装配式土地整治工程技术

何双宏，陈国建，孙成彬，张春叶，何 谦

(重庆师范大学 地理与旅游学院，重庆 401331)

1 装配式土地整治技术的内涵和应用过程

装配式土地整治技术是通过装配式技术在土地整治中的应用来协调人地关系，将各类未利用的土地变成可以被人类利用的土地，进而提高土地利用率，实现土地自身资源价值的过程。2017 年以来，重庆市率先提出了“国土整治+装配式技术”的国土整治新模式，即在国土整治过程中，因地制宜地采用“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化监管”的设计理念、施工方法和管理方式[1]，具体指将大量现场所需的工作移到工厂进行，在已有工业化水平高成型模具的前提下，在工厂批量加工制作好土地整治中所需的构件和配件(如石坎、渠道、生产路、集水井等)，运输到建筑施工现场直接安装。

2 装配式土地整治技术与传统土地整治技术的对比

2.1 传统土地整治技术面临着多重困难

传统土地整治过程中，传统整治工程多采用的是现浇混凝土，在施工过程中容易受到天气的影响，影响工程进度，实现现浇混凝土强度达到使用要求之前，需要修筑临时围墙，在此期间施工区域需要封闭，这使得交通在一段时间内遭到巨大的影响，围墙拆除后会变成建筑垃圾，造成资源浪费，无形之中增加了造价，此外传统土地整治技术还会受到质量差养护难、山区施工条件差、工程建设监管困难、材料二次运输困难等一系列困难。

2.2 装配式土地整治技术的优势

1)在坡面平整工程中，相比传统的干砌块石、条石，采用预制混凝土砌块修筑的田坎更稳固，不容易倒塌；生产简单快速；施工难度低，后期进行养护便捷。

2)在灌溉水系配套工程中，预制混凝土沟道砌块可以实现快速生产，快速安装，建成后功能稳定、渗漏少，外形美观。

3)在田间道路工程中，采用预制混凝土道路砌块修建田间道、生产路等，可以避免现浇混凝土开裂、啃边、翻浆、宽窄不一、厚薄不均匀等问题，而且线形优美、后期管护十分方便。

3 装配式土地整治技术要点

3.1 装配式土地整治技相关地方标准

近十年来，装配式土地整治工程有过一些实践，比如北京雄安新区市民服务中心，即位于雄安新区容城东部小白塔及马庄村界内，现场布设了永久的主干道路以及周边临时硬化道路[2]；装配式施工技术在上海迪士尼乐园市政工作的应用[3]；2018 年，选取重庆市永川区茶园村作为装配式土地整治的试点，将装配式道路、沟渠、挡土墙首次应用于部分田间，装配式工程占该地区土地开发整理项目总工程的1/5[1]。但是从国家到行业和地方，并没有出台过相应的标准文件来规范装配式土地整治的施工、图纸、预算等方面的标准，因此对于装配式土地整治技术的推广和应用，急需相应的、完整的标准文件来规范。

3.2 装配式构件设计

装配式土地整治对相关工程所需构件的抗压、美观、整体性、成本、施工效率有很高的要求，为了实现经济、生态、多功能，以及未来能朝向标准化、产业化、规模化、生态化方向发展，所以采用榫卯结构，设计出了一系列不同规格、型号的多功能生态装配式构件，见图1～4。

图2 模块化多功能生态沟渠系列装配式构件

图3 模块化多功能石坎单元结构示意图

图4 模块化多功能农村生产道路(2 m宽)单元结构示意图

3.3 装配式土地整治施工关键点

1)在施工作业期间，需要应用到许多种类型的PC构件，这就要求相关施工单位相当重视施工材料的管理工作，这是由于施工作业时需要用到的材料繁杂，如果材料管理工作混乱，将对之后的装配式构件应用及施工质量都会带来影响。

2)由于地方气候差异，对于装配式土地整治的储存工作也需要有相应的要求，应该尽可能地避免将材料放置于阴冷、潮湿的储藏点，否则有可能会对材料的质量带来影响，继而影响工程质量，所以这需要相关人员要根据实际情况对不同的材料采取相应的方式进行储存。

