利用推土機(jī)和自動(dòng)卸載卡車實(shí)施土壤置換
本篇的目的是為利用推土機(jī)和自動(dòng)卸載卡車實(shí)施土壤置換提供一個(gè)方法范式以建立最優(yōu)方法。根據(jù)地點(diǎn)情形的不同以及規(guī)劃專家要求,指南所給出的方法或許會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整。如果確實(shí)如此,則應(yīng)在與本方法的背離之處注明其原因。指南中并未明確指定所用設(shè)備之類型、大小及樣式,但必須得承認(rèn)這些應(yīng)該屬于計(jì)劃編制的組成部分或者將其作為一個(gè)保留話題。所用之機(jī)械應(yīng)該能夠達(dá)到有效操作情況下可以最大限度的減少對(duì)土壤的板結(jié)(例如,具有寬闊的輪轍),并且能夠做到始終如一。
從事土壤或過度負(fù)荷等處理工作,以及土壤堆積場(chǎng)或(垃圾)棄置場(chǎng)設(shè)計(jì)或平整的人員,必須遵守《勞動(dòng)健康與安全法案》、1974年法案及其相關(guān)法定條款——尤其是那些與垃圾棄置場(chǎng)、土壤堆積場(chǎng)及類似構(gòu)筑物相關(guān)的方面。這一要求比所有篇章中所提到的任何其它措施都更具有優(yōu)先權(quán)。使用這些指導(dǎo)方針的人員自行負(fù)責(zé)所有可能產(chǎn)生的債務(wù),對(duì)由于使用本指南而產(chǎn)生的任何形式的任何損失均不予承認(rèn)。本土壤處理方法使用了推土機(jī)將土壤剝離沒然后用自動(dòng)卸載卡車將其運(yùn)往置換區(qū)。如果置換土為儲(chǔ)存土,則要用鏟車來將其裝車。
由于具有強(qiáng)烈的土壤變形作用(板結(jié)和拖尾效應(yīng)),這種土壤處理方法會(huì)影響修復(fù)土地的耕作質(zhì)量。這種作用主要由交通運(yùn)輸引起,其作用強(qiáng)度隨著土壤濕度的增大而加劇。因此,為了獲得令人滿意的恢復(fù)效果,需要在置換過程中實(shí)施震松工作(見第十五、十九篇)。如果采用推土機(jī)和自動(dòng)卸載卡車實(shí)施土壤置換,那么土壤疏松工作就責(zé)無旁貸。強(qiáng)烈建議盡早安裝地下排水系統(tǒng)。如果需要,就應(yīng)該在土壤置換期間或者在安置早期階段陸續(xù)實(shí)施。在排水溝挖好之前,建議像對(duì)待草場(chǎng)一樣布設(shè)和管理儲(chǔ)土點(diǎn)。
確保避免嚴(yán)重土壤變形的操作要點(diǎn)如下:
(1)板結(jié)作用最小化:
——自動(dòng)卸載卡車只允許在“基礎(chǔ)層”/無土層運(yùn)行,任何情況下都不允許其駛上儲(chǔ)土。
——采用層狀/帶狀體系可以避免卡車在土壤層上運(yùn)行。
——只有當(dāng)?shù)孛鏍顩r能夠滿足其以最大功率工作的情況下才允許機(jī)械運(yùn)行。
——推土機(jī)盡量以最大土層厚度剝離土壤,同時(shí)維持機(jī)械的運(yùn)行效率。
——對(duì)推土機(jī)土壤處理法來說,有效的土壤震松操作必不可少(見第十九篇)。
——土層含水量應(yīng)與其塑性上限保持5%或更高的差額。土壤水分含量可通過烘爐干燥的方法進(jìn)行評(píng)定,測(cè)試土樣應(yīng)該采自代表性區(qū)域以及各土層內(nèi)的中/低區(qū)域。(或者依照計(jì)劃情況采樣)。
(2)土壤浸潤(rùn)和再給濕最小化:
——“層狀/帶狀”體系為很好的控制較低土層在雨季的暴露,以及維持土壤水含量提供了基礎(chǔ)。活動(dòng)帶以內(nèi)的土壤剖面應(yīng)該在降雨發(fā)生及斷裂變緩之前被剝離到基層土上。
——采取措施使土層表面免遭積水浸潤(rùn),同時(shí)使基礎(chǔ)層處于能夠承受自動(dòng)卸載卡車的狀態(tài)。
——待置換區(qū)域應(yīng)得以保護(hù)以免受流水、積水等侵蝕。濕潤(rùn)區(qū)域事先必須進(jìn)行排水處理。
置換操作:
15.1 待恢復(fù)區(qū)域應(yīng)該得到保護(hù)以免受流水、積水等的侵蝕。濕潤(rùn)區(qū)域事先必須進(jìn)行排水處理。
15.2在著手工作之前應(yīng)該獲得一份官方氣象預(yù)報(bào),以確保土壤置換順利進(jìn)行。如果置換過程中發(fā)生了較大強(qiáng)度的降雨,則剝離工作應(yīng)該向后推遲,同時(shí)已經(jīng)受到干擾的土壤剖面應(yīng)該被削切以抵基面。在天氣預(yù)報(bào)認(rèn)為至少有一個(gè)整天會(huì)保持干燥之前禁止剝離工作再度上馬。
