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【關鍵詞】:土壤改良 措施
中圖分類號:S2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914x(2014)26-01-01
1.土壤改良的階段
土壤改良工作一般根據各地的自然條件、經濟條件,因地制宜地制定切實可行的規劃,逐步實施,以達到有效地改善土壤生產性狀和環境條件的目的。土壤改良過程共分兩個階段:
①保土階段,采取工程或生物措施,使土壤流失量控制在容許流失量范圍內。如果土壤流失量得不到控制,土壤改良亦無法進行。對于耕作土壤,首先要進行農田基本建設。
②改土階段。其目的是增加土壤有機質和養分含量,改良土壤性狀,提高土壤肥力。改土措施主要是種植豆科綠肥或多施農家肥。當土壤過砂或過黏時,可采用砂黏互摻的辦法。。
2.土壤改良的意義
(1)苗木培育周期長,而且是全株利用,土壤養分消耗大,需要通過土壤改良來補充。
(2)育苗活動及土壤天然缺陷產生的土壤養分不足和結構不良,需要通過土壤改良來調節。
(3)樹木正常生長所需要的有益生物,苗圃中常缺乏,需要人工添加。
(4)合理施肥可以有效調節土壤肥力,有效促進苗木產量和質量的提高。
3.土壤改良的幾點措施
3.1合理使用化肥
根據農作物的目標產量和土壤養分的測定值,確定施肥量、施肥種類、施肥時期等,這樣有利于土壤養分的平衡供應,以避免盲目施肥,減少浪費,減少對環境的污染;化肥應與有機肥合理混用,在肥效上達到互補,提高肥料利用率,改善土壤結構,防止土壤板結;由于微生物肥料具有無污染、提高作物品質、改良土壤、增加土壤肥力等優點,應大力推廣和施用,從而減少對化肥的需用量;施用長效氮肥和氮抑制劑。長效氮肥由于供氮比較緩慢,不會造成土壤中無機氮素的快速升高,使施氮周期符合作物需肥規律,尤其在蔬菜作物上可大大降低硝酸鹽的累積和施用次數,經濟效益顯著。氮抑制劑是一種可使有效氮緩慢釋放的化學品,如氮吡啉、雙氫胺等,可顯著減少蔬菜中硝酸鹽含量,從而改善其品質。
3.2施用土壤調理劑和新型植物生長素
農藥在作物體內殘留問題,已引起人們的高度重視。減少農藥用量,首先選擇施用免深耕土壤調理劑。該劑是一種生物化學制劑,對作物無毒、無副作用,可打破土壤板結、疏松土壤、提高土壤透氣性、促進土壤微生物活性、增強土壤肥水滲透力、減少病蟲害發生,從而減少農藥的用量。在保護地蔬菜生產的中、后期,由于大水漫灌、人工踩踏等原因而發生土壤板結,極不利于根系對水分、營養的吸收。因此,該調理劑尤其適用于保護地蔬菜生產。其次施用一些新型植物生長素來增加作物的抗逆、抗病性能,從而減少農藥在土壤中的殘留,以達到改善作物品質的目的。
3.3推廣應用可降解農用地膜
自覺清除農田殘膜,把收集到的廢膜統一進行合理的回收利用,同時減少有毒農膜的購買使用,可用黑色藥膜或黑色可降解膜。
3.4采用微灌工程合理灌溉
目前微灌形式有滴灌、滲灌、微噴和涌泉灌4種。在保護地生產中,應根據不同作物選擇與之適應的微灌方式。
3.5施用充分腐熟的有機肥
未腐熟或腐熟不夠的有機肥,由于碳氮比(C/N)過高,土壤微生物難以分解,作物很難利用,而且新鮮的禽畜糞含鹽較高,作物不但不吸收,還容易加劇地下害蟲的為害。腐熟的有機肥是一種養分較齊全的肥料,大量施用可改善土壤的理化性狀,具有改良土壤、培肥地力的作用,有益保護地蔬菜生產。
4.土壤改良的具體方法
4.1酸性土壤改良方法
使用石灰中和酸性,每畝每次施40~50千克石灰,以后每次施用量減少1/2,直至改造為中性或微酸性土壤。施綠肥,增加土中有機質,達到改善土壤酸性的效果。增加灌溉次數(水田可串灌),沖淡酸性對作物的危害。種植耐酸作物,如油菜、水稻、茶、桑、紅苕、果樹等,邊利用邊改造。增施堿性肥料,如碳酸氫銨、氨水、石灰氮、鈣鎂磷肥、磷礦石粉、草木灰等,對提高作物產量有好處。
4.2堿性土壤改良方法
所謂鹽堿土也叫鹽漬土,是指土壤中含有過量可溶性鹽類的土地,包括鹽土和堿土兩種性質不同的土壤。所謂鹽土,主要是指土壤內含有過量水溶性鹽分的土壤,多屬中性鹽,呈堿性反應,pH值在7―8之間。因此,我們應使用酸性肥料,如硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、硫酸鉀等,定向中和堿性。種植耐堿作物,如棉花、豆科作物、麻類、地下結實作物、麥類等,邊利用邊改造。加深耕層,三溝配套,降低水位,逐年洗堿(鹽)。多施農家肥,改良土壤,培肥地力,增強土壤的親和性能。
4.3黏性土壤改良方法
摻沙質土,改善土壤耕作性。經常清理三溝,增加土壤通透性,協調水、肥、氣、熱、菌的矛盾。多施有機肥料,促進土壤團粒結構形成。勤中耕松土,加速肥料的分解釋放能力,為作物幼苗及時供給有效養分。
4.4沙質土壤改良方法
砂性重的土壤一般表現為過分疏松,漏水漏肥,有機質缺乏,蒸發量大,保溫性能低,肥勁短,后期易脫肥。一是大量施用有機肥料。這是改良砂質土壤的最有效方法即把各種廄肥,堆肥在春耕或秋耕時翻入土中,由于有機質的緩沖作用,可以適當多施可溶性化學肥料,尤其是銨態氮肥和磷肥能夠保存在土中不流失。二是大量施用河泥、塘泥,這也是改良砂土的好方法。如果每年能每畝施河泥4~10噸。結合耕作,增施有機肥,使肥土相融:由于在日光溫室新建過程中富含有機質的表層土大多被取走,故此新建溫室首要的問題是增加土壤中的有機質含量。土壤有機質具有提供作物所需要的養分和提高養分的有效性,改善土壤的理化性狀,增強土壤的保肥性能和緩沖性能的作用。幾年后土壤肥力必然能大幅度提高,過度疏松漏水,漏肥的情況將有改善。三是在兩季作物間隔的空余季節,種植豆類科蔬菜,間作、輪作,以增加土壤中的腐殖質和氮素肥料。四是對砂層較薄的土壤可以深秋壓砂,使底層的粘土與砂土摻合,以降低其砂性。
4.5冷涼土壤改良方法
增施農家肥,改善土壤結構。三溝配套,降低水位,排明水、濾暗漬,經常中耕破板(水田則泥腳薅草),提高土溫。.多施磷鉀肥(因冷浸田多缺有效磷肥)和暖性肥(如牛馬騾糞、渣肥、火糞土、稻草及作物莖葉等),促根壯稈奪高產。水旱輪作(3~5年輪換1次),減少病、蟲、草害。
4.6瘦土壤改良方法
種植豆科或綠肥作物,提高土壤含氮量,如紅花草子、箭舌豌豆、草木樨、黃花苜蓿、檉麻、蠶豆、油菜等。增施氮素含量高的肥料,如尿素、硝酸銨、硫酸銨、氯化銨等,提高土壤肥力。逐年加深耕層,促進土壤熟化,同時施足農家肥料作底肥,則改造力度更大,效果更好。清除土中的砂礫石塊,減少“吊氣”死苗,確保密度和穩產。
參考文獻:
[1]周家成.關于對苗圃土壤改良的思考[J].農業與技術.2013.07.
[2]申鳴,方亮.鹽堿地不同措施的改良效果及樹木存活率比較[J].中國園藝文摘.2013.06.
