期的浇水则视天气和树木生长情况进行合理浇灌,每次浇水要浇透,但浇水次数不可太频繁。所以,我们在绿化给水设计中适当放大浇洒给水管管径,以便后期浇灌及时浇透绿地。
4结论和讨论
临港新城刚开始开发时,这里不是密密麻麻的芦苇茅草,就是荒芜的滩涂。现在,临港新城所有道路绿化带均四季长绿,红花绿树,形成一道道具有大行道树的绿色长廊。实践证明,通过大穴换土能给栽培植物的成活和生长创造良好的土地条件,而通过给排水专业的渗管排盐又能有效地抑制客土发生次生盐渍化,从而保证栽培植物正常生长和发育。所以,针对滨海盐碱地,在绿化设计时,水利改良方法是改良盐碱地土壤较好的方法之一。
同时要选择耐盐碱树种,加强后期养护。盐碱地区,因为投资多、耗费人力大,绿化难度大。如果管理工作跟不上,难以见效。因此,除因地制宜的综合运用盐园林绿化技术之外,起苗、运输、栽植、修剪、灌溉等一系列栽植技术和管理环节,都要强化扣紧。我们临港一期道路绿化设计施工完成后,在大水洗盐过程中,部分地段由于没有及时排除洗盐废水,导致土壤中含盐量不降反升,部分植物败黄、枯死,在重新栽植、洗盐后,才达到其他道路的绿化效果。
因此,重盐地区的城市园林绿化虽然难度很大,但只要遵循水盐运动规律,根据绿化区的功能要求和土地条件,用合理的治盐工程措施和科学的管理技术,实现绿化美化是完全可以办到的。
参考文献:
[1] 张万均.滨海海涂地区绿化及排盐工程技术探讨与研究.
关键词 苏打盐碱地;高效治理;种稻;改良技术;东北地区
中图分类号 S287;S511 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2016)03-0252-01
东北地区是我国苏打盐碱地典型集中分布区,面积高达765万hm2,土壤贫瘠、碱性强,荒漠化严重。在苏打盐碱地开发种稻,是实现盐碱地资源高效利用的重要途径。为此,中国科学院东北地理与农业生态研究所大安碱地生态试验站以新垦重度苏打盐碱地快速改良和高效利用为主攻目标,创建了盐碱地高效治理与种稻改良关键技术。
1 适宜区域
本技术适宜吉林省西部及北方同类型苏打盐碱稻作区推广应用。
2 技术要点
简单概括为“八位一体一条龙”技术,即整、改、洗、种、肥、密、控、收。
2.1 平整土地
为了使土壤改良剂能够均匀地施入新垦重度盐碱地水田,要严格整平土地,种稻当年或前1年先旱整地后再水整地,使田面平整均匀,高差小于10 cm,如果整地不平便施用改良剂,可能导致改良剂分布不均,造成局部盐碱危害[1-2]。
2.2 高效改土
中重度苏打盐碱地种稻必须实施“改土增粮”技术,缩短土壤改良年限,尽快收回改良成本,达到节本增效的目的。以下3种土壤改良方法,既可单独使用,也可组合使用[3]。具体方法如下:一是物理改良法。施入风沙土,根据盐碱轻重确定使用量,一般施用量750~2 250 m3/hm2,在平整田面上均匀施入,后旋耕入土15~18 cm。二是化学改良法。施入磷石膏,根据盐碱轻重,确定使用量,一般施用量7.5~30.0 m3/hm2,在平整田面上均匀施入,后旋耕入土15~18 cm。三是风沙土+磷石膏理化同步改良法。根据盐碱轻重,确定施用量,常用配方为风沙土450~750 m3/hm2、磷石膏7.5~15.0 m3/hm2组合,在平整田面上,均匀施入,后旋耕入土15~18 cm。也可试用大安站研制开发的脱碱1号高效改良剂。
2.3 盐碱淋洗
实施上述土壤改良后,放水泡田3~5 d,然后将水排干,洗脱盐碱,再放水淋洗1~2次。最好洗盐以后,再施入底肥,以减少养分流失。生产上如难以操作,也可结合水整地时施入底肥,然后同时泡田洗盐,2~3次后插秧。
2.4 选择耐盐碱品种
选用耐盐碱高产水稻品种是提高盐碱地水稻产量的前提,可以用较少的投入,获取最大的效益。目前适合吉林省西部栽培的主要耐盐碱优良品种有东稻4号、东稻2号、白粳1号以及“长白”系列等优良水稻品种。
2.5 均衡施肥
吉林省西部新垦盐碱地,氮磷钾最佳配比为氮∶磷∶钾=2∶1∶1,建议施肥量:施纯N 160~200 kg/hm2、P2O5 50~100 kg/hm2、K2O 80~110 kg/hm2;施用方法是磷、钾肥100%作基肥施用;氮肥分期施入,基肥40%,追肥60%,分2次施用。有条件的地区,建议使用腐熟有机肥,快速提升地力水平,施用量30~60 t/hm2。
2.6 旱育密植
培育壮秧是确保盐碱地水田秧苗返青成活率和分蘖率的关键。根据土壤改良状况和地力水平,确定合理的插秧密度。轻度盐碱地高产田可以采用旱育稀植技术确定插秧密度。对于吉林省西部新垦重度盐碱地水田,由于前期盐分危害较大,严重抑制水稻分蘖,导致有效穗数不足而减产,生产初期应采用旱育密植高产栽培技术,即采用行株距30 cm×15 cm,基本苗数为5~7株/穴或8~10株/穴,或窄行密植技术(23 cm×15 cm,6~8株/穴[4])。
2.7 水分调控
