对在水保坡改梯工程中推广应用粉煤灰条形柱的探讨

大竹县是川东丘陵大县，属长江上游嘉陵江流域渠江水系，地貌特征为“三山夹两槽”，降雨集中，暴雨频繁，水土流失严重，水土流失面积达974.2平方公里，占全县土地总面积的47%，年均土壤侵蚀总量954.96万吨，年均土壤侵蚀模数4628吨/平方公里，是国家长委在我省确定的“长治”工程重点治理县之一。近年来，该县抓住这一历史机遇，加快水土流失治理，特别是在2004年，充分利用当地火电厂发电后的废弃物——煤灰和煤渣，研制试用粉煤灰条形柱代替条石进行坡改梯工程的埂坎砌筑，取得了费省效宏的效果。截止2005年底，该县三年内共治理6条小流域的水土流失，治理面积86平方公里，使治理区生态环境得到明显改善，昔日“山上剥了皮，田里沙压泥，河床平了堤，库塘被淤积”的现象已不复存在，展现在人们眼前的是“层层梯田披绿装，果满枝头花飘香，粮食满仓鱼满塘，水碧山青好风光”的新农村景象。为了进一步推动全县的水土流失治理工作，将有限的国家项目资金用在刀刃上，我局专题对粉煤灰条形柱的应用进行了深入调研，更加清晰地认识到，粉煤灰条形柱在坡改梯埂坎砌筑中具有十分重要的应用价值，建议把它作为我县甚至全省坡改梯埂坎砌筑的“当家材料”大力推广。
　　一、研制生产粉煤灰条形柱的背景。
　　1、传统的砌筑材料不能适应当前水土治理工作的需要。大竹县是百万人口大县，耕地面积达82.12万亩，其中绝大多数是坡耕地。以前，在水土流失治理过程中，我县主要运用条石来进行坡改梯埂坎，但因很多地方的石料属泡砂石，硬度不够，抗压性能低，加之多数地方的石头开采难度大，储量少，造成在工程的实施中，经常因为条石紧缺不能及时供应而停工。鉴于这种情况，我县又考虑采用土坎砌筑，但我县坡耕地坡度大，土坎砌筑挡土重量低，且受雨水冲刷后，又极易垮塌。种种因素，迫使我们积极探寻能代替条石的新型建筑材料。
　　2、火电厂的废弃物对当地环境造成了严重的污染。县火电厂发电产生的废弃物——煤灰和煤渣，经过多年的累积，数量多，堆码面积大，一遇大雨，煤灰和煤渣顺水蔓延，给当地环境造成了严重污染。特别是县火电厂附近的乌木水库——大竹县城近13万人的饮用水源，由于受此污染，水质曾一度达不到三类饮用水标准，县城居民意见很大，人大代表、政协委员多次专题向县委、县政府质询，2004年县上筹资200多万元，投入了巨大人力和物力，对乌木水库进行了为期一年的治理，使水质基本达到二类饮用水标准，但这只是治标不治本，大量煤灰、煤渣堆码造成的污染仍未彻底解决。同时，大量废弃的煤灰和煤渣还给周围的农田造成了极大污染，农民稻田大量减产，损失较大，多次到县上上访，成为影响当地社会的不稳定因素之一。因此，煤灰和煤渣的循环利用已迫在眉睫。
　　二、粉煤灰条形柱应用的优点。
通过对我县近两年国家农发水保项目工程试用粉煤灰条形柱代替条石进行坡改梯工程的埂坎砌筑观察，粉煤灰条形柱有以下优点：
　　1、生产工艺简单、性能优越
单个粉煤灰条形柱长、宽、高分别为80cm、 25cm、 25cm，与条石相同。其生产工艺是将水泥、煤渣、煤灰按照1:3:5比例，拌制成粉煤灰砼后，装入模具，液压15分钟后即可成形取出，一日脱模。然后进行80摄氏度高温的蒸养，5-8小时后即可投入使用。通过对生产出的粉煤灰条形柱取样试验观察，其单个重量（干重）为90kg，表面光滑平整、棉实坚硬，抗压强度为210kg/cm2，耐酸碱、耐浸泡、抗折性好、渗水性强。
　　2、粉煤灰条形柱安砌简单、美观实用