15.3所有機(jī)器必須始終保持安全有效的運(yùn)行。只有當(dāng)?shù)孛鏍顩r能夠滿足其以最大功率工作的情況下才允許機(jī)械運(yùn)行。當(dāng)牽引力不足或者基層土或運(yùn)料線路不完整時(shí),應(yīng)延緩剝離工作。只有當(dāng)基層土能夠承受機(jī)器運(yùn)行而不留下車轍或者可以修補(bǔ)或維持的情況下才允許操作實(shí)施。當(dāng)牽引力不足或者基層土或運(yùn)料線路不完整時(shí),應(yīng)延緩置換工作。
15.4置換進(jìn)程應(yīng)該遵循一個(gè)詳細(xì)的置換計(jì)劃,這個(gè)計(jì)劃展示出擬置換土壤的單位,運(yùn)料路線以及運(yùn)輸工具調(diào)轉(zhuǎn)(空間)相位。土壤單位應(yīng)該依照區(qū)域標(biāo)明土壤類型、層數(shù)以及土層厚度。每日?qǐng)?jiān)持記錄已實(shí)施置換任務(wù)(包括石塊和其它有害物質(zhì)的清理,以及對(duì)是否需要進(jìn)行附加的土壤震松工作及其成效所做出的評(píng)估)、地點(diǎn)及其土壤狀況。
15.5 自動(dòng)卸載卡車只允許在基礎(chǔ)層/地巖層上作業(yè)。只有推土機(jī)可以在土層上方實(shí)施鋪土作業(yè)。
15.6基礎(chǔ)層/地巖層之上的所有土層都被按照條帶順序逐步置換,首先是下部土層,接著是表土層;每個(gè)土層都具有確定的置換厚度。在當(dāng)前(土層)帶尚未完全置換之前,禁止實(shí)施下一個(gè)帶的置換。這常被稱為“層狀/帶狀”體系。這一體系包括在與儲(chǔ)土點(diǎn)相交的土帶上不斷鋪設(shè)(土壤)材料。應(yīng)詳細(xì)指明運(yùn)料線路。
15.7 應(yīng)明確界定初始帶度(15-20m)和軸線。將各帶劃為20m長(zhǎng)的小段。
15.8 讓自動(dòng)卸載卡車逆行接近置換帶邊緣并傾倒最下層(底層)土壤。用推土機(jī)以最大厚度將底層土壤從置換帶最前部向最后部鋪展并達(dá)到完整厚度。繼續(xù)實(shí)施上述操作以完成整個(gè)土段的置換,并對(duì)所有土段重復(fù)以上程序直至整個(gè)置換帶鋪滿底層土。
15.9 應(yīng)用水平板和土坑確定每一土帶的厚度及其總體水平。在因疏松土壤被替換而發(fā)生沉降的地方應(yīng)給予一定的土壤補(bǔ)貼(如壓縮比)。
15.10應(yīng)該在工作的規(guī)劃階段決定應(yīng)用粉碎法,并且在這一過程中必須考慮土層厚度、疏松深度及所使用粉碎工具的有效工作深度(見第十九篇),以及清理石塊及其它有害物質(zhì)的必要性(見第十七篇)等因素。這些都要在置換規(guī)劃中加以詳細(xì)說明。只有當(dāng)某一確定土層已經(jīng)沿著置換帶完成置換后,才能進(jìn)行土壤疏松和有害物質(zhì)清理工作,并且這些工作必須在下一個(gè)土層安置之前完成。
15.11 當(dāng)最下部土層(底層土)完成置換后,重復(fù)同樣的程序完成下一土層(底土或表土)的平展。如果卡車必須駛上已安置好的下部土層,那也僅限于后輪。應(yīng)采用前面提到的疏松方法對(duì)剝離帶邊緣土壤進(jìn)行疏松。
15.12 表土完成置換之后,對(duì)下一置換曾繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行上述程序,直至整個(gè)置換區(qū)域完成土壤置換。置換工作之前應(yīng)該保持基礎(chǔ)層平整、干凈。
15.13 如果天氣預(yù)報(bào)有降雨發(fā)生,則在該工作日結(jié)束時(shí)應(yīng)完成當(dāng)前土帶/土段的置換。如果一個(gè)工作日內(nèi)很明顯無法完成一個(gè)帶的置換,那么只需要啟動(dòng)其中的一段;同樣,這一段必須完成。
15.14 每一工作日結(jié)束時(shí),或者置換工作被降雨打斷時(shí),應(yīng)采取預(yù)備措施保護(hù)已恢復(fù)土帶不受來自水坑或溝渠的積水/流水侵蝕,同時(shí)清理并平鎮(zhèn)基礎(chǔ)土層。在每天的工作開始之前確保當(dāng)前置換帶或工作區(qū)域內(nèi)沒有積水,并且基礎(chǔ)帶是平整的,沒有車轍。
操作性變動(dòng):