盐碱地种稻,科学管水至关重要,水分具有调控盐碱和预防早衰的双重作用[5]。全生育期需保持水层,勤换水,不宜晒田,防止返盐返碱;分期灌溉:返青与分蘖初期保持2~3 cm浅水分蘖,分蘖末期至抽穗前期灌5~8 cm深水层;抽穗后期至开花期灌3~4 cm浅水层;蜡熟前灌5~8 cm深水层,蜡熟后灌3~4 cm浅水层;收获前7~10 d断水,断水不宜过早,以防早衰和倒伏。
2.8 适时收获
盐碱地种稻要掌握好收获时期,才能保证稻米的品质,收获过早,籽粒灌浆不充分,稻谷水分过高,不宜储藏,断水过早或收获过晚,随着叶片的迅速失水,土壤中的盐碱成分会沿着根系和茎秆向籽粒中倒流,严重影响稻米品质和出米率,特别容易出现碎米。一般品种完熟期的稻谷,从外观上看有5%~10%的青粒或1/3的穗变黄时收割为最佳。
3 参考文献
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[关键词]盾构;膨润土;泡沫剂
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.06.068
[中图分类号]U455.43 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2017)06-00-02
0 引 言
盾构法作为地铁隧道施工应用最广泛的工法,在全国大江南北均有不同程度的应用。但由于地质情况分布不均,盾构在穿越不同地质情况时,需要采取的措施也不尽相同。特别是在无地下水的硬质地层中,需要对土体进行改良后,方能保证盾构的正常施工。但基于不同的地质条件,土体改良方式的差别也很大。如何选取适合自身工程地质的土体改良方式已逐步成为盾构施工的一项重要工作。
1 土体改良的技术要求
(1)在土层较硬、含水量小、流塑不好的情况下,要对刀盘前的土体预先进行持续不断的改良。
(2)将刀盘切削下来的土体改良成流动性好、能够建立起土仓内外压力平衡,能够维持其盾构刀盘切口稳定。
(3)增加土体的流动性,能够让土体较好的进入螺旋机并及时排出,防止土仓结饼和刀盘被泥土和铁板砂覆盖。
2 土体改良的几种常规方法
2.1 泡沫改良技术
泡沫剂主要由多种表面活性剂、稳定剂、强化剂组成,需要与水、空气混合,通过发泡装置将泡沫剂形成直径为0.4 mm以下的气泡,与开挖土体混合后,使土体的流塑性增强,摩擦力使土体更容易开挖和运输,由于土体的力学性能提高,对土压的控制更为准确;同时由于泡沫剂自身有一定的强度,也可以在一定程度上增强开挖面的稳定性;泡沫剂的可压缩性可以降低盾构中心区域结泥饼的概率。
2.2 膨润良技术
由于膨润土具有吸湿膨胀性、低渗性、高吸附性以及良好的自封闭性,在土粒内部和土粒之间形成滤饼,可以演变为低渗透性的薄膜,在土压平衡盾构机内注入膨润土泥浆可以明显改善土体的密实性和流塑性,对提高土体的可开挖性、防水、辅助设备稳定土压均有至关重要的意义。
2.3 聚合物
聚合物一般用于水量^大的地层,聚合物是一种细密的聚合体,与水起反应时,可以形成具有一定强度的压力体,在地层发生喷涌时,泡沫和膨润土对防水和维持压力都难以起到作用时,可以在螺旋机中形成一个土塞,从而起到稳定开挖面的作用(这种方法在石家庄地区盾构施工工程中不适用)。
3 土体改良材料的选择
3.1 膨润土的选用
膨润土一般可分为纳基和钙基两种,实验发现,钙基膨润土较为合适的配比是每升水加0.8 kg的膨润土,纳基膨润土每升水加0.15 kg的膨润土,对比采用纳基膨润土用量少,节约费用。同时,钙基膨润土有明显的砂质感,而纳基膨润土更为细腻,一般情况下,用于土体改良的膨润土会选用纳基膨润土,每方水加入约3袋(共150 kg)纳基膨润土。
3.2 泡沫剂的选用
通过实验,在盾构掘进施工过程中原液混合比一般设定为3%~5%,掘进中发泡倍率一般设定在6倍~10倍,泡沫流量一般在400 L/min~500 L/min较为合适。
4 石家庄地区盾构工程的实例
4.1 地质情况介绍
石家庄地铁3号线首开段沿中华大街走向,从小灰楼站开始至石家庄站结束。沿线盾构区间共4个,双线全长3.2 km。该区段地势较为平坦,从地面开始土层分布如下:素填土为地下1.7 m、黄土状粉质黏土为地下7.5 m、中砂为地下3 m、粉质黏土为地下4.1 m、中粗砂为地下8.3 m、含卵石中粗砂为地下11.2 m、粉质黏土为地下3 m。地下水埋深为地面以下40 m。
4.2 采用泡沫剂改良土体的效果
石家庄地铁3号线小灰楼站至中山广场站区间采用盾构法施工,该区间从地下二层车站始发,到达地下三层车站接收。该区间从全断面黏土层开始,中间穿越粉质黏土、中粗砂层,最后经过砂卵石层接收。
盾构在穿越黏土层时,采用泡沫剂进行土体改良,泡沫注入比控制在3%~5%。没有采取其他的改良措施,施工时盾构推进速度在3 cm/min以上,最大推进速度可达8 cm。推力在12 000~23 000 kN,刀盘扭矩在2 500~3 500 kN・m,螺旋机出土也较为顺畅,未发生异常情况。