1.1建立良好的工程體系
在改良時應結合鹽堿地的成因和性質,制定針對性的措施,完善鹽堿地的改良工程體系,工程體系主要包括指平整土地、建立排灌溉系統及換土等措施。在干旱和半干旱地區,鹽堿地地表蒸發量較大,可以通過整平措施來降低水分的蒸發,還可以通過土壤的翻動來減少鹽分的上升。建立排灌溉系統,能夠滿足鹽堿地的灌水需求量,防止氣候干旱和過澇對土壤造成的傷害,這是鹽堿地改良中的重要措施。在具體應用中,鹽堿地地區的農民探索出了新的模式,在農田中挖掘一定面積的水溝,用土筑成臺田,用來種植農作物,并在溝中養魚,而在干旱時可以從溝內引水灌溉。在內陸鹽堿地的改良過程中可以考慮采用井灌井排的方式,在農田中打一口深井,干旱時可以用井水灌溉,雨水比較多時鹽分會隨著水而滲入到井中。由于這種改良方式所需井的數量比較多,具有比較高的投資成本,在具體應用時可以考慮和溝渠等相結合。
1.2綜合性措施
由于鹽堿地的成因涉及到的因素比較多,所以在改良時應采取綜合性的措施,從多方面著手進行改良和治理,最終提高土壤的利用率。除常見的一些措施之外,還可以考慮通過植樹造林來降低地下水位,同時抑制鹽分的上升,植樹造林還有其他生態意義上的功能,能夠防止旱澇災害的影響和干擾等。鹽堿地的形成和地下水位之間存在著緊密的聯系,通過降低地下水位,對于鹽堿地的改良具有重要的促進作用。對于鹽堿地來說,地下水的補償來源主要依靠降雨,在植樹造林后,土壤中的雨水一部分能夠被樹木所利用,增加水的消耗。一些樹木的根系可以直接應用地下水,通過樹木的蒸騰作用,能夠有效地降低地下水位。
2鹽堿地造林技術
2.1選擇合適的林木
在鹽堿地的改良過程中,生物措施是重要的改良措施,在進行鹽堿地造林時應當因地制宜,選擇合適的耐鹽林木。林木資源是一種重要的生態資源,對于生態環境的作用和影響是其他植被所無法替代的,在鹽堿地造林中要研究林木耐鹽性和其他的生物特點,通過比較和評價林木的耐鹽堿水平,選擇優良的耐鹽堿林木,積極地應用到鹽堿地造林過程中。為了得到品質較好的耐鹽堿林木,可以通過生物方法(如利用轉基因技術)來創造新的林木品種。目前,我國在鹽堿地林木研究中已經研發出了新的品種,為鹽堿地造林帶來了新的希望和可能。
2.2選擇合適的土壤改良方法
在鹽堿地造林時,應選擇合適的土壤改良方法,只有這樣才有可能成功造林。目前,我國在苗木培育等技術方面的發展,促進了鹽堿地造林技術的進步,如常見的容器苗造林方法,能夠為苗木適應鹽堿地提供一個過渡期,可有效提高林木的成活率。通過改進鹽堿地的土壤結構,能夠為苗木的生長提供良好的外部環境。例如,常用的保水劑,能夠在苗木栽培的初級階段保障根系的需水需要,能夠改善苗木的生存狀態,有利于苗木的存活和生長。目前,已應用了比較多的土壤改良劑,這些改良劑能夠增強土壤的肥力,減少土壤鹽分所造成的危害。一些高效的土壤改良劑已經得到廣泛的應用,其均能改善土壤結構,增加土壤中有機質的含量,而且效率比較高、持久有效。目前,我國鹽堿地造林取得了比較好的效果,在苗木的存活率及生長量等方面都有大幅度的提高。
2.3加強后期管理
鹽堿地造林和普通的造林工作一樣,管理工作是重中之重,對于苗木的存活和生長具有重要的影響。對于鹽堿地造林來說,由于條件比較惡劣,所以應當更加重視。要根據當地的氣候條件結合林木的生長規律,做好澆水和排水工作是林木成活的關鍵。在管理過程中要防止病蟲害的影響等,當林木幼小或者比較弱小時,容易受到病蟲的危害,此階段應當尤未重視預防病蟲害。可以根據具體的條件與其他作物進行搭配種植,如大豆等作物,這些作物能夠產生林木生長所需要的元素,增加土壤的肥力。為了減少林木的蒸發,早期可以適當地增加林木的密度。同時,由于鹽堿地土壤肥力不足,在管理過程中應根據需要及時追肥,這是促進林木生長的重要措施。
3結語
關鍵詞:鹽堿地;排鹽;透水盲管;塑料檢查井
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
中圖分類號:TU992.02
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2009)07-0131-02
1前言
臨港新城位于東海之濱、上海東南長江口與杭州灣交匯處、上海市版圖的最前端,距上海市中心城區75km。規劃建設臨港新城,是實現經濟跨越和城市持續發展而作出的一項重大戰略決策。臨港新城的規劃設計充分體現了21世紀新型城市的特征,注重個性化和科學化的人文環境,體現人與自然的和諧關系。配合建造洋山深水港,從21世紀初圍海造田形成了占地約23.5萬平方米的滴水湖以來,依托洋山深水港和浦東國際機場,毗鄰中國第一座跨海大橋以及第一個國家級保稅港,憑借其得天獨厚的地理條件、突出的區位優勢必將帶來前所未有的機遇。如何有效地綠化濱海鹽堿地帶一直是個難題。臨港市政基礎設施建設開發過程中,我院承接了開發初期市政道路的綠化工程設計。
臨港新城為較典型的濱海鹽堿地,鹽分來源主要為海水,上海交通大學農業與生物學院于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個樣點、17個樣區的51個樣品共93個土樣的野外采集、實驗室測試分析和整理總結,結果表明:港城土壤質地總體偏粘,土壤酸堿度偏高,59.14%土壤為8.0~8.5屬堿性土壤, 39.78%土壤為8.5~9.0屬強堿性土壤; 土壤有機質總體含量不高, 86%的土壤有機質含量小于20克/每千克; 土壤離子濃度、鹽分總量高低相差懸殊,正常土壤鹽分總量為0.5~1克/每千克,最高可達8.1克/每千克, 在高鹽分土壤的鹽分組成中,80%以上是對園林植物生長有害的氯化鈉。
由于鹽堿地土壤內大量鹽分的積累,引起一系列土壤物理性狀的惡化:結構粘滯,通氣性差,容重高,板結緊實,土溫上升慢,土壤中好氣性微生物活動性差,水分釋放慢,滲透系數低,毛細作用強,更導致表層土壤鹽漬化的加劇。這對園林植物的生長十分不利,尤其是影響新栽植物的新根萌發。鹽堿對植物的危害表現在以下幾個方面:引起植物的生理干旱,使植物萎蔫甚至死亡;土壤含鹽量過高,尤其在干旱季節,會傷害植物細胞、胚軸組織;影響植物正常營養吸收;影響植物的氣孔關閉造成植物容易干旱枯萎。
結合附近已有資料,該地區自然狀況可以概括為,土體含鹽量高、地下水位高、土壤PH高、有機質含量低;風速大、蒸發量大、地下水礦化度大。因此鹽堿地綠化的首要問題是如何盡快改良土壤,解決土壤含鹽的問題,如何保證苗木的成活和生態效果,排水脫鹽改良土壤、苗木種植、特殊養護等是綠化工程關鍵環節和重點、難點。
2國內鹽堿地改良方法研究