15.15 如要疏松基礎(chǔ)層/地巖層土壤,那么在任意土料安置之前,應(yīng)該首先采用第十八或十九篇中所介紹的方法,在底部土層被置換之前對(duì)每個(gè)置換帶的土壤進(jìn)行疏松。基層土必須只能在指定用于放置土壤的置換帶內(nèi)進(jìn)行疏松,并且只能在土壤置換的當(dāng)天實(shí)施上述工作。在這一過程中,或許有必要采用第十七篇中提到的方法以清理疏松過的基層土壤中的石塊或有害物質(zhì)。
第十六篇 分離&清理鏟車置換土壤中的石塊和有害物質(zhì)
本篇的目的是為分離&清理鏟車置換土壤中的石塊和/或潛在有害物質(zhì)提供一個(gè)方法范式以建立最優(yōu)方法。根據(jù)地點(diǎn)情形的不同以及規(guī)劃專家要求,指南所給出的方法或許會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整。如果確實(shí)如此,則應(yīng)在與本方法的背離之處注明其原因。指南中并未明確指定所用設(shè)備之類型、大小及樣式,但必須得承認(rèn)這些應(yīng)該屬于計(jì)劃編制的組成部分或者將其作為一個(gè)保留話題。所用之機(jī)械應(yīng)該能夠達(dá)到有效操作情況下可以最大限度的減少對(duì)土壤的板結(jié)(例如,具有寬闊的輪轍),并且能夠做到始終如一。
從事土壤或過度負(fù)荷等處理工作,以及土壤堆積場(chǎng)或(垃圾)棄置場(chǎng)設(shè)計(jì)或平整的人員,必須遵守《勞動(dòng)健康與安全法案》、1974年法案及其相關(guān)法定條款——尤其是那些與垃圾棄置場(chǎng)、土壤堆積場(chǎng)及類似構(gòu)筑物相關(guān)的方面。這一要求比所有篇章中所提到的任何其它措施都更具有優(yōu)先權(quán)。使用這些指導(dǎo)方針的人員自行負(fù)責(zé)所有可能產(chǎn)生的債務(wù),對(duì)由于使用本指南而產(chǎn)生的任何形式的任何損失均不予承認(rèn)。本土壤處理方法使用逆行鉆進(jìn)式鏟車對(duì)已置換土層或處理過的基礎(chǔ)層土壤中的石塊和有害物質(zhì)(如鋼纜、混凝土塊等)進(jìn)行清理。石塊和有害物質(zhì)的存在會(huì)影響修復(fù)土地的耕作質(zhì)量,其主要影響方式是干擾耕作。如果能夠正確實(shí)施,這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于因?yàn)槊獬私煌ㄟ\(yùn)輸而避免了土壤的額外變形。
確保避免嚴(yán)重土壤變形的操作要點(diǎn)如下:
(1)板結(jié)作用最小化
——鏟車只能在表土層操作。
——只有當(dāng)土壤處在塑性范圍內(nèi)時(shí)才能實(shí)施這種操作。
——只有當(dāng)?shù)孛鏍顩r能夠滿足其以最大功率工作的情況下才允許鏟車運(yùn)行。
——如果出現(xiàn)了板結(jié)現(xiàn)象,則應(yīng)該采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理(見第18篇)。
(2)土壤濕度及其再給濕最小化
見第四篇。
分離&清理操作:
16.1 用安裝了Geith石耙抓斗(或與其相類的石耙)的鏟車可以清理淺層(小于300mm)置換土壤中的大石塊(大于150mm)。那是一種板條狀鏟斗(板條間距150mm,長(zhǎng)度約為300mm)。同樣的機(jī)械也可以應(yīng)用于基礎(chǔ)層/地巖層,前提是它已經(jīng)過疏松——或者用裝有常規(guī)鏟斗的鏟車(見第十八篇),或者用尖齒進(jìn)行粉碎(見第十九篇)。如果將要清理的石塊直徑小于150mm,大于20mm,那就要使用一種專門的石塊分離機(jī)。通常這種機(jī)器只適用于表土層。這些更小石塊的清理應(yīng)該是農(nóng)耕的工作,而不在本文討論內(nèi)容之列。
16.2 上述用鏟斗清理危害后續(xù)作業(yè)(如耕種、地下排水系統(tǒng)安裝)的有害物質(zhì)(鋼纜、各種桶狀金屬容器、樹根、混凝土梁等等)的方法通常會(huì)效果欠佳。最好依第十七篇和十九篇提出的方法使用粉碎機(jī)械去完成。
16.3 當(dāng)某一土層沿著土帶水平完成置換,并且尚未安置下一土層時(shí),裝有Geith[1]鏟斗的鏟車能夠“篦入/耙入”土層深約200-250mm。這種梳理操作可以將石塊從土壤中解放出來并排成一列,之后用抓斗將其裝入自動(dòng)卸載卡車運(yùn)去處理或另作他用。
16.4 梳理操作被用以蕩平土表,同時(shí)還能粉碎土塊。如果土壤成分非常細(xì)(粘土),并且相對(duì)濕度較大,就很難粉碎其土塊并分離石塊。在這種情況下,石耙抓斗的粉碎和分離效率低下。