盾构继续掘进开始进入砂性土层时,仍采用泡沫剂进行土体改良,盾构施工参数明显发生变化。推进速度开始变缓,刀盘扭矩明显有加大趋势。但基本还能维持2 cm/min的速度继续掘进,能明显感觉渣土有温度变高的趋势。在该阶段施工时,扭矩达到
4 000 kN・m左右。
盾构持续推进,进入砂卵石层。在进入过程中,最大推进速度进一步降低,扭矩仍持续增加。为减小扭矩,只能进一步放慢推进速度。推进速度只能勉强维持在1 cm/min以内,推进速度极为缓慢。且刀盘扭矩仍不低于4 000 kN・m。盾构进入全断面砂卵石层后,推进极其困难,刀盘扭矩达到4 500 kN・m时,速度仅能达到
3 mm/min,且刀盘启动异常困难,每次停机后在启动时扭矩达到了5 500 kN・m。因为距离接收仅100 m左右,盾构维持该速度完成了该区间施工。进洞后发现盾构机刀具已全部磨损,需全部更换。刀盘前80%开口面积被泥饼覆盖,不具备出土能力。由此可以判定,采用泡沫剂改良黏性土是完全可行的,用泡沫剂改良砂性土能起到一定作用,但效果不如改良黏性土明显;单纯用泡沫剂改良砂卵石地层作用不明显,需要辅以其他措施。
4.3 采用膨润土进行土体改良
相关人员鉴于前期在砂卵石地层中采用纯泡沫剂改良无法取得好的效果,在查阅相关资料的基础上,决定采用膨润土对砂性土和砂卵石地层进行土体改良,随后在东里站至槐安桥站盾构区间中进行了尝试。
盾构穿越黏性土地层时仍采用泡沫剂进行改良。在进入砂性土含量超过60%时,尝试改用膨润土进行改良。采用纳基膨润土与水配比为0.15:1,经充分搅拌均匀后,发酵24小时,让其充分膨松。注入膨润土时,发现刀盘转动时扭矩明显减小,数据在2 000~
2 800 kN・m,每次停机后重新启动刀盘时扭矩不大,启动较为容易。但推力明显增加,推力增大至25 000 kN~35 000 kN,推进速度仅能达到1.5 cm/min左右,出土仍比较困难,土体改良效果不明显。
由此可以判定:在刀盘前注入膨润土进行土体改良,对于减小刀盘扭矩能起到较好的作用。用于膨润土泥浆在刀盘前与土体进行充分拌合,能充分改善刀盘前和土仓内的土体的流塑性,减小刀盘扭矩。但膨润土不能让原状土进行发泡、膨松,对于改良刀盘前方土体仍起不到明显作用。
通过以上的分析,泡沫剂和膨润土均能在一定程度上改良土体,对盾构施工均能起到一定的作用,但效果各不同。为此,相关人员可以考虑采用膨润土和泡沫混合液同时对土体进行改良。
4.4 采用泡沫、膨润土混合液进行土体改良
石家庄地区盾构工程采用的铁建重工土压平衡盾构机共10个注入孔,其中4个泡沫主入孔,6个泡沫注入孔。在施工时,泡沫和膨润土同时使用,泡沫和膨润土通过各自管路在前方汇合后,分成6条管路,5条直接注入刀盘前方土体,1条注入土仓。
在东槐区间施工时,由于单加膨润土无法起到良好的效果,遂改用膨润土和泡沫混合液进行土体改良。在施工时明显发现:刀盘扭矩和推进速度均有不同程度的改善,在砂性土邮┕な保刀盘扭矩降到2 500 kN・m,推进速度可达到5 cm/min左右,进入砂卵石层时,刀盘扭矩将至3 500 kN・m推进速度在3 cm/min。渣土的流塑性也得到了很大的改善。
该区间在施工完毕后,检查刀盘和刀具,相比之下,刀具的磨损情况较小中区间施工时要轻微许多,经厂家现场勘验,认为刀具不用更换,可在下个区间施工时继续使用。
5 采用泡沫、膨润土混合液进行土体改良的施工效果
实际施工发现,在黏性土中,单纯采用泡沫剂即可达到良好效果,但在砂性土或砂卵石地层中施工时,需要充分利用各种不同改良技术的优点,综合运用方可让效用达到最佳状态。对比几种不同改良技术在砂性土或砂卵石地层中施工的参数,详见图1和图2。
比对各种土体改良技术在实际施工中的效果,可以发现:采用单加泡沫剂改良时,刀盘扭矩较大,导致推进速度受限;采用单加膨润良时,油缸推力较大,刀盘呈现空转趋势,虽加大油缸推力,但仍无法获得良好的推进速度;采用膨润土、泡沫剂混合液进行土体改良时,能充分将两种改良液的优点融合,能到达降低刀盘扭矩和推力,起到可靠的推进速度的作用。
6 结论
(1)在黏性土层(或黏性土含量高)中,采用泡沫剂进行土体改良是最切实可行,也是最经济的土体改良方式。
(2)在砂性土层(或砂卵石地层)中,采用泡沫剂和膨润土混合液进行土体改良是最适应的方法,但根据成分含量的变化应适当调整注入量和配比,才能达到理想的效果。
(3)泡沫剂对于改良刀盘前方土体时,能让土体膨松起到很好的作用,便于刀盘切削前方土体。膨润土对于增加土体的流塑性,改善土体的和易性能起到很好的效果,但是需要制作一整套庞大的膨润土系统,且膨润土需要经过至少24小时的膨化时间才能使用。
(4)不同地层施工时选用合适的土体改良技术至关重要,对提高盾构施工速度、保护设备、节约成本均能起到十分重要的作用,在施工前应做好充分的调研分析。
主要参考文献
[1]魏新良.盾构在砂卵石地层中掘进应用土体改良的技术[J].城市道桥与防洪,2012(6).