目前國內針對鹽堿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。灌水洗鹽,深耕曬垡。疏松表土增強透水性,阻止水鹽上升。封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面。并鋪隔鹽層等然后填以客土。2)化學改良,對鹽堿土增施化學酸性廢料過磷酸鈣,可使PH值降低,同時磷素能提高樹木的抗性。施入適當的礦物性化肥,有明顯的改土效果。或施用大量有機質,如:腐葉土、松針、有機垃圾等。3)生物改良,種植耐鹽的綠肥和牧草,如田菁、草木樨、紫花苜蓿等,對鹽良有積極作用。還有一種新的利用鹽堿地培養微藻產生物柴油技術正逐漸引起專家的注意,有學者認為,在技術成熟的條件下,利用鹽堿地生產的柴油量就可滿足全國50%的用油需求。由此可見,不遠的將來,鹽漬土可以作為一種資源來加以利用。4)水利改良①蓄淡壓鹽。在鹽土周圍筑存降水,促使土壤脫鹽。②灌水洗鹽。降水條件較好的地區,在田內灌水洗鹽,可加快土壤脫鹽速度。③大穴客土,下部設隔離層和滲管排鹽。
在工程中降低綠化成本,加快綠化速度,提高美化效果,是評價鹽堿地區綠化工程效果的主要指標。上述改良方法各有利弊,其中生物改堿投資最小,但見效最慢,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,雖然見效快、綠化美化效果好,但投資太高;大穴整地、淡水洗鹽工程措施,成本低,見效較快、,綠化美化效果好,成本相對較低。
3臨港水利改良鹽堿地的設計措施
在水利排鹽理論基礎上,天津經濟技術開發區以張萬均為首的科研組提出了允許深度的新概念,并依據允許深度創建了淺密式快速排鹽新工藝,通過十幾年的治理,將開發區濱海鹽土的土壤含鹽量由初始時的4.73%穩定地控制在0.3%以下,基本解除了鹽害,使園林綠化環境得到了根本的改善。還有其他濱海鹽堿良實驗區提出了“最小淡化水層”的改良目標;也取得了較好效果。
結合國內先進水利排鹽理論,我們對臨港B2、B3道路綠化設計選用地下濾水管網排鹽法,鹽堿地的一大特點就是地下水位高,帶有鹽堿的水分通過土壤毛細管上升到地表,水分蒸發后,鹽堿會滯留在地表,給綠化工作帶來很大困難,因而布設合理的排水管網,根據“鹽隨水來、鹽隨水去”的水鹽運動規律。鋪設暗管把土壤中的鹽分隨水排走,并將地下水位控制在臨界深度以下,達到土壤脫鹽和防止生鹽漬化的目的,是搞好鹽堿地綠化的治本措施。
其具體方法是:在綠化地塊地下一定深度埋設一定密度的濾水管網進行地下排水。與排水系統相連。由于排堿管的鋪設一般與隔離層結合在一起,綠化種植土中的水分在滲透到隔離層(排堿管)時,再往下滲透的速度較慢(因原土層較堅硬),澆水過多或因下雨而積水多時,及時將多余的水分排走,防止澇害;并且,由于地面毛細管的作用,綠地底部堿土中的鹽分沿著毛細管上升,到達排堿管(隔離層)平面時,毛細管被破壞,同時排堿管周圍是中砂,滲水性強,能及時將水分通過排堿管上的滲水孔收集到排堿管及時排走。
關于埋設深度,有的理論觀點認為60~80cm是適宜深度,而天津泰達鹽堿地綠化中心提出最小淡化水層概念認為允許深度1.5m左右排鹽效果更佳。兩種觀點都認為排鹽管上均應換土為種植土,可以使綠化快速成活,根據我們綠化所選樹種,按照草坪花卉防漬深度0.6m,喬木防漬深度0.8m的要求,并盡可能降低造價,一期我們將埋深定為1.0m。一期已完工道路綠化中,排鹽管完全起到了初期設計的排鹽效果,我們目前進行的二期設計也將排鹽管埋深定為1.0m。
排鹽管的類型。以前多用無砂水泥管、素砼管、軟性彈簧管,其中應用最多的是無砂水泥管,排鹽排堿效果較好,但容易破碎,且造價較高。現由聚丙烯復合材料并添加抗老化、抗紫外線、抗氧化、抗凍等各種助劑構成,在特種成型工藝條件下形成具有良好承壓能力的空間網狀結構的新型滲排水材料――透水盲管。是一種具有極高表面開孔率和內部孔隙率的滲排水土工合成材料。它具有透水、濾水、排水的功能。排水盲管在通過成型裝置將擠出的塑料絲在結點上熔接,形成三維立體網絡結構。該材料有外型像絲瓜絡的塑料芯體和土工布組成,克服了傳統盲溝的缺點,具有表面開孔率高,集水性好,空隙率大,排水性好,抗壓性強,耐壓性好,柔性好,適應土體變形,耐久性好,重量輕,施工方便,工人勞動強度大大下降,施工效率高,在工程實際應用中證明有非常好的適用性。
排鹽管道布設方式,鹽堿地的一大特點就是地下水位高,帶有鹽堿的水分通過土壤毛細管上升到地表,水分蒸發后,鹽堿會滯留在地表,給綠化工作帶來很大困難,因而布設合理的排水管網,降低地下水位,是搞好鹽堿地綠化的治本措施。我們采用的方法是:在綠化地塊1.0m地下埋設一定密度的濾水管網進行地下排水(見圖1、圖2)。濾水支管可采用直徑為150mm的透水盲管,管網密度為10m,鋪設坡度為0.5%,以便排水順暢,管與管之間硬性接口,以防在滲水過程中,把泥土帶入堵塞滲水管壁。同時修建檢查井,并與排水系統相連。
排鹽觀察井,觀察井是排鹽系統管道連接的樞紐,可以用于管道檢查,洗砂、沖洗、通氣,并可以監測管道運行是否正常,觀察井的間距一般為30~40m一個。在設計中我們選擇塑料排水檢查井作為排鹽觀察井,每個檢查井設置300mm沉砂槽,在實際使用中取得了較好的效果(見圖3)。
科學澆灌,樹木花草在鹽堿地種植后首先要澆一次透水,之后每隔7~10天再分別澆兩次透水,每次澆水后要及時松土,樹穴澆三次水后要進行樹池封堰,既能保水又能防止返鹽返堿。后期的澆水則視天氣和樹木生長情況進行合理澆灌,每次澆水要澆透,但澆水次數不可太頻繁。所以,我們在綠化給水設計中適當放大澆灑給水管管徑,以便后期澆灌及時澆透綠地。
4結論和討論
臨港新城剛開始開發時,這里不是密密麻麻的蘆葦茅草,就是荒蕪的灘涂。現在,臨港新城所有道路綠化帶均四季長綠,紅花綠樹,形成一道道具有大行道樹的綠色長廊。實踐證明,通過大穴換土能給栽培植物的成活和生長創造良好的土地條件,而通過給排水專業的滲管排鹽又能有效地抑制客土發生次生鹽漬化,從而保證栽培植物正常生長和發育。所以,針對濱海鹽堿地,在綠化設計時,水利改良方法是改良鹽堿地土壤較好的方法之一。
同時要選擇耐鹽堿樹種,加強后期養護。鹽堿地區,因為投資多、耗費人力大,綠化難度大。如果管理工作跟不上,難以見效。因此,除因地制宜的綜合運用鹽園林綠化技術之外,起苗、運輸、栽植、修剪、灌溉等一系列栽植技術和管理環節,都要強化扣緊。我們臨港一期道路綠化設計施工完成后,在大水洗鹽過程中,部分地段由于沒有及時排除洗鹽廢水,導致土壤中含鹽量不降反升,部分植物敗黃、枯死,在重新栽植、洗鹽后,才達到其他道路的綠化效果。
因此,重鹽地區的城市園林綠化雖然難度很大,但只要遵循水鹽運動規律,根據綠化區的功能要求和土地條件,用合理的治鹽工程措施和科學的管理技術,實現綠化美化是完全可以辦到的。
參考文獻:
[1] 張萬均.濱海海涂地區綠化及排鹽工程技術探討與研究.