16.5 如有必要,可使其與鏟車—自動(dòng)卸載卡車之組合共同作業(yè),上述做法將被融入第四篇所列出的程序。
16.6 表土層的石塊清理工作可以延遲到整個(gè)區(qū)域完成恢復(fù)之后進(jìn)行。如果情況果真如此,那么鏟斗法將不再適用,如此一來就應(yīng)該采用齒式中耕法,之后進(jìn)行人工或機(jī)械石塊清理。在這種情況下,很可能需要對(duì)土壤剖面進(jìn)行最后的深度粉碎(見第十九篇)。
第十七篇 分離&清理刮土機(jī)和推土機(jī)置換土壤中的石塊及有害物質(zhì)
本篇的目的是為分離&清理刮土機(jī)和推土機(jī)置換土壤(見第八、十二和十五篇)中的石塊和/或潛在有害物質(zhì)提供一個(gè)方法范式以建立最優(yōu)方法。根據(jù)地點(diǎn)情形的不同以及規(guī)劃專家要求,指南所給出的方法或許會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整。如果確實(shí)如此,則應(yīng)在與本方法的背離之處注明其原因。指南中并未明確指定所用設(shè)備之類型、大小及樣式,但必須得承認(rèn)這些應(yīng)該屬于計(jì)劃編制的組成部分或者將其作為一個(gè)保留話題。所用之機(jī)械應(yīng)該能夠達(dá)到有效操作情況下可以最大限度的減少對(duì)土壤的板結(jié)(例如,具有寬闊的輪轍),并且能夠做到始終如一。
從事土壤或過度負(fù)荷等處理工作,以及土壤堆積場(chǎng)或(垃圾)棄置場(chǎng)設(shè)計(jì)或平整的人員,必須遵守《勞動(dòng)健康與安全法案》、1974年法案及其相關(guān)法定條款——尤其是那些與垃圾棄置場(chǎng)、土壤堆積場(chǎng)及類似構(gòu)筑物相關(guān)的方面。這一要求比所有篇章中所提到的任何其它措施都更具有優(yōu)先權(quán)。使用這些指導(dǎo)方針的人員自行負(fù)責(zé)所有可能產(chǎn)生的債務(wù),對(duì)由于使用本指南而產(chǎn)生的任何形式的任何損失均不予承認(rèn)。本土壤處理方法使用逆行鉆進(jìn)式鏟車對(duì)已置換土層或處理過的基礎(chǔ)層土壤中的石塊和有害物質(zhì)(如鋼纜、混凝土塊等)進(jìn)行清理。
石塊和有害物質(zhì)的存在會(huì)影響修復(fù)土地的耕作質(zhì)量,其主要影響方式是干擾耕作。采用本法完成石塊及有害物質(zhì)的分離和清理工作,不可避免會(huì)要求在每個(gè)土層上進(jìn)行重復(fù)的運(yùn)輸作業(yè),與手工或其他機(jī)械作業(yè)相比這尤為明顯。這可能會(huì)促成粉碎后的土壤變得疏松。因此,為了獲得令人滿意的恢復(fù)效果,就有必要在分離和清理之后進(jìn)行有效的工作震松操作(見第十九篇)。
確保避免嚴(yán)重土壤變形(板結(jié)現(xiàn)象和拖尾效應(yīng))的操作要點(diǎn)如下:
——在土帶一端采取“只進(jìn)-只出”的辦法可使交通運(yùn)輸量達(dá)到最小。
——只有當(dāng)?shù)孛鏍顩r能夠滿足其以最大功率工作的情況下才允許機(jī)械運(yùn)行。
——土層含水量應(yīng)與其塑性上限保持5%或更高的差額。
分離&清理操作:
17.1通過耙齒粉碎作業(yè),可以將置換土或基層土中的大石塊(大于150mm)和有害物質(zhì)(鋼纜、各種桶狀金屬容器、樹根、混凝土梁等等)分離出來。如果將要清理的石塊直徑小于150mm,大于20mm,那就要使用一種專門的石塊分離機(jī)。通常這種機(jī)器只適用于表土層。這些更小石塊的清理應(yīng)該是農(nóng)耕的工作,而不在本文討論內(nèi)容之列。
17.2 上述用鏟斗清理危害后續(xù)作業(yè)(如耕種、地下排水系統(tǒng)安裝)的有害物質(zhì)(鋼纜、各種桶狀金屬容器、樹根、混凝土梁等等)的方法通常會(huì)效果欠佳。最好依第十九篇提出的方法使用粉碎機(jī)械去完成。
17.3 當(dāng)某一土層完成置換后(或者按照要求),對(duì)土帶進(jìn)行粉碎(通過交叉重疊的方式)以分離石塊。一般來說,只能通過對(duì)土層/基層上部300mm的耕作才能才能實(shí)現(xiàn)有效的(石塊)分離。
17.4 裝有離地(0.3-0.5m)“短”齒(從齒尖到齒基為400mm)往往比具有防板結(jié)設(shè)計(jì)的深度粉碎機(jī)械具有更好的石塊分離性能。除此之外,大馬力輪胎式拖拉機(jī)牽引大功率多齒中耕機(jī)也是很有效的(取決于土壤質(zhì)地和含水量)。