[关键词]软土,渣良,泡沫,注入率
中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)11-0044-01
随着盾构施工配套技术逐步完善,盾构施工渣土的管理与改良越来越引起关注。在掘进过程中,渣土的流动性、止水性、流塑性对盾构的掘进效率及经济效益影响很大,同时也影响盾构机的使用寿命。如何防止渣土在刀盘上形成泥饼、在土仓堵仓,螺旋输送机处产生堵塞、喷涌,仍然是盾构施工中的难题。渣良效果的成功与否,将直接影响到盾构机的掘进速度、掘进模式、掘进成本,甚至决定了盾构施工的成败。
1 工程概况
南京地铁三号线TA09标段包含大行宫站~常府街站区间和常府街站~夫子庙站区间两个盾构区间。盾构区间线路设计最小曲线半径350m;盾构掘进最大上坡为25‰;盾构掘进最大下坡22.752‰;左右线线间距在10.63~16.2m之间;隧道覆土厚度在9.54~20.36m之间。
1.1 地质情况介绍
常府街站~夫子庙站区间场地位于秦淮河古河道区,地形平坦,地面高程在9.02~
10.83m之间。填土层之下,深度25.6~34.6m以上为全新世中晚期沉积的粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土、粉细砂及其交互沉积层。
1.2 水文情况介绍
常府街站~夫子庙站区间场地范围内有浅层潜水和承压含水层分布,水量丰富。勘探期间,浅层潜水水位在地面下1.2~2.8m。水位年变化幅度在1.0m左右。
2 土层分析
区间土层主要为粉质粘土和粉砂两大类,其中③-3b1-2、③-4b1-2粉质粘土为硬~可塑状,含水量小,渗透系数小,可以认为是隔水层,其中细颗粒含量大、粘性大、颗粒间内聚力大,具有一定的硬度和强度,稳定性良好;②-3b4+d3粉质粘土与粉砂互层、②-3b4+c3粉质粘土夹薄层粉土为流塑状态,含水量高,弱渗透;②-4d2粉砂,状态为稍密,含水量大,渗透率大,沙性土内摩擦角大,渣土流动性差。
3 渣良的目的及方法
3.1 渣良的目的
渣良主要目的为以下几点:
(1)是渣土具有良好的土压平衡效果,利于稳定开挖面,控制地表沉降;
(2)提高渣土不透水性,使渣土具有良好的止水性,从而控制地下水流失;
(3)提高渣土流塑性,利于螺旋输送机排土;
(4)防止开挖的渣土黏结刀盘产生泥饼;
(5)防止螺旋输送机排土出现喷涌现象;
(6)降低刀盘扭矩和螺旋输送机扭矩,同时减少对刀具和螺旋输送机的磨损,提高盾构的掘进效率。
3.2 改良剂的选择
根据对区间土层的物理力学指标及颗粒组成分析可知,在区间各段土层盾构施工渣良需要解决以下问题:
(1)提高土舱内渣土的可塑性,防止渣土粘附在盾构刀盘形成泥饼事故;
(2)降低土舱内渣土以及掌子面土体的内摩擦角,减少对盾构刀盘、刀具的磨损,降低盾构刀盘扭矩;
(3)提高土舱内渣土的抗渗透能力,避免掌子面因排水固结而造成较大的地表沉降或坍塌事故;
(4)增加土舱内渣土的流动性能,避免排土不畅而导致的闭塞事故。
综上所述,根据经济性和场地条件限制等综合考虑,选用泡沫剂作为主要的改良剂,根据土层变化实际情况合理添加膨润土和高分子聚合物作为辅助材料。
4 泡沫系统介绍及泡沫参数取值
4.1 泡沫系统介绍
泡沫系统的主要组成部分有泡沫剂罐、泡沫剂泵、泡沫剂泵安全阀、水泵、水路电磁阀、水路液体流量计、4个溶液剂量控制阀、4个液体流量计、4个气体流量计、4个气体剂量控制阀、4个泡沫发生器、4个透明的泡沫观察管、4个压力感应塞及带有若干单向阀、压力表及球阀的连接管路。
4.2 泡沫参数的取值
泡沫剂浓度:泡沫原液与水的比例,一般取值为1.5%-8%,渣土流动性不好适当增加泡沫剂浓度。
FER:发泡率,压缩空气与泡沫水溶液的比值,一般取值 1:6-1:15,主要取决与泡沫原液粘度和泡沫剂原液浓度,FER 大发泡效果好,但泡沫的有效作用时间短,稳定时间短,半衰期较快,抗粘性能力差,改良效果不佳。FER 小发泡不充分,对渣良效果不明显。
FIR:注入率,泡沫注入量与开挖渣土体积的比值。泡沫剂量的注入率根据地质的不同,注入率有所不同,根据目前经验砂性土:30-50%;砂、砾石性土:25-35%;砂、粘土混合:25-30%;硬粘土20-35%;软粘土50-70%
5 泡沫的实际工程应用
在常~夫区间按地层主要划分为三段,夫子庙~四象桥、四象桥~小火瓦巷、小火瓦巷~常府街,下面将分段介绍地层情况和渣良情况。
5.1 夫子庙~四象桥
这一段隧道埋深为16-19m,隧道断面下半部地层为③-4b2-3+d2粉质粘土夹团块状粉细砂、上半部为③-3b1-2粉质粘土,上部的粉质粘土为硬~可塑状态,具有一定强度,比较硬,含水率低,不透水,其中胶粒含量大(25.8%),有结泥饼的风险;下部的粉质粘土夹团块状粉细砂为流塑状态,很软弱,含有承压水,渗透性大,有发生喷涌的的风险。