關鍵詞 蘇打鹽堿地;高效治理;種稻;改良技術;東北地區
中圖分類號 S287;S511 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739(2016)03-0252-01
東北地區是我國蘇打鹽堿地典型集中分布區,面積高達765萬hm2,土壤貧瘠、堿性強,荒漠化嚴重。在蘇打鹽堿地開發種稻,是實現鹽堿地資源高效利用的重要途徑。為此,中國科學院東北地理與農業生態研究所大安堿地生態試驗站以新墾重度蘇打鹽堿地快速改良和高效利用為主攻目標,創建了鹽堿地高效治理與種稻改良關鍵技術。
1 適宜區域
本技術適宜吉林省西部及北方同類型蘇打鹽堿稻作區推廣應用。
2 技術要點
簡單概括為“八位一體一條龍”技術,即整、改、洗、種、肥、密、控、收。
2.1 平整土地
為了使土壤改良劑能夠均勻地施入新墾重度鹽堿地水田,要嚴格整平土地,種稻當年或前1年先旱整地后再水整地,使田面平整均勻,高差小于10 cm,如果整地不平便施用改良劑,可能導致改良劑分布不均,造成局部鹽堿危害[1-2]。
2.2 高效改土
中重度蘇打鹽堿地種稻必須實施“改土增糧”技術,縮短土壤改良年限,盡快收回改良成本,達到節本增效的目的。以下3種土壤改良方法,既可單獨使用,也可組合使用[3]。具體方法如下:一是物理改良法。施入風沙土,根據鹽堿輕重確定使用量,一般施用量750~2 250 m3/hm2,在平整田面上均勻施入,后旋耕入土15~18 cm。二是化學改良法。施入磷石膏,根據鹽堿輕重,確定使用量,一般施用量7.5~30.0 m3/hm2,在平整田面上均勻施入,后旋耕入土15~18 cm。三是風沙土+磷石膏理化同步改良法。根據鹽堿輕重,確定施用量,常用配方為風沙土450~750 m3/hm2、磷石膏7.5~15.0 m3/hm2組合,在平整田面上,均勻施入,后旋耕入土15~18 cm。也可試用大安站研制開發的脫堿1號高效改良劑。
2.3 鹽堿淋洗
實施上述土壤改良后,放水泡田3~5 d,然后將水排干,洗脫鹽堿,再放水淋洗1~2次。最好洗鹽以后,再施入底肥,以減少養分流失。生產上如難以操作,也可結合水整地時施入底肥,然后同時泡田洗鹽,2~3次后插秧。
2.4 選擇耐鹽堿品種
選用耐鹽堿高產水稻品種是提高鹽堿地水稻產量的前提,可以用較少的投入,獲取最大的效益。目前適合吉林省西部栽培的主要耐鹽堿優良品種有東稻4號、東稻2號、白粳1號以及“長白”系列等優良水稻品種。
2.5 均衡施肥
吉林省西部新墾鹽堿地,氮磷鉀最佳配比為氮∶磷∶鉀=2∶1∶1,建議施肥量:施純N 160~200 kg/hm2、P2O5 50~100 kg/hm2、K2O 80~110 kg/hm2;施用方法是磷、鉀肥100%作基肥施用;氮肥分期施入,基肥40%,追肥60%,分2次施用。有條件的地區,建議使用腐熟有機肥,快速提升地力水平,施用量30~60 t/hm2。
2.6 旱育密植
培育壯秧是確保鹽堿地水田秧苗返青成活率和分蘗率的關鍵。根據土壤改良狀況和地力水平,確定合理的插秧密度。輕度鹽堿地高產田可以采用旱育稀植技術確定插秧密度。對于吉林省西部新墾重度鹽堿地水田,由于前期鹽分危害較大,嚴重抑制水稻分蘗,導致有效穗數不足而減產,生產初期應采用旱育密植高產栽培技術,即采用行株距30 cm×15 cm,基本苗數為5~7株/穴或8~10株/穴,或窄行密植技術(23 cm×15 cm,6~8株/穴[4])。
2.7 水分調控
鹽堿地種稻,科學管水至關重要,水分具有調控鹽堿和預防早衰的雙重作用[5]。全生育期需保持水層,勤換水,不宜曬田,防止返鹽返堿;分期灌溉:返青與分蘗初期保持2~3 cm淺水分蘗,分蘗末期至抽穗前期灌5~8 cm深水層;抽穗后期至開花期灌3~4 cm淺水層;蠟熟前灌5~8 cm深水層,蠟熟后灌3~4 cm淺水層;收獲前7~10 d斷水,斷水不宜過早,以防早衰和倒伏。
2.8 適時收獲
鹽堿地種稻要掌握好收獲時期,才能保證稻米的品質,收獲過早,籽粒灌漿不充分,稻谷水分過高,不宜儲藏,斷水過早或收獲過晚,隨著葉片的迅速失水,土壤中的鹽堿成分會沿著根系和莖稈向籽粒中倒流,嚴重影響稻米品質和出米率,特別容易出現碎米。一般品種完熟期的稻谷,從外觀上看有5%~10%的青粒或1/3的穗變黃時收割為最佳。
3 參考文獻
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[關鍵詞]盾構;膨潤土;泡沫劑
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.06.068
[中圖分類號]U455.43 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194(2017)06-00-02
0 引 言
盾構法作為地鐵隧道施工應用最廣泛的工法,在全國大江南北均有不同程度的應用。但由于地質情況分布不均,盾構在穿越不同地質情況時,需要采取的措施也不盡相同。特別是在無地下水的硬質地層中,需要對土體進行改良后,方能保證盾構的正常施工。但基于不同的地質條件,土體改良方式的差別也很大。如何選取適合自身工程地質的土體改良方式已逐步成為盾構施工的一項重要工作。
1 土體改良的技術要求
(1)在土層較硬、含水量小、流塑不好的情況下,要對刀盤前的土體預先進行持續不斷的改良。
(2)將刀盤切削下來的土體改良成流動性好、能夠建立起土倉內外壓力平衡,能夠維持其盾構刀盤切口穩定。
(3)增加土體的流動性,能夠讓土體較好的進入螺旋機并及時排出,防止土倉結餅和刀盤被泥土和鐵板砂覆蓋。
2 土體改良的幾種常規方法
2.1 泡沫改良技術
泡沫劑主要由多種表面活性劑、穩定劑、強化劑組成,需要與水、空氣混合,通過發泡裝置將泡沫劑形成直徑為0.4 mm以下的氣泡,與開挖土體混合后,使土體的流塑性增強,摩擦力使土體更容易開挖和運輸,由于土體的力學性能提高,對土壓的控制更為準確;同時由于泡沫劑自身有一定的強度,也可以在一定程度上增強開挖面的穩定性;泡沫劑的可壓縮性可以降低盾構中心區域結泥餅的概率。
2.2 膨潤良技術
由于膨潤土具有吸濕膨脹性、低滲性、高吸附性以及良好的自封閉性,在土粒內部和土粒之間形成濾餅,可以演變為低滲透性的薄膜,在土壓平衡盾構機內注入膨潤土泥漿可以明顯改善土體的密實性和流塑性,對提高土體的可開挖性、防水、輔助設備穩定土壓均有至關重要的意義。
2.3 聚合物
聚合物一般用于水量^大的地層,聚合物是一種細密的聚合體,與水起反應時,可以形成具有一定強度的壓力體,在地層發生噴涌時,泡沫和膨潤土對防水和維持壓力都難以起到作用時,可以在螺旋機中形成一個土塞,從而起到穩定開挖面的作用(這種方法在石家莊地區盾構施工工程中不適用)。
3 土體改良材料的選擇
3.1 膨潤土的選用
膨潤土一般可分為納基和鈣基兩種,實驗發現,鈣基膨潤土較為合適的配比是每升水加0.8 kg的膨潤土,納基膨潤土每升水加0.15 kg的膨潤土,對比采用納基膨潤土用量少,節約費用。同時,鈣基膨潤土有明顯的砂質感,而納基膨潤土更為細膩,一般情況下,用于土體改良的膨潤土會選用納基膨潤土,每方水加入約3袋(共150 kg)納基膨潤土。
3.2 泡沫劑的選用
通過實驗,在盾構掘進施工過程中原液混合比一般設定為3%~5%,掘進中發泡倍率一般設定在6倍~10倍,泡沫流量一般在400 L/min~500 L/min較為合適。
4 石家莊地區盾構工程的實例
4.1 地質情況介紹