3)对于较大工程量的情况，需要动用一些机械设备开展工作，为了切实保障机械设备在施工中正常运行并发挥其独特的优势，这就要求相关人员对机械使用方面加大重视。

只有充分重视统筹规划装配式土地整治工程的全过程，才能够从根本上使工程的质量得到保证。

4 装配式土地整治技术

现阶段对于装配式土地整治技术没有一个相对详细的技术路线，本文以装配式生态道路技术为例对装配式土地整治技术进行详述。

4.1 路基的处理

正式开展装配式工程施工前，需要对不同地形进行勘测、规划和设计，并且需要对施工地点进行处理，这是为了使后续装配式构件安装应用奠定良好的施工基础，进而保证整个工程的施工质量，为了更好地详述装配式土地整治技术，首先需要对路基进行处理，对原有的杂草和其他类型的垃圾进行全面清理，同时以防种植土、腐蚀土发生腐烂、发酵等生化反应，从而引起体积膨胀或萎缩,对路基的稳定不利，产生安全隐患，因此要对该类植土进行换填，换填深度一般不小于30 cm，之后进行平整和压实并达到施工要求的平整度和压实度，对于压实度标准通常为90%。若土质中存在的含水率过高时，可以通过填筑处理、晾晒处理、铺设处理或者渗灰处理使其达到最佳含水量±2%的情况下整平后用重型压路机碾压，直至达到规定的密实度，若道路路面积水过多，可以采取找坡排水方式对其进行积水处理，可在路两侧安装装配式生态沟渠来处理积水问题。

土质填料的选择是土方路基施工的首要和关键环节,是直接关系到路基施工的成败,不仅要考虑填料的各项技术指标满足规范要求,而且应结合本地区气候特点考虑其适用性,并进行实际施工验证;而压实时填料含水率的控制,也是土方路基压实工作的重要一环,含水率控制得当 (即接近最佳含水率),在保证压实效果的前提下,可提高压实效率,节约成本。

4.2 临时道路板的铺设

在装配式生态道路施工期间，临时道路板在其中应用的次数相对比较多且频繁。在施工期间设置临时道路板的原因是施工现场道路硬化程度比较高、施工周期比较紧等[4]。此外，临时道路板铺设需要满足以下要求。

1)临时道路板的铺设需要在路基处理完之后进行；要保证施工路面进行了平整和填补处理的同时还要保证排水系统的正常使用。

2)弹性模量应满足规范要求，然后才能对压实路面开展再次铺设施工作业，对于本次铺设采用的材料为中粗砂垫层，铺设厚度为3～5 cm，同时对于泥量的要求应低于5%[5]。

3)若采用钢制临时路板，为避免材料浪费和产生建筑垃圾，可多次反复使用。

4.3 装配式生态道路构件模板设计与生产

为了实现施工最终目的与装配式土地整治的优势，装配式生态道路构件需要根据前期考察进行设计，需要满足以下要求。

1)装配式构件的尺寸精度高，质量有保障。与传统的道路不同，要保证产品的尺寸精度高，壁厚均匀，材料质量稳定、耐久性高，除此以外还可以根据施工区域的水温和地质条件进行抗内、外压的设计。

2)对装配式构件性能进行测试。装配式构件的检验可以在工程中完成，在保证工程的安全系数的同时还能够根据不足不断进行改进。

3)由于不同路段的施工要求、地形地貌、环境生态不同，需要根据施工区的具体要求，提前设计出能够满足工程的各种不同尺寸型号时装配式生态道路构件。

4)与传统施工技术的道路不同，装配式生态道路需要在设计到施工期间要充分考虑到社会、经济、生态效益的结合。例如，根据实际情况制造出构件的标准节和特殊节以便满足现实要求，还有便捷地对修复受损装配式生态道路构件节进行替换(受损处局部替换)，替换的路节可以回收再利用或者应用于道路要求不高的地方进行二次利用，这样可以减少因修复造成的交通瘫痪时间，还能够减少修复道路的经济成本，此外，还减少了施工垃圾，保证了生态的效益。

4.4 装配式构件吊装

装配式生态道路与其他类型的路面铺设工作有很大的不同，装配式生态道路施工需要考虑到铺设、拆卸、重复利用等问题，因此吊钩的设计是必要的，可以在装配式构件生产时预制环形钢筋或者多功能灌注口作为吊环。

随着科学技术的发展，自动机械化设备也可以应用于装配式土地整治，对于工程量、施工范围大的工程，可以采取机械臂吊装。通过把机械臂设置于小车进行铺设，在保证其机动性的同时能够快速地进行装配式构件的拼装工作。

5 装配式土地整治的创新思考

5.1 标识牌与数据库管理

装配式土地整治技术所使用的是工厂装配式构件，可以对装配式构件的参数和产品批号进行留存记录，以便于施工和后期的维护。施工期间，可以在每一个构件或一片区域、一定里程内相同型号的构件旁边设立标识牌，标识牌刻上该型号构件的名称、编号、专属二维码，构件的名称可以通过里程桩号命名，例如，用渝A-12345-500-1表示里程500 m处1号装配式多功能生态沟渠，而标识牌则可以作为该区域、该里程内构件的身份牌。工厂装配式构件时需要将构件的生产日期、材料、型号参数等信息上传到数据库，根据其数据可以便于指导施工和后期维护，实现对装配式构件的智能化管理。