实际泡沫的使用情况及渣良状态统计如下:混合液体量1900L/环,空气量11500L/环,泡沫浓度2%,加水量0,FIR32%,渣土状态为流塑状。
5.2 四象桥~小火瓦巷
这一段隧道主要为③-4b1-2粉质粘土为硬~可塑状,含水量小,渗透系数小,隔水效果好。因为这一段的地层含水量低,渗透率低,细颗粒含量大,胶粒含量多,颗粒间内聚力大,掌子面具有较高的强度和韧性,在推进时刀盘扭矩大,推力大,切削下来的土块也很大,由于掘进速度快,在土仓搅拌的时间较短,大块渣土不易被搅散,容易出现土仓和螺旋机闭塞,应通过回转中心向土仓加水,同时提高泡沫浓度,降低发泡率。
实际泡沫使用情况和渣良状态统计如下:混合液体量2268L/环,空气量7700L/环,泡沫浓度2.5%,加水量1400L/环,FIR24%,渣土状态为流塑状。
5.3 小火瓦巷~常府街
这一段隧隧道埋深14-10m,隧道断面的隧道断面的主要地层是②-3b4+c3粉质粘土夹薄层粉土,含水量高,弱透水,状态为流塑状态。由于土层含水率高,弱透水,为流塑状态,土层颗粒配级良好,细颗粒多,黏性颗粒少,内凝聚力小,内摩擦角小,原状土的就是比较理想的状态,在盾构掘进过程中推力小,刀盘扭矩小,出渣顺畅。在渣良方面无需加入过多泡沫进行改良,根据实际出土状态适当加一些水就可以了。
实际泡沫使用情况和渣良状态统计如下:混合液体量0L/环,空气量0L/环,加水量600L/环,渣土状态为流塑状。
6 含水量对渣良的影响
根据对常~夫区间的这几段主要地层的渣良情况及掘进参数分析,在粘土地层中土层的含水量对渣良的效果有很大的影响,含水量大可能会造成喷涌,含水量低渣土流动性差可能会造成螺旋输送机闭塞,所以在渣良时一定要把握好土层的含水量及渗透率。在类似③-3b1-2粉质粘土这种低含水率、若渗透率的地层中,要降低泡沫的发泡率,同时加入适量的水,改善渣土的流动性,才会有较好的改良效果;在类似③-4b2-3+d2粉质粘土夹团块状粉细砂这种高含水率、高渗透率的地层,要增大泡沫的发泡率,降低渣土的透水性。
7 结束语
地层千变万化,在盾构掘进前,技术部门应根据地勘报告提供基准的渣良方案,根据掘进参数和出土状况及时修正渣良方案,本文针对常~夫区间不同软土地层的性质选用不同的渣良参数,达到了盾构掘进正常出土顺畅的目的,使得地表沉降可控,为安全顺利完成本区间盾构施工打下良好的基础,也为以后相似地层的渣良提供了参考依据。
参考文献
关键词:酸性土壤;碱性土壤;改良方法中图分类号:S157.4+3 文献标识码:A
1、前言
近年来,随着城市的建设和开发,园林绿化建设事业得到了长足的发展,植物品种日渐多样化。然而,环境因素对不同品种植物的影响很大,土壤作为植物生长的必要物质,对引种的植物成活、生长影响更是不容忽视的。大多数木本植物适宜微酸性到微碱性土壤,有些植物要求酸性土壤,强碱性土壤上一般都不利于树种生长。
2、土壤酸碱性的鉴别
土壤酸碱度是土壤最重要的化学性质,因为它是土壤各种化学性质的综合反映,它与土壤微生物的活动、有机质的合成和分解、各种营养元素的转化与释放及有效性、土壤保持养分的能力都有关系。土壤酸碱度常用pH值表示。我国土壤酸碱度可分为5级:pH8.5为强碱性。土壤酸碱度对土壤养分有效性有重要影响,在pH6。7的微酸条件下,土壤养分有效性最高,最有利于植物生长。在酸性土壤中易引起P、K、Ca、Mg等元素的短缺,在强碱性土壤中易引起Fe、B、Cu、Mn、Zn等的短缺。土壤酸碱度还能影响微生物的活动从而影响养分的有效性和植物的生长。一般酸性土壤大多呈黑色、褐色、棕黑色,浇水后立即渗下,水比较浑,浇水后土壤松软,抓起一把土壤,仔细观看,有米粒似的土粒;碱性土壤一般呈白色、黄白色,浇水时冒出白泡,起白沫,浇水后土壤板结,且干的快,土壤表面有一层白粉状物,土呈白沙状,团粒结构少或没有。
3、土壤酸碱性对植物生长的影响
3.1土壤酸碱性对植物生长的影响。各种植物的生长都有自己适宜的土壤酸碱性,大多数植物在pH 值 > 9.0 或 < 2.5 的情况下都难以正常生长,杜鹃属、越桔属、茶花属、杉木、松树等植物喜欢酸性土壤,而柽柳、沙枣、枸杞等喜欢盐碱土质,大田作物对中性土壤比较适宜。
3.2 土壤酸碱性对植物病虫害的影响
(1)地下害虫往往要求一定范围的 pH环境条件,如竹蝗喜酸,而金龟子喜碱。
(2)有些病害只在一定的 pH 值范围内才能发作,如猝倒病往往在碱性和中性土壤上容易发生。
(3)土壤活性铝。土壤胶体上吸附的交换性铝和土壤溶液中的铝离子,它是一个重要的生态因子,对自然植被的分布、生长和演替有重大影响。在强酸性土壤中含铝多,生活在这类土壤上的植物往往耐铝甚至喜铝(如帚石兰、茶树等);但对于一些植物来说,如三叶草、紫花苜蓿,铝是有毒性的,土壤中富铝时生长受到抑制。研究表明,铝中毒是人工林地力衰退的一个重要原因。
3.3土壤酸碱性对植物养分有效性的影响
