大竹縣是川東丘陵大縣，屬長(zhǎng)江上游嘉陵江流域渠江水系，地貌特征為“三山夾兩槽”，降雨集中，暴雨頻繁，水土流失嚴(yán)重，水土流失面積達(dá)974.2平方公里，占全縣土地總面積的47%，年均土壤侵蝕總量954.96萬(wàn)噸，年均土壤侵蝕模數(shù)4628噸/平方公里，是長(zhǎng)江委在四川省確定的“長(zhǎng)治”工程重點(diǎn)治理縣之一。近年來(lái)，大竹縣抓住這一歷史機(jī)遇，加快水土流失治理，特別是在2004年，充分利用當(dāng)?shù)鼗痣姀S(chǎng)發(fā)電后的廢棄物——煤灰和煤渣，研制試用粉煤灰條形柱代替條石進(jìn)行坡改梯工程的埂坎砌筑，取得了費(fèi)省效宏的效果。截止2005年底，大竹縣三年內(nèi)共治理6條小流域的水土流失，治理面積86平方公里，使治理區(qū)生態(tài)環(huán)境得到明顯改善，昔日“山上剝了皮，田里沙壓泥，河床平了堤，庫(kù)塘被淤積”的現(xiàn)象已不復(fù)存在，展現(xiàn)在人們眼前的是“層層梯田披綠裝，果滿(mǎn)枝頭花飄香，糧食滿(mǎn)倉(cāng)魚(yú)滿(mǎn)塘，水碧山青好風(fēng)光”的新農(nóng)村景象。為了進(jìn)一步推動(dòng)全縣的水土流失治理工作，將有限的國(guó)家項(xiàng)目資金用在刀刃上，相關(guān)單位專(zhuān)題對(duì)粉煤灰條形柱的應(yīng)用進(jìn)行了深入調(diào)研，更加清晰地認(rèn)識(shí)到，粉煤灰條形柱在坡改梯埂坎砌筑中具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，建議把它作為大竹縣甚至全省坡改梯埂坎砌筑的“當(dāng)家材料”大力推廣。
一、研制生產(chǎn)粉煤灰條形柱的背景
1、傳統(tǒng)的砌筑材料不能適應(yīng)當(dāng)前水土治理工作的需要。大竹縣是百萬(wàn)人口大縣，耕地面積達(dá)82.12萬(wàn)畝，其中絕大多數(shù)是坡耕地。以前，在水土流失治理過(guò)程中，大竹縣主要運(yùn)用條石來(lái)進(jìn)行坡改梯埂坎，但因很多地方的石料屬泡砂石，硬度不夠，抗壓性能低，加之多數(shù)地方的石頭開(kāi)采難度大，儲(chǔ)量少，造成在工程的實(shí)施中，經(jīng)常因?yàn)闂l石緊缺不能及時(shí)供應(yīng)而停工。鑒于這種情況，大竹縣又考慮采用土坎砌筑，但大竹縣坡耕地坡度大，土坎砌筑擋土重量低，且受雨水沖刷后，又極易垮塌。種種因素，迫使其積極探尋能代替條石的新型建筑材料。
2、火電廠(chǎng)的廢棄物對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。縣火電廠(chǎng)發(fā)電產(chǎn)生的廢棄物——煤灰和煤渣，經(jīng)過(guò)多年的累積，數(shù)量多，堆碼面積大，一遇大雨，煤灰和煤渣順?biāo)樱o當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了嚴(yán)重污染。特別是縣火電廠(chǎng)附近的烏木水庫(kù)——大竹縣城近13萬(wàn)人的飲用水源，由于受此污染，水質(zhì)曾一度達(dá)不到三類(lèi)飲用水標(biāo)準(zhǔn)，縣城居民意見(jiàn)很大，人大代表、政協(xié)委員多次專(zhuān)題向縣委、縣政府質(zhì)詢(xún)，2004年縣上籌資200多萬(wàn)元，投入了巨大人力和物力，對(duì)烏木水庫(kù)進(jìn)行了為期一年的治理，使水質(zhì)基本達(dá)到二類(lèi)飲用水標(biāo)準(zhǔn)，但這只是治標(biāo)不治本，大量煤灰、煤渣堆碼造成的污染仍未徹底解決。同時(shí)，大量廢棄的煤灰和煤渣還給周?chē)霓r(nóng)田造成了極大污染，農(nóng)民稻田大量減產(chǎn)，損失較大，多次到縣上上訪(fǎng)，成為影響當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的不穩(wěn)定因素之一。因此，煤灰和煤渣的循環(huán)利用已迫在眉睫。
二、粉煤灰條形柱應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)對(duì)大竹縣近兩年國(guó)家農(nóng)發(fā)水保項(xiàng)目工程試用粉煤灰條形柱代替條石進(jìn)行坡改梯工程的埂坎砌筑觀察，粉煤灰條形柱有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越
單個(gè)粉煤灰條形柱長(zhǎng)、寬、高分別為80cm、 25cm、 25cm，與條石相同。其生產(chǎn)工藝是將水泥、煤渣、煤灰按照1：3：5比例，拌制成粉煤灰砼后，裝入模具，液壓15分鐘后即可成形取出，一日脫模。然后進(jìn)行80攝氏度高溫的蒸養(yǎng)，5-8小時(shí)后即可投入使用。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)出的粉煤灰條形柱取樣試驗(yàn)觀察，其單個(gè)重量（干重）為90kg，表面光滑平整、棉實(shí)堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度為210kg/cm2，耐酸堿、耐浸泡、抗折性好、滲水性強(qiáng)。