17.5 分離出的石塊通常由人工撿拾并裝載到在停靠或行駛于基礎(chǔ)層/地巖層上的牽引式拖車上。
17.6 表土層的石塊清理工作可以延遲到整個(gè)區(qū)域完成恢復(fù)之后進(jìn)行。需要用更淺一些(300mm)的粉碎法對(duì)表層土進(jìn)行粉碎以完成這一工作。在這種情況下,最終的表土粉碎就必須被推遲到石塊清理工作徹底完成之后進(jìn)行。
17.7 如果有人工制品需要清理,那么沒有側(cè)翼的垂直耙齒(見第十九篇)將是最合適工具;尤其是針對(duì)基礎(chǔ)層/地巖層。
17.8 按照慣例,每個(gè)土層/基礎(chǔ)土壤處理完成之后就要對(duì)帶狀放置的整個(gè)土層(如果土層厚超過了耙齒的有效工作深度,則為中間過渡層)由帶基開始實(shí)施粉碎。耙的作用是通過它將人工制品從土壤中分離出來并提升至土表,然后再拖到土帶邊緣以方便收集和處理。后者所用之設(shè)備/及其一律只能在基礎(chǔ)層/地巖層停靠或行駛。
第十八篇 利用挖斗進(jìn)行土壤震松
本篇的目的是為用挖斗對(duì)土壤和基礎(chǔ)層/地巖層實(shí)施震松提供一個(gè)方法范式以建立最優(yōu)方法。當(dāng)用鏟車—自動(dòng)卸載卡車或推土機(jī)—自動(dòng)卸載卡車聯(lián)合完成土壤置換時(shí),這種方法很可能會(huì)得到更多的應(yīng)用。根據(jù)地點(diǎn)情形的不同以及規(guī)劃專家要求,指南所給出的方法或許會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整。如果確實(shí)如此,則應(yīng)在與本方法的背離之處注明其原因。指南中并未明確指定所用設(shè)備之類型、大小及樣式,但必須得承認(rèn)這些應(yīng)該屬于計(jì)劃編制的組成部分或者將其作為一個(gè)保留話題。所用之機(jī)械應(yīng)該能夠達(dá)到有效操作情況下可以最大限度的減少對(duì)土壤的板結(jié)(例如,具有寬闊的輪轍),并且能夠做到始終如一。
從事土壤或過度負(fù)荷等處理工作,以及土壤堆積場(chǎng)或(垃圾)棄置場(chǎng)設(shè)計(jì)或平整的人員,必須遵守《勞動(dòng)健康與安全法案》、1974年法案及其相關(guān)法定條款——尤其是那些與垃圾棄置場(chǎng)、土壤堆積場(chǎng)及類似構(gòu)筑物相關(guān)的方面。這一要求比所有篇章中所提到的任何其它措施都更具有優(yōu)先權(quán)。使用這些指導(dǎo)方針的人員自行負(fù)責(zé)所有可能產(chǎn)生的債務(wù),對(duì)由于使用本指南而產(chǎn)生的任何形式的任何損失均不予承認(rèn)。本土壤處理方法以帶有鏟斗的鏟車(逆行鉆進(jìn)式)挖掘土層以減輕板結(jié)和拖尾效應(yīng)。如果能夠正確實(shí)施,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是它可以對(duì)土層進(jìn)行徹底的橫向震松。但是由于實(shí)際操作和鏟斗尺寸,該方法所能疏松的土壤深度十分有限。如果考慮到土壤含水量的問題,則本方法較之耙齒疏松法(第十九篇)并無優(yōu)越之處,它要求土壤必須足夠干燥以便于粉碎。
其操作要點(diǎn)如下:
——鏟車只能在表土層/地巖層停靠或行駛。
——只有當(dāng)?shù)孛鏍顩r能夠滿足其以最大功率工作的情況下才允許機(jī)械運(yùn)行。
——土層含水量應(yīng)與其塑性上限至少保持5%或更高差額,或者如果可能的話建議更要一些。
震松操作:
18.1 鏟車只能在表土層/地巖層停靠或行駛。
18.2 通常應(yīng)采用帶齒鏟斗。
18.3 如果需要疏松的土層厚度超過0.5m,則可以采取以下操作程序。鏟車可以沿著一個(gè)工作面,從后向前系統(tǒng)挖掘,疏松確定厚度的土層,節(jié)節(jié)推進(jìn)。挖掘是一個(gè)切割行為,鏟斗下切到需疏松土層全部厚度,之后通過鏟撈將土壤提升并再度放回。操作的要點(diǎn)在于下一鏟要與上一鏟的挖掘從側(cè)面和后面都要有所交迭。最終,可利用鏟斗邊緣輕輕的平整已完成工作面。
18.4 如果土層厚度超過鏟斗的工作深度(約0.5m),則需要采取“雙重挖掘”法。其過程是一直沿著一個(gè)土帶系統(tǒng)工作,直至整個(gè)土帶完成之后再進(jìn)行下一土層的鋪展。這一方法非常耗時(shí),推薦采用后面18.5所提出的方法。
18.5 對(duì)于較深的土層剖面,另一可行之策是將土層以05m為單位分成若干層,并且按照上述18.3的方法分別完成疏松。當(dāng)前一層被沿著整條土帶完全鋪好并徹底震松之后,再將下一土層置于該層之上。不斷重復(fù)上述操作直至土層置換達(dá)到制定厚度并實(shí)施了“全面挖掘”。