(1)在正常范围内,植物对土壤酸碱性敏感的原因,是由于土壤pH值影响土壤溶液中各种离子的浓度,从而影响各种元素对植物的有效性。
(2)土壤酸碱性对营养元素有效性的影响。氮元素在 pH 值 6 ~ 8 时有效性较高,是由于 pH 值小于6时,固氮菌活动降低,而 pH 值大于8 时,硝化作用受到抑制;磷元素在 pH 值 6.5 ~ 7.5 时有效性较高,由于pH 值小于 6.5 时,易形成磷酸铁、磷酸铝,所以有效性降低;在pH 值高于 7.5 时,则易形成磷酸二氢钙;酸性土壤的淋溶作用强烈,钾、钙、镁容易流失,导致这些元素缺乏。在 pH值高于8.5 时,土壤钠离子增加,钙、镁离子被取代,形成碳酸盐沉淀,因此钙、镁的有效性在 pH值6 ~ 8 时最好;铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性较高;钼酸盐不溶于酸而溶于碱,在酸性土壤中易缺乏;硼酸盐在pH值5 ~ 7.5时有效性较好。
4、土壤酸碱性的改良措施
4.1碱性土壤的改良。碱土的改良利用应遵循因地制宜、统一规划、综合治理的原则。主要措施可概括为三个方面:一是水利措施,包括排水、灌溉、放淤;二是农业生物措施,包括平整土地、土壤培肥、种植耐碱作物与绿肥;三是化学改良措施,主要是使用化学改良剂。
(1)水利措施。利用明沟排水或竖直排水降低水位,减少碱的上升;大水灌溉洗刷大量盐碱。
(2)农业生物措施。平整土地和围埝平地,蓄水淡盐,效果非常好;熟化土壤抑盐改土,主要是地面覆盖、熟化表层、施用有机肥,加强土层的有机质含量,改善土壤表层结构;适当种植及合理耕作,种植耐盐作物,如向日葵、黍子、大麦、高粱、棉花、紫花苜蓿等。
(3)化学改良。因为碱土中含有大量苏打和交换性钠,常用的化学改良剂有石膏、磷石膏、亚硫酸钙、硫酸亚铁、硫磺等。石膏的用量一般一次为150 ~ 200 kg/亩,施用时充分磨细,可结合播种与农家肥混合施用。
4.2酸性土壤的改良。土壤 pH 值小于 6 的情况下土壤呈酸性,改良培肥的方法主要有以下几种。
(1)增施农家肥,培肥土壤。作物种植前,以农家肥为主施足底肥,增加土壤中的有机质,改善土壤通透性,促进根际微生物活动,促使土壤中难溶性矿物质元素变为可溶性的养分,达到培肥地力的效果。
(2)适时增施石灰。酸性田在整地时,逐年施入石灰,每年每亩施入 10 ~ 40 kg,直到变为微酸性或中性土壤为止,改良效果明显。
(3)种植耐酸作物。种植绿豆、油菜、荞麦和水稻等耐酸性作物,通过整地管理,提高土壤活化程度,来调整土壤酸度。
(4)实行水旱轮作。通过土壤湿度调节,改善理化性状,改进栽培技术,防止水土流失。酸性土壤实行水旱轮作(2 ~ 3 年换 1 次),可以改善土壤耕性和理化性状;栽培中实行播后盖膜,可调整土壤耕层水分分布;改变复种方式,比如水稻― 水稻 ―水稻,改为油菜 ― 水稻 ― 水稻;增施碱性肥料(如碳铵、氨水),达到改良目的。
5、结束语
总之,在园林绿化种植施工中,通过“改土适树”的方法,为园林植物创造一个良好的生长条件,为植物在种植后成活和恢复生长发挥巨大的作用,是提高施工质量的根本保证。
参考文献:
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[3]魏坤峰.园艺盐碱土的改土机理及园林应用.北京园林.1997.6
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在港口工程的建设过程中,软土地基是最常见的不良地基,因为受到港口建设环境的影响,其土质受到水流的侵蚀,土层会逐渐变软,最终形成大面积的软土地基,给工程建设带来很大麻烦。本文以软土地基为主分析了港口工程建设中不良地基的基础处理方法,为后期的相关建设工作提供参考和借鉴。
关键词:
港口建设;不良地基;软土地基;基础处理
地基施工是港口工程建设的第一步,也是最为关键的一步,因为后期施工是否能够顺利进行,主要依赖于地基施工的质量。但是由于不良地基的存在,给地基施工增加了很多难度,如果不能进行妥善的改良处理,就会在后期的施工过程中出现不均匀沉降,出现很大的安全问题。下面就对具体的不良地基处理方法进行分析。
1不良地基的概述
