機修梯田的施工組織設計與成本估算

楊挺博，王素玲，楊文輝

(1.行唐縣水務局，河北 行唐 050600；2.河北環京水利水保工程咨詢有限公司，河北 石家莊 050011)

坡耕地綜合治理是國家為防治水土流失、改善農業生產條件實施的一項重要的基礎工程。近年來在北方土石山區根據坡耕地地形，靈活選用機修梯田施工機械，采取合理的施工組織方案，控制挖填平衡，取得了事半功倍的效果。

1 機修梯田的機械性能

1.1 挖掘機

挖掘機是工程建設領域使用最為廣泛的一種大中型施工機械，具有挖掘、平整、撒土、搬運、夯實、行走等功能，可360°任意旋轉、起高墊低、平整土地。單斗履帶式挖掘機適宜在坡度均勻的10°～25°坡耕地上沿等高線整平筑埂，修成寬度不同的田面，縮短坡面徑流線，減少坡面徑流對土壤的沖刷，是坡改梯施工的主要整地機械。但是挖掘機不適用于超過自身回旋直徑的遠距離土方調運，在不能按等高線整地的坡耕地使用受局限。

1.2 裝載機

裝載機是短途自裝自卸的土石方運輸機械，適宜在5°～15°、地形起伏的坡耕地上起高墊洼、短途搬運土方，達到整平田面、碾壓填方、蓄水保土的目的，是坡改梯工程的主要整地施工機械。但是裝載機在行走過程中會碾壓田面造成土壤板結，后期需要拖拉機牽引雙鏵犁或旋耕犁對田面進行耕翻松土，否則無法耕種。

2 不同地形的施工組織方案設計

坡耕地綜合治理的核心是整平田面、修筑田坎，由于各地地形不同，因此，在坡改梯過程中要因地制宜設計施工組織方案，控制土石方挖填平衡，發揮不同施工機械的作業特長。

2.1 坡度均勻地形

在坡度均勻的坡耕地施工首選挖掘機。根據原地面坡度、田坎高度、梯田毛寬、田坎坡度等設計參數，按照建設單位施工要求，在施工山坡每隔5～15 m用水準儀測出等高點，用白石灰將測點標注清楚，供挖掘機機手施工時參考。一組等高點就是梯田的基準面，上下相鄰各等高點的間距(或斜長)決定了梯田的田面寬度。坡度相同的山坡，田面寬度與工程量成正比，因此適當選擇田面寬度是提高整地效率的關鍵。一般要求原地面坡度在5°～25°時，田面寬度選擇4～14 m比較經濟合理。一般收割機或旋耕犁的作業寬度為2 m，因此田面凈寬應為農機作業寬度的整倍數。機手參照等高點，通過橫向、縱向起高墊低和平整田面即可完成土坎梯田田面整平作業。當梯田里側遇到稍硬的巖石或原狀土不適合植物生長時，可按施工要求適當超挖，先用生土修筑田坎，再用表層土回填田面，實現表土復原。當邊埂需要碾壓時，可調整挖掘機外側履帶從邊埂上通過；當邊埂需要加高時，可調轉車身撒土培埂。為了不影響農民耕種，田面挖掘機履帶壓實處可用鏟斗翻松整平。

2.2 坡度起伏地形

坡度起伏地形包括中間高兩端低的“凸”形、中間低兩端高的“凹”形、一端高另一端低的“↘”形及起伏多變的波浪形。在地形起伏的坡耕地首選裝載機施工。裝載機尤其適用于縱向高差較大而又無法打破地界的坡耕地整修，可利用其縱向整平田面，將田面駝峰處的多余土方填至低洼處，實現田面縱向水平。有灌溉條件的梯田要預留1/500的縱坡，在田面基本水平的基礎上修筑田坎和蓄水埂，或者在整平田面的同時兼顧修筑田坎。因輪胎反復碾壓，需要在整平田面后隨即用機耕犁耕松或用旋耕機整平，否則天氣干燥時容易形成干硬的土塊，影響耕種。

2.3 復雜多變地形

許多坡耕地地形復雜，任何一種施工機械單獨工作都難以勝任。復雜多變地形的最佳作業方式是裝載機和挖掘機配合作業：當需要遠距離搬運土方時，可利用裝載機短途裝卸運輸；當需要上下游或橫向搬運土方時，可發揮挖掘機的優勢。這樣能夠揚長避短，最大程度地發揮各種機械的整地優勢，降低整地成本。

許多低山丘陵區地形破碎、溝壑縱橫，順坡耕作情況普遍，且每戶坡耕地面積不等，田面寬度、長度不一。在目前坡耕地分散、家庭聯產承包的情況下，許多施工區難以打破地塊界限，無法按地形統一規劃施工，給機修梯田帶來諸多不便。因此在具體實施過程中，對于田面高低誤差在2 m以內的，應以戶為單位，起高墊低，縱向整平，靈活掌握田面寬度；對于田面高低誤差在2 m以上的，應分段縱向整平，同時為不影響農戶耕種，可在高低不同的兩塊梯田田面內設過渡斜坡，以方便耕作和運輸。

2.4 后期人工整修

挖掘機和裝載機屬大中型施工機械，其機械動力一般在110 kW以上。在修筑水平梯田時，機械操作重點是橫向掌握挖填平衡，縱向控制總體水平誤差100 m內不超過1 m；梯田外邊埂碾壓密實，梯田內有0.5 m的活土層。受機手操作水平限制，梯田局部可能出現高低不平的情況，單靠機械整修要消耗較多的作業時間，降低生產效率，因此后期一般需要投入少量的人工進行輔助性培埂、整平等修復性細致作業。