石家莊地鐵3號線首開段沿中華大街走向,從小灰樓站開始至石家莊站結束。沿線盾構區間共4個,雙線全長3.2 km。該區段地勢較為平坦,從地面開始土層分布如下:素填土為地下1.7 m、黃土狀粉質黏土為地下7.5 m、中砂為地下3 m、粉質黏土為地下4.1 m、中粗砂為地下8.3 m、含卵石中粗砂為地下11.2 m、粉質黏土為地下3 m。地下水埋深為地面以下40 m。
4.2 采用泡沫劑改良土體的效果
石家莊地鐵3號線小灰樓站至中山廣場站區間采用盾構法施工,該區間從地下二層車站始發,到達地下三層車站接收。該區間從全斷面黏土層開始,中間穿越粉質黏土、中粗砂層,最后經過砂卵石層接收。
盾構在穿越黏土層時,采用泡沫劑進行土體改良,泡沫注入比控制在3%~5%。沒有采取其他的改良措施,施工時盾構推進速度在3 cm/min以上,最大推進速度可達8 cm。推力在12 000~23 000 kN,刀盤扭矩在2 500~3 500 kN?m,螺旋機出土也較為順暢,未發生異常情況。
盾構繼續掘進開始進入砂性土層時,仍采用泡沫劑進行土體改良,盾構施工參數明顯發生變化。推進速度開始變緩,刀盤扭矩明顯有加大趨勢。但基本還能維持2 cm/min的速度繼續掘進,能明顯感覺渣土有溫度變高的趨勢。在該階段施工時,扭矩達到
4 000 kN?m左右。
盾構持續推進,進入砂卵石層。在進入過程中,最大推進速度進一步降低,扭矩仍持續增加。為減小扭矩,只能進一步放慢推進速度。推進速度只能勉強維持在1 cm/min以內,推進速度極為緩慢。且刀盤扭矩仍不低于4 000 kN?m。盾構進入全斷面砂卵石層后,推進極其困難,刀盤扭矩達到4 500 kN?m時,速度僅能達到
3 mm/min,且刀盤啟動異常困難,每次停機后在啟動時扭矩達到了5 500 kN?m。因為距離接收僅100 m左右,盾構維持該速度完成了該區間施工。進洞后發現盾構機刀具已全部磨損,需全部更換。刀盤前80%開口面積被泥餅覆蓋,不具備出土能力。由此可以判定,采用泡沫劑改良黏性土是完全可行的,用泡沫劑改良砂性土能起到一定作用,但效果不如改良黏性土明顯;單純用泡沫劑改良砂卵石地層作用不明顯,需要輔以其他措施。
4.3 采用膨潤土進行土體改良
相關人員鑒于前期在砂卵石地層中采用純泡沫劑改良無法取得好的效果,在查閱相關資料的基礎上,決定采用膨潤土對砂性土和砂卵石地層進行土體改良,隨后在東里站至槐安橋站盾構區間中進行了嘗試。
盾構穿越黏性土地層時仍采用泡沫劑進行改良。在進入砂性土含量超過60%時,嘗試改用膨潤土進行改良。采用納基膨潤土與水配比為0.15:1,經充分攪拌均勻后,發酵24小時,讓其充分膨松。注入膨潤土時,發現刀盤轉動時扭矩明顯減小,數據在2 000~
2 800 kN?m,每次停機后重新啟動刀盤時扭矩不大,啟動較為容易。但推力明顯增加,推力增大至25 000 kN~35 000 kN,推進速度僅能達到1.5 cm/min左右,出土仍比較困難,土體改良效果不明顯。
由此可以判定:在刀盤前注入膨潤土進行土體改良,對于減小刀盤扭矩能起到較好的作用。用于膨潤土泥漿在刀盤前與土體進行充分拌合,能充分改善刀盤前和土倉內的土體的流塑性,減小刀盤扭矩。但膨潤土不能讓原狀土進行發泡、膨松,對于改良刀盤前方土體仍起不到明顯作用。
通過以上的分析,泡沫劑和膨潤土均能在一定程度上改良土體,對盾構施工均能起到一定的作用,但效果各不同。為此,相關人員可以考慮采用膨潤土和泡沫混合液同時對土體進行改良。
4.4 采用泡沫、膨潤土混合液進行土體改良
石家莊地區盾構工程采用的鐵建重工土壓平衡盾構機共10個注入孔,其中4個泡沫主入孔,6個泡沫注入孔。在施工時,泡沫和膨潤土同時使用,泡沫和膨潤土通過各自管路在前方匯合后,分成6條管路,5條直接注入刀盤前方土體,1條注入土倉。
在東槐區間施工時,由于單加膨潤土無法起到良好的效果,遂改用膨潤土和泡沫混合液進行土體改良。在施工時明顯發現:刀盤扭矩和推進速度均有不同程度的改善,在砂性土郵┕な保刀盤扭矩降到2 500 kN?m,推進速度可達到5 cm/min左右,進入砂卵石層時,刀盤扭矩將至3 500 kN?m推進速度在3 cm/min。渣土的流塑性也得到了很大的改善。
該區間在施工完畢后,檢查刀盤和刀具,相比之下,刀具的磨損情況較小中區間施工時要輕微許多,經廠家現場勘驗,認為刀具不用更換,可在下個區間施工時繼續使用。
5 采用泡沫、膨潤土混合液進行土體改良的施工效果
實際施工發現,在黏性土中,單純采用泡沫劑即可達到良好效果,但在砂性土或砂卵石地層中施工時,需要充分利用各種不同改良技術的優點,綜合運用方可讓效用達到最佳狀態。對比幾種不同改良技術在砂性土或砂卵石地層中施工的參數,詳見圖1和圖2。
比對各種土體改良技術在實際施工中的效果,可以發現:采用單加泡沫劑改良時,刀盤扭矩較大,導致推進速度受限;采用單加膨潤良時,油缸推力較大,刀盤呈現空轉趨勢,雖加大油缸推力,但仍無法獲得良好的推進速度;采用膨潤土、泡沫劑混合液進行土體改良時,能充分將兩種改良液的優點融合,能到達降低刀盤扭矩和推力,起到可靠的推進速度的作用。
6 結論
(1)在黏性土層(或黏性土含量高)中,采用泡沫劑進行土體改良是最切實可行,也是最經濟的土體改良方式。
(2)在砂性土層(或砂卵石地層)中,采用泡沫劑和膨潤土混合液進行土體改良是最適應的方法,但根據成分含量的變化應適當調整注入量和配比,才能達到理想的效果。
(3)泡沫劑對于改良刀盤前方土體時,能讓土體膨松起到很好的作用,便于刀盤切削前方土體。膨潤土對于增加土體的流塑性,改善土體的和易性能起到很好的效果,但是需要制作一整套龐大的膨潤土系統,且膨潤土需要經過至少24小時的膨化時間才能使用。
(4)不同地層施工時選用合適的土體改良技術至關重要,對提高盾構施工速度、保護設備、節約成本均能起到十分重要的作用,在施工前應做好充分的調研分析。
主要參考文獻
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[關鍵詞]軟土,渣良,泡沫,注入率
中圖分類號:TB 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)11-0044-01
隨著盾構施工配套技術逐步完善,盾構施工渣土的管理與改良越來越引起關注。在掘進過程中,渣土的流動性、止水性、流塑性對盾構的掘進效率及經濟效益影響很大,同時也影響盾構機的使用壽命。如何防止渣土在刀盤上形成泥餅、在土倉堵倉,螺旋輸送機處產生堵塞、噴涌,仍然是盾構施工中的難題。渣良效果的成功與否,將直接影響到盾構機的掘進速度、掘進模式、掘進成本,甚至決定了盾構施工的成敗。
1 工程概況
南京地鐵三號線TA09標段包含大行宮站~常府街站區間和常府街站~夫子廟站區間兩個盾構區間。盾構區間線路設計最小曲線半徑350m;盾構掘進最大上坡為25‰;盾構掘進最大下坡22.752‰;左右線線間距在10.63~16.2m之間;隧道覆土厚度在9.54~20.36m之間。
1.1 地質情況介紹
常府街站~夫子廟站區間場地位于秦淮河古河道區,地形平坦,地面高程在9.02~
10.83m之間。填土層之下,深度25.6~34.6m以上為全新世中晚期沉積的粉質粘土、淤泥質粉質粘土、粉土、粉細砂及其交互沉積層。
1.2 水文情況介紹
常府街站~夫子廟站區間場地范圍內有淺層潛水和承壓含水層分布,水量豐富。勘探期間,淺層潛水水位在地面下1.2~2.8m。水位年變化幅度在1.0m左右。
2 土層分析