港口工程建设中的不良地基主要是指软土地基,下面对软土地基的特性和成因进行概括:第一,土质结构非常松散,土壤颗粒之间的空隙比较大,承载能力较低。因为构成软土地基的成分一般是淤泥和腐烂的沉积物,这些物质本身就不具备稳定性,在后期的变质过程中会随着水流侵蚀的作用而不断改变其形态,如果不经处理直接用于港口建设,很容易发生后期塌陷,给港口的正常使用带来非常不利的影响。因此在实际的施工方案确定之前,需要由专业的技术人员进行实地的勘探,并结合以往的实践经验和港口不良地基的具体情况制定科学合理的施工技术方案。第二,含水量非常高。根据以上分析可以发现,受到其结构特性的影响,为其留下了足够的蓄水空间,并且由于软土地基的吸附能力较强、透气性较差,因此地基中的水分难以流失,这就导致含水量不断上升,使其稳定性和坚固性越来越差。第三,压缩性高。压缩性高主要是由其密度过低引起的,因为密度太低的话就会在中间留下很多空隙,收到重力的施压,就会出现变形,不利于后期施工建设。第四,承载力低。这是软土地基对港口工程建设带来影响最不利的一个特性。因为工程建设的根本是要保证其施工质量和使用安全,如果地基的稳定性不够,那么就难以保证质量达标,在施工过程中土层压缩,进而出现不均匀的沉降,为后期的安全使用埋下很大的隐患。通过以上对不良地基中的软土地基特性的概述,可以发现,在实际的施工过程中,必须要严格根据其特性质量合理的施工改良方案,并切实的执行[1]。
2软土地基的处理方法
2.1垫层处理法
这种方法的最大优点是能够提高地基的承载能力,以保证后期施工的顺利进行。具体的处理方法是:利用粗砂、碎石、矿渣等强度高、压缩性强且不容易被水侵蚀的材料替填充原来由淤泥、腐烂物等组成的软土地基。因为软土地基的结构松散,很容易容纳进其他体积较小的物体,并且后期的填充物在软土层的粘性作用下可以牢牢的结合在一起,快速的达到施工要求。需要注意的是,在填充的过程中,要分层进行,即每垫一层碎石或粗砂就进行一次夯实作业,这样有利于将软土地基中多余的水分排出,并增强每一层的坚固性和稳定性[2]。下面以粗砂垫层为例具体分析垫层处理的方案:首先需要集合具体的软土地基情况分析需要的粗砂垫层的厚度,要保证其厚度能够实行软土地基的承载力,否则很容易发生塌陷的情况。同时还要考虑到后期施工的载重需求,如果厚度不够,那么就不能保证后期的施工安全和施工质量。根据以往的施工经验,粗砂垫层的厚度一般不能超过3米,但是最少不能低于0.5米,具体可以结合现场施工条件。
2.2排水法
这种方法是将地下水抽出而产生地下水位梯度,进而达到降低地下水位的目的,从而使上层的积水下渗,降低软土地基中的渗水量,提高工程施工的安全性和经济性。下面对具体的施工方法进行分析:这种方法最大的特点就是工序简单、投入资金少、所需要的施工时间也少,是一种效率和性价比都比较高的不良地基处理方法。尤其是在沙土地基和软土地基的处理中,适用性非常强,现已得到了非常广泛的应用,并且实践证明,效果良好。由于沙土地基的密度较大,因此其渗透性很强,且水分不容易在地基中得到长期的贮存,这样一来就可以一边从基坑坡面和底面涌水,并及时把水收集在浅水坑的浅槽中;一边用泵排水,进而达到浅集水坑排水的目的,在短时间内使沙土地基中得到水分加大的减少。
2.3桩基处理法
由于不良地基的稳定性和坚固性性较差,因此,在实际的施工过程中需要考虑对其进行加固。将水泥、碎石和粉煤灰按照一定比例制作成桩基,能够有效起到加固作用。具体的操作方法是:首先,要进行沉管灌浆,把设备固定到合适的位置,并保证其在施工过程中始终能够保持垂直和稳定的状态,然后将管道下放到水中,并适当的调整位置,直到沉降至设计方案中规定的深度。然后在进行液浆的注入,等到沉管工作完成之后,为了避免水分渗入,需要立即进行灌浆工作,把预先配置好的材料注入到与管口标高水平的位置,并进行电动振捣,以提高灌浆质量,保证桩基的稳定性和坚实性。振捣完成后,就可以进行拔管作业,注意拔管速度的缓慢均匀,避免破坏刚刚成型的桩基。这个操作过程中需要注意以下几点:第一,水泥石灰的比例要合适,可以通过反复的振捣和凝固测试来确定其比例,保证其稳固性,否则桩基的承载力就达不到。第二,控制好施工的温度,确保不要低于5摄氏度。第三,桩基之间的距离要均匀,控制在合理的误差之内,否则会导致后期施工过程中的受力不均,出现塌陷的情况。第四,在沉管之前检查管体的质量,确保其厚度和直径满足施工要求,避免出现裂缝[3]。
3不良地基出现裂缝的情况及修补方法
通过钻探取样检测找到裂缝出现的原因,根据检测结果找到合适的修补方法。以软土地基的检测为例,通常情况下,当软土地基出现裂缝时,都是采取砂井排水固结法能够起到有效的作用。以往的施工经验证明,不良地基如果出现裂缝,且没有进行及时的修补,将会导致裂缝的持续扩大,进而影响到建设工程整体的稳定性和安全性。在实际的修补过程中,需要根据具体的检测结果,制定科学合理的修补方案,以软土地基的修补为例,首先要对内部结构内部结构进行加固处理,并利用碎石、泥灰等材料填补裂缝的空隙,然后对其进行注浆,提高稳固性。
4结论
通过以上分析可以发现,在实际的港口工程建设过程中,不良地基对于整体的工程质量影响重大,因此,考虑到地基施工的关键性,需要结合具体的地基情况,并根据现有的施工技术,制定科学合理的施工方案,提高港口地基施工的稳固性,从而为整体工程打下坚实的基础,确保日后港口工程的顺利竣工和投入使用。
作者:邹增富 单位:四川路航建设工程有限公司
参考文献
[1]林国明.港口工程建设中不良地基基础处理方法研究[J].城市建设理论研究(电子版).2012,(35):194.