粉煤灰条形柱安砌不塞不垫，四平八稳，缝隙率小，整体结构好，不易垮塌，故具有与条石相同的稳固性，且保存率高，美观实用。
一是清基易于掌握。按照大弯就弯、小弯取直的原则，进行等高放线，将基槽挖至硬基上，用水准仪或水管测量整条硬坎开挖基础是否水平，局部地段基础较软弱的，再进行扩宽挖深基础处理。
二是安砌较为简单。清基完成后，即可进行粉煤灰条形柱的安砌。先将底轮安砌水平，以保证整个埂坎做到平稳，竖、平两缝做到错开。当硬坎高度超过1m时，按照设计要求加宽基础，底轮安钉头，第二轮及以上按照“两顺一钉”进行安砌，从上至下三轮均为单轮。
三是美观实用。根据我县2005年度农发水保项目江水河小流域坡改梯工程中的实践经验，用粉煤灰条形柱干砌的硬坎高度不宜超过2.0m，一般控制在0.8-2.0m之间。若系浆砌，其高度可高些，这样安砌出来的坡改梯工程表面光滑平整、四楞上线、八角齐全。
　　3、粉煤灰条形柱造价低、劳动强度小。
首先，我们通过对粉煤灰条形柱和条石在坡改梯埂坎安砌中的应用比较，用汽车将1方粉煤灰条形柱运到工地，成品价为110元，人工二次转运300米为60元，安砌工资为20元，共计安砌1方粉煤灰条形柱单价为190元（不包括基槽开挖和取费）；用汽车将1方条石，运到工地，成品价为96元，人工二次转运300米为80元，安砌工资为50元，共计安1方条石单价为226元（不包括基槽开挖和取费）。由此可看出，每安砌1方粉煤灰条形柱要比安砌1方条石单价低36元，可节省16%左右的造价，减少了投资。
其次，在相同体积情况下，粉煤灰条形柱的重量比每方条石轻600kg，也就是用粉煤灰条形柱安砌坡改梯埂坎，其原材料二次转运和安砌的重量，要比用条石安砌轻25%左右，一般单个粉煤灰条形柱只需两个工人即可抬运，既省时，又省力，劳动强度降低，技工需要量少，相应人工工资也减少了。同时，经比较，不包括基槽开挖，每安砌1方粉煤灰条形柱需人工2.7个工日；而安砌1方条石需人工4.3个工日，也就是每安砌1方粉煤灰条形柱要比安砌1方条石节省1.6个工日，提高工效37%左右，土地利用时间相应得到提前，直接经济效益相应得到提高。
　　4、粉煤灰条形柱变废为宝、美化环境
生产粉煤灰条形柱的主要原材料为火电厂发电后的废弃物煤灰和煤渣。每生产一个粉煤灰条形柱需煤灰50kg、煤渣30kg、水泥10kg。若每年生产40万个粉煤灰条形柱，就可以消耗煤灰20000t、煤渣12000t，可彻底解决我县火电厂发电的废弃物煤灰、煤渣堆码对周边环境的严重污染，特别是对大竹县城10余万人的饮用水源乌木水库的污染。同时，利用粉煤灰条形柱也可解决我县条石紧缺的矛盾，大量的开山采石行为将得到遏制，避免人为造成的水土流失现象，使水土资源得到了有效保护。
　　三、粉煤灰条形柱推广应用的前景。
由于粉煤灰条形柱具有比条石重量轻、造价低、工效高、劳动强度小、施工方便、安砌简单、美观实用、美化环境等优点。因此，该产品还可广泛用于公路护坡、塘库整治、蓄水池、民房基础等工程的砌筑。当然，粉煤灰条形柱也存在自重较低，挡土重量受到限制，以及如果工程地离生产地较远，运输成本还比较高等缺点。但是，这些都可以通过一些科技措施的运用在以后加以解决。如在粉煤灰条形柱的生产中，可以通过采用添加剂、石灰石来代替水泥，使成本大大降低。以及在粉煤灰条形柱砌筑的埂坎上，覆盖栽种在泥土上的藤状植物，来实现自然的和谐相处。
欢迎广大水土保持学、植物学、生态学、环境学领域的同仁和爱好者加入我的QQ群（25415468）行交流和讨论