第十九篇 推土機(jī)牽引齒耙實(shí)施土壤震松
本篇的目的是為推土機(jī)牽引齒耙對(duì)土壤或基礎(chǔ)層/地巖層實(shí)施震松提供一個(gè)方法范式以建立最優(yōu)方法。不管是用刮土機(jī)(牽引式或自行式)還是用推土機(jī)—自動(dòng)卸載卡車進(jìn)行土壤置換后,常常會(huì)使用齒耙進(jìn)行土壤震松操作。齒耙應(yīng)由履帶式推土機(jī)牽引,而不是輪胎式拖拉機(jī)或壓路機(jī)械。
根據(jù)地點(diǎn)情形的不同以及規(guī)劃專家要求,指南所給出的方法或許會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整。如果確實(shí)如此,則應(yīng)在與本方法的背離之處注明其原因。指南中并未明確指定所用設(shè)備之類型、大小及樣式,但必須得承認(rèn)這些應(yīng)該屬于計(jì)劃編制的組成部分或者將其作為一個(gè)保留話題。所用之機(jī)械應(yīng)該能夠達(dá)到有效操作情況下可以最大限度的減少對(duì)土壤的板結(jié)(例如,具有寬闊的輪轍),并且能夠做到始終如一。
從事土壤或過度負(fù)荷等處理工作,以及土壤堆積場(chǎng)或(垃圾)棄置場(chǎng)設(shè)計(jì)或平整的人員,必須遵守《勞動(dòng)健康與安全法案》、1974年法案及其相關(guān)法定條款——尤其是那些與垃圾棄置場(chǎng)、土壤堆積場(chǎng)及類似構(gòu)筑物相關(guān)的方面。這一要求比所有篇章中所提到的任何其它措施都更具有優(yōu)先權(quán)。使用這些指導(dǎo)方針的人員自行負(fù)責(zé)所有可能產(chǎn)生的債務(wù),對(duì)由于使用本指南而產(chǎn)生的任何形式的任何損失均不予承認(rèn)。本法以推土機(jī)牽引齒耙穿越土層以減輕土壤板結(jié)和拖尾效應(yīng)。若要使本方法切實(shí)有效,需要滿足一系列要求,尤其是要使土壤足夠干燥以便于粉碎及機(jī)器的有效運(yùn)行。
土壤板結(jié)程度最小化的操作要點(diǎn)如下:
(1)最大限度的震松
——土層含水量應(yīng)與其塑性上限至少保持5%或更高差額,或者如果可能的話建議更要一些。
——粉碎模式必須具有重疊路徑,同時(shí)必須對(duì)深層再板結(jié)土壤進(jìn)行粉碎。
——齒耙必須具有足夠小的間距以保證通過往返操作能夠徹底實(shí)現(xiàn)側(cè)向的震松。
——推薦使用帶有側(cè)翼的垂直齒耙。
——耙齒的尺寸應(yīng)該與指定的震松深度相適應(yīng),應(yīng)考慮土壤的“上翻”。
——耙齒和側(cè)翼應(yīng)帶有抗磨板,應(yīng)保持良好的工作狀態(tài)。禁止使用殘、舊工具。
——牽引支架組必須能夠牽引耙齒組進(jìn)行有效的工作,不能出現(xiàn)不合理的擺動(dòng)和履帶打滑現(xiàn)象。
(2)土壤潤(rùn)濕最小化
——如果預(yù)報(bào)有大的降雨發(fā)生,不得開展粉碎工作。
——如果土壤剖面有部分已經(jīng)提升至水準(zhǔn)面的高度,那么最上面的土層應(yīng)該保存完好。如果下部土層已經(jīng)粉碎,而上部土層尚為安置,應(yīng)該用推土機(jī)平鏟以將其覆蓋。工作重新開始后,需要對(duì)上部和下部土層進(jìn)行疏松。
裂土松土法:
當(dāng)使用牽引式或自行式刮土機(jī)或推土機(jī)—自動(dòng)卸載卡車進(jìn)行土壤置換時(shí),粉碎松土是主要的工作任務(wù)之一。粉碎松土的最主要目的是保證土壤剖面內(nèi)不存在大的板結(jié)板塊,這可能會(huì)影響植物根部的生長(zhǎng)以及水分的下泄。粉碎松土基本可以采用兩種策略。它們分別是:隨著土層的順次構(gòu)筑逐步實(shí)施松土;或者是等土層輪廓完全成形之后再實(shí)施松土工作。兩種方法都有其局限性,具體的選擇應(yīng)視待疏松土堆外形及可用機(jī)器之規(guī)格而定。一旦土堆成形,深層板結(jié)甚至中層的板結(jié)都可能無法進(jìn)行疏松,所以選擇正確的松土方法至關(guān)重要。在某些情況下,也許應(yīng)該聯(lián)合使用以獲得令人滿意的結(jié)果。
(1)鋪一層,疏松一層,層層推進(jìn),有條不紊:
適用于縱剖面/地面厚度超出耙齒的有效工作深度或牽引支架組的承受能力的情況;需要一系列的連續(xù)裂口,在下一層置放之前完成上一層的松土工作。