5.2 吊装方案

施工期间构件的吊装可通过利用机器进行快速拼装作业，利用机器输送构件至安装区域，采取真空吸盘的方式将装配式构件吊装起来，是当前装配式施工中装配式构件吊装的创新部分。随着智能化技术的发展，可通过基于CNA总线电液对系统进行控制，通过视觉智能识别系统、激光雷达系统、无线遥控系统实现自动化特征的吊装技术，在高速作业的同时还能够保证施工期间的安全性。通过机械臂与真空吸盘吊装和智能自动化操作的可操作性较大，适用于大体量、地形复杂的装配式道路施工过程，但是也具有前期成本投入较大的缺点。

5.3 装配式生态型混凝土

生态型混凝土[6]指能够进行植被移植，可适应植物的生长，具有保护环境、改善生态条件、维持原有防护功能特点的混凝土及其制品，即“绿化混凝土”。宗秋果等[7]通过对国内外生态混凝土的研究，并经过实验得出以下结果：①无砂大孔混凝土强度不低于浆砌片石；②无砂大孔混凝土稳定性不低于常规设计浆砌片石；③无砂大孔混凝土较常规设计浆砌片石更有利于植物的生长。由此可见，生态混凝土是具有可行性的，因此，对于今后装配式土地整治过程中，若对生态效益具有高要求的工程可以采取生态型混凝土作为原材料，例如生态护坡工程。随着生态型混凝土的发展和应用，必将成为装配式土地整治的创新方向。

5.4 遥感技术

随着我国遥感技术的迅猛发展，遥感技术的应用面越来越广。遥感技术也将作为装配式土地整治的一个创新方向，例如，在装配式生态沟渠安装传感器，传感器凭借其功能，实时对水流量进行有效监测。此外，还需要设计出相关手机APP软件，在手机便可以在异地对水流量进行监测，再根据不同季节、不同气候、不同环境条件下对水量的需求不同，通过手机对水闸进行控制来解决流量问题，做到实时监测和控制管理智能化。合理的养护工作对于延长装配式构件寿命是必不可少的，为此这就要求需要注重装配式构件病害预防工作，可以通过GPR技术对装配式构件进行定期的病害检查，及时发现潜在的病害问题并进行修护，保证装配式构件能够长期正常应用。

6 装配式土地整治发展的瓶颈及对策

与国外相比，国内装配式技术起步比较晚，又主要应用于建筑行业，作为土地整治的新技术，装配式土地整治技术的发展将受制于许多方面。

1)政策支持的力度不够。装配式土地整治工程所使用的装配式构件被视为商品，因此生产后需要征收17%的增值税，远远高于其他材料收取的4%的增值税。因此政府首先应完善相关的政策和法律法规，其次要推动装配式土地整治技术完善和推广，还应该出台鼓励装配式土地整治技术发展的政策，比如资金扶持，拿地政策优惠，业绩奖励等。

2)缺乏装配式土地整治技术的标准体系。虽然之前国内有过装配式土地整治的试验区，但国内并没有相关的标准体系来对装配式土地整治技术从设计、生产、施工、验收等环节进行规范、指导，也没有装配式土地整治技术施工的定额标准和能熟练掌握装配式土地整治施工技术的施工单位，因此装配式土地整治技术标准体系尚未完善，限制了装配式土地整治的发展，这也是装配式土地整治技术的当务之急。因此需要尽快出台具有本土特色的装配式土地整治技术结构体系，研发出适用于工业化生产和施工的标准体系及其配套体系，通过标准化、产业化、配套化来指导并规范设计、生产、施工、验收等工作环节。

3)产业管理制度不完善。①国内有能力对装配式构件进行大规模优质的生产的企业不多；②没有完整的产业链，限制了装配式技术在国土整治项目中的大规模应用；③多数企业没有足够的资金和管理能力推动装配式土地整治技术的发展。产业管理作为发展装配式土地整治技术的基础，需要有一条包括装配式土地整治技术从设计、生产、施工验收、后期维护全过程的产业链条。

4)装配式土地整治工程成本较高。装配式构件从设计到生产的一次性投资大，并且当前国内市场劳动力成本比较高，装配式土地整治项目相比于传统土地整治的项目来说节约劳动力成本的能力有限，整体上来说综合成本上难以占据优势。因此，首先政府需要通过政策手段来刺激装配式土地整治的市场需求，扩大装配式构件的产能来形成规模经济，比如降低PC构件的增值税，保障装配式土地整治技术项目的数量。此外还需要尽快编制装配式土地整治技术的施工定额、计价规范，为装配式土地整治工程造价提供依据，再通过合理定价来降低装配式构件成本，进而解决装配式土地整治工程成本高的问题，其他降低成本的方法还有改进生产设备和产品、合理确定设备折旧等。

7 结 论

装配式土地整治技术作为新型土地整治技术，对我国的国土整治是具有积极的意义，特别是满足了我国提出的生态环保和可持续发展战略，但是装配式土地整治技术尚未完善和广泛的应用，因此，各类企业与政府需要对该技术加大重视，提升装配式土地整治技术的科技研发水平，加大装配式土地整治产业化的推广力度，更好地为我国绿色可持续发展战略贡献一份力量。

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