區間土層主要為粉質粘土和粉砂兩大類,其中③-3b1-2、③-4b1-2粉質粘土為硬~可塑狀,含水量小,滲透系數小,可以認為是隔水層,其中細顆粒含量大、粘性大、顆粒間內聚力大,具有一定的硬度和強度,穩定性良好;②-3b4+d3粉質粘土與粉砂互層、②-3b4+c3粉質粘土夾薄層粉土為流塑狀態,含水量高,弱滲透;②-4d2粉砂,狀態為稍密,含水量大,滲透率大,沙性土內摩擦角大,渣土流動性差。
3 渣良的目的及方法
3.1 渣良的目的
渣良主要目的為以下幾點:
(1)是渣土具有良好的土壓平衡效果,利于穩定開挖面,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,從而控制地下水流失;
(3)提高渣土流塑性,利于螺旋輸送機排土;
(4)防止開挖的渣土黏結刀盤產生泥餅;
(5)防止螺旋輸送機排土出現噴涌現象;
(6)降低刀盤扭矩和螺旋輸送機扭矩,同時減少對刀具和螺旋輸送機的磨損,提高盾構的掘進效率。
3.2 改良劑的選擇
根據對區間土層的物理力學指標及顆粒組成分析可知,在區間各段土層盾構施工渣良需要解決以下問題:
(1)提高土艙內渣土的可塑性,防止渣土粘附在盾構刀盤形成泥餅事故;
(2)降低土艙內渣土以及掌子面土體的內摩擦角,減少對盾構刀盤、刀具的磨損,降低盾構刀盤扭矩;
(3)提高土艙內渣土的抗滲透能力,避免掌子面因排水固結而造成較大的地表沉降或坍塌事故;
(4)增加土艙內渣土的流動性能,避免排土不暢而導致的閉塞事故。
綜上所述,根據經濟性和場地條件限制等綜合考慮,選用泡沫劑作為主要的改良劑,根據土層變化實際情況合理添加膨潤土和高分子聚合物作為輔助材料。
4 泡沫系統介紹及泡沫參數取值
4.1 泡沫系統介紹
泡沫系統的主要組成部分有泡沫劑罐、泡沫劑泵、泡沫劑泵安全閥、水泵、水路電磁閥、水路液體流量計、4個溶液劑量控制閥、4個液體流量計、4個氣體流量計、4個氣體劑量控制閥、4個泡沫發生器、4個透明的泡沫觀察管、4個壓力感應塞及帶有若干單向閥、壓力表及球閥的連接管路。
4.2 泡沫參數的取值
泡沫劑濃度:泡沫原液與水的比例,一般取值為1.5%-8%,渣土流動性不好適當增加泡沫劑濃度。
FER:發泡率,壓縮空氣與泡沫水溶液的比值,一般取值 1:6-1:15,主要取決與泡沫原液粘度和泡沫劑原液濃度,FER 大發泡效果好,但泡沫的有效作用時間短,穩定時間短,半衰期較快,抗粘性能力差,改良效果不佳。FER 小發泡不充分,對渣良效果不明顯。
FIR:注入率,泡沫注入量與開挖渣土體積的比值。泡沫劑量的注入率根據地質的不同,注入率有所不同,根據目前經驗砂性土:30-50%;砂、礫石性土:25-35%;砂、粘土混合:25-30%;硬粘土20-35%;軟粘土50-70%
5 泡沫的實際工程應用
在常~夫區間按地層主要劃分為三段,夫子廟~四象橋、四象橋~小火瓦巷、小火瓦巷~常府街,下面將分段介紹地層情況和渣良情況。
5.1 夫子廟~四象橋
這一段隧道埋深為16-19m,隧道斷面下半部地層為③-4b2-3+d2粉質粘土夾團塊狀粉細砂、上半部為③-3b1-2粉質粘土,上部的粉質粘土為硬~可塑狀態,具有一定強度,比較硬,含水率低,不透水,其中膠粒含量大(25.8%),有結泥餅的風險;下部的粉質粘土夾團塊狀粉細砂為流塑狀態,很軟弱,含有承壓水,滲透性大,有發生噴涌的的風險。
實際泡沫的使用情況及渣良狀態統計如下:混合液體量1900L/環,空氣量11500L/環,泡沫濃度2%,加水量0,FIR32%,渣土狀態為流塑狀。
5.2 四象橋~小火瓦巷
這一段隧道主要為③-4b1-2粉質粘土為硬~可塑狀,含水量小,滲透系數小,隔水效果好。因為這一段的地層含水量低,滲透率低,細顆粒含量大,膠粒含量多,顆粒間內聚力大,掌子面具有較高的強度和韌性,在推進時刀盤扭矩大,推力大,切削下來的土塊也很大,由于掘進速度快,在土倉攪拌的時間較短,大塊渣土不易被攪散,容易出現土倉和螺旋機閉塞,應通過回轉中心向土倉加水,同時提高泡沫濃度,降低發泡率。
實際泡沫使用情況和渣良狀態統計如下:混合液體量2268L/環,空氣量7700L/環,泡沫濃度2.5%,加水量1400L/環,FIR24%,渣土狀態為流塑狀。
5.3 小火瓦巷~常府街
這一段隧隧道埋深14-10m,隧道斷面的隧道斷面的主要地層是②-3b4+c3粉質粘土夾薄層粉土,含水量高,弱透水,狀態為流塑狀態。由于土層含水率高,弱透水,為流塑狀態,土層顆粒配級良好,細顆粒多,黏性顆粒少,內凝聚力小,內摩擦角小,原狀土的就是比較理想的狀態,在盾構掘進過程中推力小,刀盤扭矩小,出渣順暢。在渣良方面無需加入過多泡沫進行改良,根據實際出土狀態適當加一些水就可以了。
實際泡沫使用情況和渣良狀態統計如下:混合液體量0L/環,空氣量0L/環,加水量600L/環,渣土狀態為流塑狀。
6 含水量對渣良的影響
根據對常~夫區間的這幾段主要地層的渣良情況及掘進參數分析,在粘土地層中土層的含水量對渣良的效果有很大的影響,含水量大可能會造成噴涌,含水量低渣土流動性差可能會造成螺旋輸送機閉塞,所以在渣良時一定要把握好土層的含水量及滲透率。在類似③-3b1-2粉質粘土這種低含水率、若滲透率的地層中,要降低泡沫的發泡率,同時加入適量的水,改善渣土的流動性,才會有較好的改良效果;在類似③-4b2-3+d2粉質粘土夾團塊狀粉細砂這種高含水率、高滲透率的地層,要增大泡沫的發泡率,降低渣土的透水性。
7 結束語
地層千變萬化,在盾構掘進前,技術部門應根據地勘報告提供基準的渣良方案,根據掘進參數和出土狀況及時修正渣良方案,本文針對常~夫區間不同軟土地層的性質選用不同的渣良參數,達到了盾構掘進正常出土順暢的目的,使得地表沉降可控,為安全順利完成本區間盾構施工打下良好的基礎,也為以后相似地層的渣良提供了參考依據。
參考文獻
關鍵詞:酸性土壤;堿性土壤;改良方法中圖分類號:S157.4+3 文獻標識碼:A
1、前言
近年來,隨著城市的建設和開發,園林綠化建設事業得到了長足的發展,植物品種日漸多樣化。然而,環境因素對不同品種植物的影響很大,土壤作為植物生長的必要物質,對引種的植物成活、生長影響更是不容忽視的。大多數木本植物適宜微酸性到微堿性土壤,有些植物要求酸性土壤,強堿性土壤上一般都不利于樹種生長。
2、土壤酸堿性的鑒別
土壤酸堿度是土壤最重要的化學性質,因為它是土壤各種化學性質的綜合反映,它與土壤微生物的活動、有機質的合成和分解、各種營養元素的轉化與釋放及有效性、土壤保持養分的能力都有關系。土壤酸堿度常用pH值表示。我國土壤酸堿度可分為5級:pH8.5為強堿性。土壤酸堿度對土壤養分有效性有重要影響,在pH6。7的微酸條件下,土壤養分有效性最高,最有利于植物生長。在酸性土壤中易引起P、K、Ca、Mg等元素的短缺,在強堿性土壤中易引起Fe、B、Cu、Mn、Zn等的短缺。土壤酸堿度還能影響微生物的活動從而影響養分的有效性和植物的生長。一般酸性土壤大多呈黑色、褐色、棕黑色,澆水后立即滲下,水比較渾,澆水后土壤松軟,抓起一把土壤,仔細觀看,有米粒似的土粒;堿性土壤一般呈白色、黃白色,澆水時冒出白泡,起白沫,澆水后土壤板結,且干的快,土壤表面有一層白粉狀物,土呈白沙狀,團粒結構少或沒有。
3、土壤酸堿性對植物生長的影響
3.1土壤酸堿性對植物生長的影響。各種植物的生長都有自己適宜的土壤酸堿性,大多數植物在pH 值 > 9.0 或 < 2.5 的情況下都難以正常生長,杜鵑屬、越桔屬、茶花屬、杉木、松樹等植物喜歡酸性土壤,而檉柳、沙棗、枸杞等喜歡鹽堿土質,大田作物對中性土壤比較適宜。
3.2 土壤酸堿性對植物病蟲害的影響
(1)地下害蟲往往要求一定范圍的 pH環境條件,如竹蝗喜酸,而金龜子喜堿。
(2)有些病害只在一定的 pH 值范圍內才能發作,如猝倒病往往在堿性和中性土壤上容易發生。