——連續(xù)的裂土深度必須疏松由新的上覆土層或其它表面操作引起的下部土層的板結(jié)。
——適用于對(duì)下部土層中的石塊和/或有害物質(zhì)進(jìn)行分離和清理的情況。
——必須在置換過程中實(shí)施。
——最后一個(gè)表層土層的疏松可以推遲到(與后面(2)的深層裂土疏松法一起實(shí)施)所有的土帶及其置換工作完成后進(jìn)行。
(2)土帶成形后的單獨(dú)深層裂土法:
——適用于土層縱剖面厚度等于或低于耙齒的有效工作深度和牽引支架組的承受能力的情況。
——適用于下部土層不含石塊和/或有害物質(zhì),或者有但無需分離和清理的情況。
——適用于只需將人工制品或石塊清理出表土層,最終的裂土之前首先實(shí)施淺層表面耕作的情況。
——適用于連續(xù)的裂土疏松工作已經(jīng)實(shí)施,但仍存在深層板結(jié)的情況。
——最后的疏松可以推遲到所有土帶及所有置換工作完成后進(jìn)行,或在稍后的安置期進(jìn)行。
設(shè)備:
19.1 至少需要300馬力的履帶式拖拉機(jī)組。(預(yù)期為裂土深度為750mm的30馬力/腿(或軸)的多齒梁式中耕機(jī)和裂土深度達(dá)750mm的100馬力/齒的三軸中耕機(jī))
19.2 有兩種類型的裂土部件:1)裝在拖拉機(jī)組上的框架式,水壓驅(qū)動(dòng);以及2)裝在拖車/工具架上,電動(dòng)或水壓驅(qū)動(dòng)。控制裝置必須協(xié)調(diào)好拖拉機(jī)與工具架的運(yùn)作。
19.3 齒耙有兩種類型:直脛式和曲脛式。前者是最常用也是最主要的松土工具。當(dāng)有障礙物或者土層/地巖層中石塊過多時(shí)就使用直脛式齒耙。曲脛式齒耙的典型用法是與直脛式聯(lián)合使用,它被用于在淺層運(yùn)行以減少直脛式齒耙所帶來的“拖拽”阻力。直脛式齒耙也常常被傾斜使用(由底部約后傾10度)而不是完全垂直,這樣可以通過上提作用提升松土效果同時(shí)減小拖拽阻力。
19.4 直(脛)式齒耙應(yīng)具有楔形足以減小阻力,增強(qiáng)穿透力并有助于上部土壤的置換和粉碎。
19.5 直脛式齒耙有兩種:有側(cè)翼的和無側(cè)翼的。總跨度(一側(cè)端點(diǎn)到另一側(cè)端點(diǎn))為250-400mm,它們焊接于齒脛或者赤足,角度為2.-30度。其作用是提升吹向的土壤置換效果以及橫向的粉碎作用,但是也會(huì)明顯的增大拖拽阻力。無側(cè)翼的直脛式齒耙或者需要進(jìn)行多次往返或者需要更密的耙齒(后者將增大阻力)。
19.6 齒的長(zhǎng)度(決定松土深度潛力)和厚度(決定翻土量,從而決定粉碎和疏松效果)是決定耙齒工作潛力的兩個(gè)臨界尺寸。裂土工具工作潛力的發(fā)揮取決于土壤/土層物質(zhì)的含水量(必須保持其干燥以利于粉碎,否則土壤物質(zhì)將會(huì)在工具周圍發(fā)生變形)。
19.7 耙齒長(zhǎng)度是工具最常見臨界尺寸。由齒足后部到工具架基部小于200mm/250mm或(占工具總長(zhǎng)的)30%——長(zhǎng)度相對(duì)較小——是耙齒的最大有效裂土深度。長(zhǎng)度的縮短是出于提高土壤上翻置換能力的考慮,因?yàn)楣ぞ呤窃跔恳ψ饔孟麓┻^土層。如果沒有這一讓步,土壤上翻將達(dá)到或超過工具架,從而增大了阻力并降低了土壤疏松效果。最常用的齒耙的最大有效工作深度約為500-700mm。如果使用了更長(zhǎng)的耙齒,將會(huì)影響到拖拉機(jī)組的靈活度。這當(dāng)中的一個(gè)例外是由英國(guó)煤炭公司特制的SIMBA MKIV型裂具,它具有1.2m長(zhǎng)的機(jī)載耙齒,具有900-1000mm的工作深度。
19.8 齒寬(從前都后)與一個(gè)為寬度5倍的比率共同決定了裂土/松土深度。典型的耙齒寬度是300-400mm,這使其潛在效果工作深度可達(dá)1500-2000mm,所以在操作上通常并不會(huì)成為限制因素。通常耙齒所采用的厚度和寬度取決于其它因素——所進(jìn)行作業(yè)的機(jī)械應(yīng)力(例如其強(qiáng)度)以及工具架上的開槽尺寸。
19.9 耙齒的厚度(典型為40-80mm)對(duì)其強(qiáng)度貢獻(xiàn)頗大,但同時(shí)也增大了其阻力。應(yīng)該在耙齒的主要邊緣部位安裝抗磨板以降低磨損,其上附的側(cè)翼也一樣。