[关键词]场平工程 高含水率 粘土 石灰改良
中图分类号:Tu414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0380-02
1.概述
国内外学者对石灰作为改性剂改良粘性土进行了长期研究[1],为该改良技术在工程上推广应用和有效的质量控制奠定了基础,本文尝试采用掺石灰的方法快速降低高含水率粘土的含水率使其能够直接作为场平填料,为我国南方地区高含水率粘土资源化利用提供参考。
2.高含水率粘土物理性质
溪洛渡右岸电站送电广东±500kV同塔双回直流输电工程昭通换流站处于高低起伏超过60m的数个山丘包及溶沟槽组成的缓丘陵地形地貌,场平采用高挖高填方法形成,需要开挖高含水率粘土80万m?并就地回填,为了保证工期、充分利用现有的高含水率粘土,采用石灰改良高含水率粘土作为场平填土,快速完成场平工作,为顺利西电东送节约宝贵的时间。现场取土区土层的初始含水率为30-35%,取土到室内进行试验得到土料的基本物理指标为:相对密度2.84,液限62%,塑限39%,塑性指数23,为高液限粘土,最大干密度1.53,最有含水率27%。
由于工程所在地一年四季阴雨绵绵,受雨水天气的影响,土料回填时的含水率在34%-38%。比最优含水率高出8%-11%。难以直接作为场平压实填土使用,需要晾晒或改良后才能作为回填土,该工程天气雨水较多晴天稀少,地下水位高,难以快速晾干。为此提出掺拌石灰的方法改良土料的压实性和力学性质。
3.高含水率粘土的砂化试验
昭通换流站高含水率粘土利用料的含水率在34%-38%,远高于可压实的范围,为了能够快速降低含水率,提高强度并改善压实特性。经试验验证,可以采用掺生石灰和其它外加剂的办法对土体进行改良,在天然含水率的土体中掺加不同剂量的生石灰改性是一种快速有效和经济可行的办法,向土料中掺生石灰以后,土体的状态就发生了明显的变化,粘性降低, 土体朝散粒方向变化,工程上称作砂化。素土呈泥块状,用手捏只发生形状改变,土体不能被压实。掺石灰后,土体从团块状变成散体状,大土块和土块很容易用手捏碎,随着灰剂量增加,土块越来越容易捏碎,表明在外力作用下越来越容易碾压。
4.高含水率粘良配比的确定
从前面的砂化试验可见,粘土在自然状态下含水率高,不能直接用土料进行场平施工,而需要对土体进行改良。经研究含水率降低率 随掺生石灰比例的变化规律几乎与初始含水率无关,含水率降低率随着掺灰比的增加而线性增加,尤其当掺灰比低于 15 %时,线性关系更为明显[2]。
与原料土的初始含水率和掺灰比均无关,m 是由原料土的固有特性决定的,针对某种原料土为常数,以上结果表明,只要对某一初始含水率的素土进行某个掺灰比的改良土进行含水率试验,则可通过式(3)确定值,然后利用式(4)进行预测使得不同初始含水率的软粘土达到最佳含水率所需掺入的生石灰比例,这样可以大幅度减少试验的配方数量,便于实际工程的应用。
为此现场经过多组不同掺灰比的拌合试验,采用传统烤箱烘干法分别测定原料土和改良土的含水率,经整理得到表1和图1,经过x线行回归,得到含水率降低率与掺灰比回归直线的斜率为5.0881,这样也就得到了常数=5.0881.
在掺灰比3%~5%时,改良土的最大干密度比素土低9%-10%,改良土的最优含水率比素土提高5%-6%,在素土与石灰拌和养护过程中,还可以使土体含水率降低2%-4%[2]。同时为了节约成本,掺灰比选择时,式(4)分情况进行选择:
5.现场拌合及分层碾压
由于改良土含水率随着龄期的增加而减小,含水率的减小主要发生在龄期的前3d[3]。为了保证回填土压实系数,同时节约工期一般在拌合三天后开始摊铺碾压。
由于生石灰的掺入不仅改变了土体的成分和结构,最大干密度也随即发生变化,为了方面在施工过程去选取合适的最大干密度,有效检测回填土压实效果,针对掺灰比分别为1%、2%、3%三种掺灰比进行了室内击实试验。
6.结论
昭通换流站场平分层碾压回填计19.6万方,前后取样2363个点,回填土压实系数均满足0.92的设计值要求。经过一年多沉降观测,32m加筋挡土墙和18m高分层碾压自然边坡沉降量均在合理范围内。另外,经过本工程生石灰改良改含水率粘土的施工,总结如下:
(1)高含水率粘性土不能直接作为回填土用于场平工程分层碾压,在不能有效采用晾晒的方法效降低含水率的工程,可以采用生石灰对土体进行改良;
(2)土体含水率降低率与土体的固有性质有关,与生石灰掺入量成正比。
(3)生石灰改良土的最大干密度和含水率均与原素土有一定的差别,施工前必须针对不同比例进行击实试验,以便施工过程中选择合适含水率和最大干密度。
参考文献
[1] 贺建清。石灰改良土路基填料的动力特性及应用研究[D]。长沙:中南大学,2005.
[2] 张义贵,王保田.石灰改良高含水率粘土作为路基填料的试验研究[J].现代交通技术,2010(8):5-7、13.
[3] 张铁军,丁建文,邓东升,洪振舜.生石灰处理高含水率疏浚淤泥的含水率变化规律研究[J].岩土力学,2009(9):2775-2791.
[4] 文飞国.过湿土处治技术研究[D].西安:长安大学,2004.
[5] 赵明华.土力学与基础工程[M].武汉:武汉理工大学出版,2009.