(3)土壤活性鋁。土壤膠體上吸附的交換性鋁和土壤溶液中的鋁離子,它是一個重要的生態因子,對自然植被的分布、生長和演替有重大影響。在強酸性土壤中含鋁多,生活在這類土壤上的植物往往耐鋁甚至喜鋁(如帚石蘭、茶樹等);但對于一些植物來說,如三葉草、紫花苜蓿,鋁是有毒性的,土壤中富鋁時生長受到抑制。研究表明,鋁中毒是人工林地力衰退的一個重要原因。
3.3土壤酸堿性對植物養分有效性的影響
(1)在正常范圍內,植物對土壤酸堿性敏感的原因,是由于土壤pH值影響土壤溶液中各種離子的濃度,從而影響各種元素對植物的有效性。
(2)土壤酸堿性對營養元素有效性的影響。氮元素在 pH 值 6 ~ 8 時有效性較高,是由于 pH 值小于6時,固氮菌活動降低,而 pH 值大于8 時,硝化作用受到抑制;磷元素在 pH 值 6.5 ~ 7.5 時有效性較高,由于pH 值小于 6.5 時,易形成磷酸鐵、磷酸鋁,所以有效性降低;在pH 值高于 7.5 時,則易形成磷酸二氫鈣;酸性土壤的淋溶作用強烈,鉀、鈣、鎂容易流失,導致這些元素缺乏。在 pH值高于8.5 時,土壤鈉離子增加,鈣、鎂離子被取代,形成碳酸鹽沉淀,因此鈣、鎂的有效性在 pH值6 ~ 8 時最好;鐵、錳、銅、鋅、鈷五種微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性較高;鉬酸鹽不溶于酸而溶于堿,在酸性土壤中易缺乏;硼酸鹽在pH值5 ~ 7.5時有效性較好。
4、土壤酸堿性的改良措施
4.1堿性土壤的改良。堿土的改良利用應遵循因地制宜、統一規劃、綜合治理的原則。主要措施可概括為三個方面:一是水利措施,包括排水、灌溉、放淤;二是農業生物措施,包括平整土地、土壤培肥、種植耐堿作物與綠肥;三是化學改良措施,主要是使用化學改良劑。
(1)水利措施。利用明溝排水或豎直排水降低水位,減少堿的上升;大水灌溉洗刷大量鹽堿。
(2)農業生物措施。平整土地和圍埝平地,蓄水淡鹽,效果非常好;熟化土壤抑鹽改土,主要是地面覆蓋、熟化表層、施用有機肥,加強土層的有機質含量,改善土壤表層結構;適當種植及合理耕作,種植耐鹽作物,如向日葵、黍子、大麥、高粱、棉花、紫花苜蓿等。
(3)化學改良。因為堿土中含有大量蘇打和交換性鈉,常用的化學改良劑有石膏、磷石膏、亞硫酸鈣、硫酸亞鐵、硫磺等。石膏的用量一般一次為150 ~ 200 kg/畝,施用時充分磨細,可結合播種與農家肥混合施用。
4.2酸性土壤的改良。土壤 pH 值小于 6 的情況下土壤呈酸性,改良培肥的方法主要有以下幾種。
(1)增施農家肥,培肥土壤。作物種植前,以農家肥為主施足底肥,增加土壤中的有機質,改善土壤通透性,促進根際微生物活動,促使土壤中難溶性礦物質元素變為可溶性的養分,達到培肥地力的效果。
(2)適時增施石灰。酸性田在整地時,逐年施入石灰,每年每畝施入 10 ~ 40 kg,直到變為微酸性或中性土壤為止,改良效果明顯。
(3)種植耐酸作物。種植綠豆、油菜、蕎麥和水稻等耐酸性作物,通過整地管理,提高土壤活化程度,來調整土壤酸度。
(4)實行水旱輪作。通過土壤濕度調節,改善理化性狀,改進栽培技術,防止水土流失。酸性土壤實行水旱輪作(2 ~ 3 年換 1 次),可以改善土壤耕性和理化性狀;栽培中實行播后蓋膜,可調整土壤耕層水分分布;改變復種方式,比如水稻― 水稻 ―水稻,改為油菜 ― 水稻 ― 水稻;增施堿性肥料(如碳銨、氨水),達到改良目的。
5、結束語
總之,在園林綠化種植施工中,通過“改土適樹”的方法,為園林植物創造一個良好的生長條件,為植物在種植后成活和恢復生長發揮巨大的作用,是提高施工質量的根本保證。
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在港口工程的建設過程中,軟土地基是最常見的不良地基,因為受到港口建設環境的影響,其土質受到水流的侵蝕,土層會逐漸變軟,最終形成大面積的軟土地基,給工程建設帶來很大麻煩。本文以軟土地基為主分析了港口工程建設中不良地基的基礎處理方法,為后期的相關建設工作提供參考和借鑒。
關鍵詞:
港口建設;不良地基;軟土地基;基礎處理
地基施工是港口工程建設的第一步,也是最為關鍵的一步,因為后期施工是否能夠順利進行,主要依賴于地基施工的質量。但是由于不良地基的存在,給地基施工增加了很多難度,如果不能進行妥善的改良處理,就會在后期的施工過程中出現不均勻沉降,出現很大的安全問題。下面就對具體的不良地基處理方法進行分析。
1不良地基的概述
港口工程建設中的不良地基主要是指軟土地基,下面對軟土地基的特性和成因進行概括:第一,土質結構非常松散,土壤顆粒之間的空隙比較大,承載能力較低。因為構成軟土地基的成分一般是淤泥和腐爛的沉積物,這些物質本身就不具備穩定性,在后期的變質過程中會隨著水流侵蝕的作用而不斷改變其形態,如果不經處理直接用于港口建設,很容易發生后期塌陷,給港口的正常使用帶來非常不利的影響。因此在實際的施工方案確定之前,需要由專業的技術人員進行實地的勘探,并結合以往的實踐經驗和港口不良地基的具體情況制定科學合理的施工技術方案。第二,含水量非常高。根據以上分析可以發現,受到其結構特性的影響,為其留下了足夠的蓄水空間,并且由于軟土地基的吸附能力較強、透氣性較差,因此地基中的水分難以流失,這就導致含水量不斷上升,使其穩定性和堅固性越來越差。第三,壓縮性高。壓縮性高主要是由其密度過低引起的,因為密度太低的話就會在中間留下很多空隙,收到重力的施壓,就會出現變形,不利于后期施工建設。第四,承載力低。這是軟土地基對港口工程建設帶來影響最不利的一個特性。因為工程建設的根本是要保證其施工質量和使用安全,如果地基的穩定性不夠,那么就難以保證質量達標,在施工過程中土層壓縮,進而出現不均勻的沉降,為后期的安全使用埋下很大的隱患。通過以上對不良地基中的軟土地基特性的概述,可以發現,在實際的施工過程中,必須要嚴格根據其特性質量合理的施工改良方案,并切實的執行[1]。
2軟土地基的處理方法
2.1墊層處理法
這種方法的最大優點是能夠提高地基的承載能力,以保證后期施工的順利進行。具體的處理方法是:利用粗砂、碎石、礦渣等強度高、壓縮性強且不容易被水侵蝕的材料替填充原來由淤泥、腐爛物等組成的軟土地基。因為軟土地基的結構松散,很容易容納進其他體積較小的物體,并且后期的填充物在軟土層的粘性作用下可以牢牢的結合在一起,快速的達到施工要求。需要注意的是,在填充的過程中,要分層進行,即每墊一層碎石或粗砂就進行一次夯實作業,這樣有利于將軟土地基中多余的水分排出,并增強每一層的堅固性和穩定性[2]。下面以粗砂墊層為例具體分析墊層處理的方案:首先需要集合具體的軟土地基情況分析需要的粗砂墊層的厚度,要保證其厚度能夠實行軟土地基的承載力,否則很容易發生塌陷的情況。同時還要考慮到后期施工的載重需求,如果厚度不夠,那么就不能保證后期的施工安全和施工質量。根據以往的施工經驗,粗砂墊層的厚度一般不能超過3米,但是最少不能低于0.5米,具體可以結合現場施工條件。
2.2排水法
這種方法是將地下水抽出而產生地下水位梯度,進而達到降低地下水位的目的,從而使上層的積水下滲,降低軟土地基中的滲水量,提高工程施工的安全性和經濟性。下面對具體的施工方法進行分析:這種方法最大的特點就是工序簡單、投入資金少、所需要的施工時間也少,是一種效率和性價比都比較高的不良地基處理方法。尤其是在沙土地基和軟土地基的處理中,適用性非常強,現已得到了非常廣泛的應用,并且實踐證明,效果良好。由于沙土地基的密度較大,因此其滲透性很強,且水分不容易在地基中得到長期的貯存,這樣一來就可以一邊從基坑坡面和底面涌水,并及時把水收集在淺水坑的淺槽中;一邊用泵排水,進而達到淺集水坑排水的目的,在短時間內使沙土地基中得到水分加大的減少。