19.10 耙齒最少為兩根,每根位于拖拉機(jī)組的輪輒之后。一般來說,最常見的耙形是三齒型,其中中間一根位于拖拉機(jī)組的正中位置。耙齒可以排成一排,也可以排成三角形,其中間一根靠前以減小阻力。耙齒可以帶有側(cè)翼,也可以不帶,通常中間的一根不帶側(cè)翼以減少阻力。帶翼三齒型是耙齒的首選造型。但是,如果存在人造物/障礙物,或者土壤中石塊含量過大的情況下直徑齒更適用。
19.11 由曲徑齒在前,直徑齒在后組合而成的模式(雙梁造型)是另外一個(gè)途徑,在有效完成側(cè)面粉碎工作方面它具有更大的潛力。
松土操作:
19.12 只有土壤干燥而易于粉碎時(shí)才可以展開裂土疏松法作業(yè),并且如果土壤發(fā)生塑性形變必須立即中斷操作。這種松土方法只適用于干燥天氣,同時(shí)如果在正常操作情況下出現(xiàn)拖拉機(jī)組牽引力/搖晃則應(yīng)該立即中斷操作。如果土壤天然濕度很大,則應(yīng)該考慮在深度碎裂之前建立耕作制度以使上部土層干燥;這也許要用上連續(xù)的好幾年時(shí)間以逐步的實(shí)現(xiàn)土層的疏松。
19.13 根據(jù)松土方法、松土設(shè)備及牽引機(jī)器的性能確定耙齒在基礎(chǔ)層/地巖層或土層中穿越時(shí)的深度。應(yīng)以足夠快的恒定速度牽引耙齒前進(jìn),并使其保持最佳傾角(斜度)以獲得最大的翻土效果和最小的阻力,同時(shí)避免出現(xiàn)履帶打滑和拖拉機(jī)搖擺現(xiàn)象。
19.14 裂土工作只能沿著某一軸向一直向前進(jìn)行以提升坡面的排水效果,但是不能交叉也不能穿越斜坡。如果是單向的裂土,當(dāng)沿著陡坡下行時(shí),機(jī)器只能背向未裂土一方行駛。
19.15 裂土機(jī)第一趟運(yùn)行之時(shí)就應(yīng)該達(dá)到既定的裂土深度,同時(shí)保證土壤上翻不超過工具架基部,在第一次和接下來的回合中齒耙都要達(dá)到其最大工作深度。裂土過程不應(yīng)該先淺后深。但是,第一回合過程中這也許不可避免,因?yàn)樗紫纫?ldquo;犁破”地表并降低阻力以獲得既定的穿透度。先解決岬角以利于快速、全面的穿透;對(duì)于斜坡底部區(qū)域來說至關(guān)重要。裂土作業(yè)必須延伸至渠岸,并沿著渠岸向外展開。
19.16 如過最后的土壤剖面厚度小于或等于耙齒的有效工作深度,則可以在所有土層得以安置之后再實(shí)施裂土作業(yè),除非需要對(duì)石塊和人造物進(jìn)行清理。
19.17 如果土壤剖面厚度超過耙齒的工作深度,那么就要依照土層順序逐步進(jìn)行破裂。該過程應(yīng)該在一個(gè)土層鋪好后進(jìn)行,在下一層鋪好之前結(jié)束。這往往在某一土壤層(如下部底土、上部底土以及表土)。如果上述土壤層厚度超過了耙齒的有效工作深度,則應(yīng)該將該土壤層分成幾個(gè)亞層分別進(jìn)行安置,并進(jìn)行順次的置放和裂松。
19.18 在連續(xù)的土壤層/土層置換過程中,必須考慮上層土壤置放和鋪平過程中由鏟車和推土機(jī)引起的下部土層的再度板結(jié)。是否需要考慮上述因素取決于土壤質(zhì)地和含水量。對(duì)于鏟車而言,指定下一安置和疏松土層厚度的時(shí)候應(yīng)考慮400mm的再板結(jié)厚度。具有標(biāo)準(zhǔn)或較窄履帶的推土機(jī)則至少要考慮300mm。再板結(jié)層應(yīng)該與新置放土層同時(shí)進(jìn)行疏松。這就要求下一疏松土層厚度包含再板結(jié)土層。下一可置于再板結(jié)土層之上的新土層厚度就取決于耙齒的潛在有效工作深度。因此,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)土層安置、疏松完成后,接下來的土層厚度將會(huì)變小。
19.19 最終的表土疏松應(yīng)該在耙齒的有效工作深度之內(nèi)。
19.20 在裂土過程中,前后兩次的路徑應(yīng)該有所交疊,已撕裂一側(cè)的耙齒將前一次中間和外側(cè)耙齒之間的路徑一分為二。如果裂土深度不夠或者側(cè)面的密實(shí)板結(jié)沒有被疏松,那么就要通過二分增大重疊量。
19.21 裂土過程中要檢查已疏松土壤的疏松程度和密度,尤其是在土帶的交界地帶更是如此(后者或許要利用檢查坑進(jìn)行檢測(cè))。常規(guī)的定性評(píng)估可由帶有突起墩頭的直徑為15mm的鋼質(zhì)探針來完成。將探頭以150mm間距沿著與裂土線相交叉的若干橫斷面插入土中,記錄其穿透深度和承受的阻力。除此之外,還可以利用土壤透度計(jì)。不管哪種方法都要與現(xiàn)場(chǎng)的板結(jié)“度”聯(lián)合使用;它之所以如此重要,是因?yàn)橥寥篮亢褪瘔K含量是影響最終測(cè)試結(jié)果的最大因素。