后期人工整修的重點是將蓄水埂縱向整平、踩實拍光，使其高度符合設計標準。當縱向誤差超過0.2 m時，要分段整平，調整埂頂高程，增加橫向土埂，規格與外蓄水埂相同；在填方較多的原地形溝谷處，要采取人工夯實、徑流回灌等措施加固田坎；結合田面整平，要將梯田內不適合農作物及林果樹生長的碎石、樹根剔除。

3 機修梯田的整地成本估算

機修梯田的整地成本受地形坡度、機械種類、機手工作效率、社會環境等影響，其成本為一個大致估算的范圍值。

3.1 地形坡度成本

坡耕地整地成本主要來自土方工程量。在梯田優化設計的前提下，地形坡度越大整地工程量越多，坡度5°～25°時地面坡度每增加1°，整地工程量平均增加75～80 m3。

3.2 機械作業成本

機械作業成本取決于機械種類、燃油價格、機手作業熟練程度等。在統一規劃、施工的前提下，按熟練機手測定機械作業成本為7 500～14 500元/hm2。

3.3 社會環境成本

機修梯田受施工地社會環境影響較大，主要表現在政府行政協調能力、群眾認知程度、經濟基礎等方面。坡改梯工程如果能打破農戶現有地界、統一規劃、統一施工、竣工后重新分配，則不僅可以降低25%～40%的機械整地成本，而且梯田規模和整體質量將顯著提高，反之將增加機械作業成本2 000～5 800元/hm2。

3.4 后期人工整修成本

機修梯田很難一次成型，適當投入人工從事田坎修整、蓄水埂整平、踩實拍光、田面局部修整、表土回填等細微作業，可以減少機械作業臺時、降低整地成本。機修梯田后期人工整修需投工30～60個工日/hm2，按80元/工日計算，后期人工精細整修成本2 400～4 800元/hm2。

3.5 綜合成本

根據以上幾項分項成本，估算坡度5°～25°機修梯田的綜合成本見表1。當然，施工機械選用不當、機手缺乏施工經驗、施工組織方法欠妥、當地社會環境欠佳等都可能導致機修梯田成本大幅度增加。

表1 坡度5°～25°機修梯田斷面要素及綜合成本

4 機修梯田的施工技巧

4.1 自上而下按等高線推進

在地形坡度均勻的坡耕地租用挖掘機施工，要先測定等高點作為田面基準高程，然后挖上游填下游、整平田面、修筑碾壓田坎和蓄水埂、挖松車轍痕跡一次完成，逐步向前推進，第一層梯田完成后向下修第二層梯田，以此類推，直至修到坡腳。避免超出挖掘機回旋直徑的遠距離調運土方是提高挖掘機工效的關鍵。

4.2 找準挖填平衡的臨界高程點

在地形起伏多變的坡耕地租用裝載機施工，要先找準挖填平衡的臨界高程點作為田面基準高程，然后起高墊低一次完成，并逐步向前推進。經驗豐富的機手目測即可確定田面高程，新手通常采用自高處向低處逐層剝離的施工方法，容易出現只顧眼前局部整平，而忽略了整個地塊的挖填平衡，造成土方二次搬運，影響機械臺時效率。

5 機修梯田的組織管理

5.1 建立以完成面積為基礎的績效考核機制

在坡改梯施工中，只有發揮管理者的聰明才智，將不同施工機械為我所用、用其所長，才能實現質量好、速度快、投資少的既定目標。有的管理人員對機修梯田心中無底，不了解各種施工機械的性能特長和作業定額，盲目租賃機械，按工時計費，勉強湊合施工?？此茩C聲隆隆、車來車往、場面壯觀，但因機手綜合素質不高導致裝載機、挖掘機出工不出活。對每臺作業機械建立以完成整地面積為基礎的績效考核機制能避免機手消極怠工的行為，降低機修梯田的整地成本。因此，在與施工單位簽訂合同時應將完成整地面積作為驗收付款的基礎依據，杜絕不計整地效率、好壞不分、按臺時付款的“大鍋飯”弊病。

5.2 建立以初設為標準的質量評價體系

梯田整地面積由田面凈面積、蓄水埂及田坎占地面積兩部分組成。驗收時，原則上應先測量小地塊，然后匯總到小班，作為小班的治理面積。若小地塊零散或者數量特別多，可將類似或相鄰地塊適當合并，但要注意小地塊的面積合計應與整個小班面積相吻合。對于地形特別不規則的小班，也可以用GPS沿小班邊界量測完成。

機修梯田竣工后應及時組織初驗，為節約時間，應由建設單位技術人員、施工方代表、工程監理三方組成技術驗收小組，逐小班、逐地塊實地測量確認，現場填寫相關表格，核對無誤后由參加驗收人員現場簽字蓋章，作為梯田工程初驗的基礎數據。驗收時測量田面凈寬、田坎高、田面長3個數據即可確定治理面積，蓄水埂高、埂頂寬、內外邊坡坡度一般為設計的固定值，低于設計值即為不合格工程，要返修加固。可以將現場測量的部分數據輸入預制的電子表格，設計好公式，自動計算原地面坡度、梯田面積、工程量、用工數據等。若驗收時發現工程質量缺陷或面積不夠，驗收組應提出工程整改意見，責成施工方限期完成，直至工程全部合格。