2.3樁基處理法
由于不良地基的穩定性和堅固性性較差,因此,在實際的施工過程中需要考慮對其進行加固。將水泥、碎石和粉煤灰按照一定比例制作成樁基,能夠有效起到加固作用。具體的操作方法是:首先,要進行沉管灌漿,把設備固定到合適的位置,并保證其在施工過程中始終能夠保持垂直和穩定的狀態,然后將管道下放到水中,并適當的調整位置,直到沉降至設計方案中規定的深度。然后在進行液漿的注入,等到沉管工作完成之后,為了避免水分滲入,需要立即進行灌漿工作,把預先配置好的材料注入到與管口標高水平的位置,并進行電動振搗,以提高灌漿質量,保證樁基的穩定性和堅實性。振搗完成后,就可以進行拔管作業,注意拔管速度的緩慢均勻,避免破壞剛剛成型的樁基。這個操作過程中需要注意以下幾點:第一,水泥石灰的比例要合適,可以通過反復的振搗和凝固測試來確定其比例,保證其穩固性,否則樁基的承載力就達不到。第二,控制好施工的溫度,確保不要低于5攝氏度。第三,樁基之間的距離要均勻,控制在合理的誤差之內,否則會導致后期施工過程中的受力不均,出現塌陷的情況。第四,在沉管之前檢查管體的質量,確保其厚度和直徑滿足施工要求,避免出現裂縫[3]。
3不良地基出現裂縫的情況及修補方法
通過鉆探取樣檢測找到裂縫出現的原因,根據檢測結果找到合適的修補方法。以軟土地基的檢測為例,通常情況下,當軟土地基出現裂縫時,都是采取砂井排水固結法能夠起到有效的作用。以往的施工經驗證明,不良地基如果出現裂縫,且沒有進行及時的修補,將會導致裂縫的持續擴大,進而影響到建設工程整體的穩定性和安全性。在實際的修補過程中,需要根據具體的檢測結果,制定科學合理的修補方案,以軟土地基的修補為例,首先要對內部結構內部結構進行加固處理,并利用碎石、泥灰等材料填補裂縫的空隙,然后對其進行注漿,提高穩固性。
4結論
通過以上分析可以發現,在實際的港口工程建設過程中,不良地基對于整體的工程質量影響重大,因此,考慮到地基施工的關鍵性,需要結合具體的地基情況,并根據現有的施工技術,制定科學合理的施工方案,提高港口地基施工的穩固性,從而為整體工程打下堅實的基礎,確保日后港口工程的順利竣工和投入使用。
作者:鄒增富 單位:四川路航建設工程有限公司
參考文獻
[1]林國明.港口工程建設中不良地基基礎處理方法研究[J].城市建設理論研究(電子版).2012,(35):194.
[關鍵詞]場平工程 高含水率 粘土 石灰改良
中圖分類號:Tu414 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)07-0380-02
1.概述
國內外學者對石灰作為改性劑改良粘性土進行了長期研究[1],為該改良技術在工程上推廣應用和有效的質量控制奠定了基礎,本文嘗試采用摻石灰的方法快速降低高含水率粘土的含水率使其能夠直接作為場平填料,為我國南方地區高含水率粘土資源化利用提供參考。
2.高含水率粘土物理性質
溪洛渡右岸電站送電廣東±500kV同塔雙回直流輸電工程昭通換流站處于高低起伏超過60m的數個山丘包及溶溝槽組成的緩丘陵地形地貌,場平采用高挖高填方法形成,需要開挖高含水率粘土80萬m?并就地回填,為了保證工期、充分利用現有的高含水率粘土,采用石灰改良高含水率粘土作為場平填土,快速完成場平工作,為順利西電東送節約寶貴的時間。現場取土區土層的初始含水率為30-35%,取土到室內進行試驗得到土料的基本物理指標為:相對密度2.84,液限62%,塑限39%,塑性指數23,為高液限粘土,最大干密度1.53,最有含水率27%。
由于工程所在地一年四季陰雨綿綿,受雨水天氣的影響,土料回填時的含水率在34%-38%。比最優含水率高出8%-11%。難以直接作為場平壓實填土使用,需要晾曬或改良后才能作為回填土,該工程天氣雨水較多晴天稀少,地下水位高,難以快速晾干。為此提出摻拌石灰的方法改良土料的壓實性和力學性質。
3.高含水率粘土的砂化試驗
昭通換流站高含水率粘土利用料的含水率在34%-38%,遠高于可壓實的范圍,為了能夠快速降低含水率,提高強度并改善壓實特性。經試驗驗證,可以采用摻生石灰和其它外加劑的辦法對土體進行改良,在天然含水率的土體中摻加不同劑量的生石灰改性是一種快速有效和經濟可行的辦法,向土料中摻生石灰以后,土體的狀態就發生了明顯的變化,粘性降低, 土體朝散粒方向變化,工程上稱作砂化。素土呈泥塊狀,用手捏只發生形狀改變,土體不能被壓實。摻石灰后,土體從團塊狀變成散體狀,大土塊和土塊很容易用手捏碎,隨著灰劑量增加,土塊越來越容易捏碎,表明在外力作用下越來越容易碾壓。
4.高含水率粘良配比的確定
從前面的砂化試驗可見,粘土在自然狀態下含水率高,不能直接用土料進行場平施工,而需要對土體進行改良。經研究含水率降低率 隨摻生石灰比例的變化規律幾乎與初始含水率無關,含水率降低率隨著摻灰比的增加而線性增加,尤其當摻灰比低于 15 %時,線性關系更為明顯[2]。
與原料土的初始含水率和摻灰比均無關,m 是由原料土的固有特性決定的,針對某種原料土為常數,以上結果表明,只要對某一初始含水率的素土進行某個摻灰比的改良土進行含水率試驗,則可通過式(3)確定值,然后利用式(4)進行預測使得不同初始含水率的軟粘土達到最佳含水率所需摻入的生石灰比例,這樣可以大幅度減少試驗的配方數量,便于實際工程的應用。
為此現場經過多組不同摻灰比的拌合試驗,采用傳統烤箱烘干法分別測定原料土和改良土的含水率,經整理得到表1和圖1,經過x線行回歸,得到含水率降低率與摻灰比回歸直線的斜率為5.0881,這樣也就得到了常數=5.0881.
在摻灰比3%~5%時,改良土的最大干密度比素土低9%-10%,改良土的最優含水率比素土提高5%-6%,在素土與石灰拌和養護過程中,還可以使土體含水率降低2%-4%[2]。同時為了節約成本,摻灰比選擇時,式(4)分情況進行選擇:
5.現場拌合及分層碾壓
由于改良土含水率隨著齡期的增加而減小,含水率的減小主要發生在齡期的前3d[3]。為了保證回填土壓實系數,同時節約工期一般在拌合三天后開始攤鋪碾壓。
由于生石灰的摻入不僅改變了土體的成分和結構,最大干密度也隨即發生變化,為了方面在施工過程去選取合適的最大干密度,有效檢測回填土壓實效果,針對摻灰比分別為1%、2%、3%三種摻灰比進行了室內擊實試驗。
6.結論
昭通換流站場平分層碾壓回填計19.6萬方,前后取樣2363個點,回填土壓實系數均滿足0.92的設計值要求。經過一年多沉降觀測,32m加筋擋土墻和18m高分層碾壓自然邊坡沉降量均在合理范圍內。另外,經過本工程生石灰改良改含水率粘土的施工,總結如下:
(1)高含水率粘性土不能直接作為回填土用于場平工程分層碾壓,在不能有效采用晾曬的方法效降低含水率的工程,可以采用生石灰對土體進行改良;
(2)土體含水率降低率與土體的固有性質有關,與生石灰摻入量成正比。
(3)生石灰改良土的最大干密度和含水率均與原素土有一定的差別,施工前必須針對不同比例進行擊實試驗,以便施工過程中選擇合適含水率和最大干密度。
參考文獻
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[2] 張義貴,王保田.石灰改良高含水率粘土作為路基填料的試驗研究[J].現代交通技術,2010(8):5-7、13.
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