2、粉煤灰條形柱安砌簡(jiǎn)單、美觀實(shí)用
粉煤灰條形柱安砌不塞不墊，四平八穩(wěn)，縫隙率小，整體結(jié)構(gòu)好，不易垮塌，故具有與條石相同的穩(wěn)固性，且保存率高，美觀實(shí)用。
一是清基易于掌握。按照大彎就彎、小彎取直的原則，進(jìn)行等高放線(xiàn)，將基槽挖至硬基上，用水準(zhǔn)儀或水管測(cè)量整條硬坎開(kāi)挖基礎(chǔ)是否水平，局部地段基礎(chǔ)較軟弱的，再進(jìn)行擴(kuò)寬挖深基礎(chǔ)處理。
二是安砌較為簡(jiǎn)單。清基完成后，即可進(jìn)行粉煤灰條形柱的安砌。先將底輪安砌水平，以保證整個(gè)埂坎做到平穩(wěn)，豎、平兩縫做到錯(cuò)開(kāi)。當(dāng)硬坎高度超過(guò)1m時(shí)，按照設(shè)計(jì)要求加寬基礎(chǔ)，底輪安釘頭，第二輪及以上按照“兩順一釘”進(jìn)行安砌，從上至下三輪均為單輪。
三是美觀實(shí)用。根據(jù)大竹縣2005年度農(nóng)發(fā)水保項(xiàng)目江水河小流域坡改梯工程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，用粉煤灰條形柱干砌的硬坎高度不宜超過(guò)2.0m，一般控制在0.8-2.0m之間。若系漿砌，其高度可高些，這樣安砌出來(lái)的坡改梯工程表面光滑平整、四楞上線(xiàn)、八角齊全。
3、粉煤灰條形柱造價(jià)低、勞動(dòng)強(qiáng)度小
首先，通過(guò)對(duì)粉煤灰條形柱和條石在坡改梯埂坎安砌中的應(yīng)用比較，用汽車(chē)將1方粉煤灰條形柱運(yùn)到工地，成品價(jià)為110元，人工二次轉(zhuǎn)運(yùn)300米為60元，安砌工資為20元，共計(jì)安砌1方粉煤灰條形柱單價(jià)為190元（不包括基槽開(kāi)挖和取費(fèi)）；用汽車(chē)將1方條石，運(yùn)到工地，成品價(jià)為96元，人工二次轉(zhuǎn)運(yùn)300米為80元，安砌工資為50元，共計(jì)安1方條石單價(jià)為226元（不包括基槽開(kāi)挖和取費(fèi)）。由此可看出，每安砌1方粉煤灰條形柱要比安砌1方條石單價(jià)低36元，可節(jié)省16%左右的造價(jià)，減少了投資。
其次，在相同體積情況下，粉煤灰條形柱的重量比每方條石輕600kg，也就是用粉煤灰條形柱安砌坡改梯埂坎，其原材料二次轉(zhuǎn)運(yùn)和安砌的重量，要比用條石安砌輕25%左右，一般單個(gè)粉煤灰條形柱只需兩個(gè)工人即可抬運(yùn)，既省時(shí)，又省力，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，技工需要量少，相應(yīng)人工工資也減少了。同時(shí)，經(jīng)比較，不包括基槽開(kāi)挖，每安砌1方粉煤灰條形柱需人工2.7個(gè)工日；而安砌1方條石需人工4.3個(gè)工日，也就是每安砌1方粉煤灰條形柱要比安砌1方條石節(jié)省1.6個(gè)工日，提高工效37%左右，土地利用時(shí)間相應(yīng)得到提前，直接經(jīng)濟(jì)效益相應(yīng)得到提高。
4、粉煤灰條形柱變廢為寶、美化環(huán)境
生產(chǎn)粉煤灰條形柱的主要原材料為火電廠(chǎng)發(fā)電后的廢棄物煤灰和煤渣。每生產(chǎn)一個(gè)粉煤灰條形柱需煤灰50kg、煤渣30kg、水泥10kg.若每年生產(chǎn)40萬(wàn)個(gè)粉煤灰條形柱，就可以消耗煤灰20000t、煤渣12000t，可徹底解決大竹縣火電廠(chǎng)發(fā)電的廢棄物煤灰、煤渣堆碼對(duì)周邊環(huán)境的嚴(yán)重污染，特別是對(duì)大竹縣城10余萬(wàn)人的飲用水源烏木水庫(kù)的污染。同時(shí)，利用粉煤灰條形柱也可解決大竹縣條石緊缺的矛盾，大量的開(kāi)山采石行為將得到遏制，避免人為造成的水土流失現(xiàn)象，使水土資源得到了有效保護(hù)。
三、粉煤灰條形柱推廣應(yīng)用的前景
由于粉煤灰條形柱具有比條石重量輕、造價(jià)低、工效高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、施工方便、安砌簡(jiǎn)單、美觀實(shí)用、美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。因此，該產(chǎn)品還可廣泛用于公路護(hù)坡、塘庫(kù)整治、蓄水池、民房基礎(chǔ)等工程的砌筑。當(dāng)然，粉煤灰條形柱也存在自重較低，擋土重量受到限制，以及如果工程地離生產(chǎn)地較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本還比較高等缺點(diǎn)。但是，這些都可以通過(guò)一些科技措施的運(yùn)用在以后加以解決。如在粉煤灰條形柱的生產(chǎn)中，可以通過(guò)采用添加劑、石灰石來(lái)代替水泥，使成本大大降低。以及在粉煤灰條形柱砌筑的埂坎上，覆蓋栽種在泥土上的藤狀植物，來(lái)實(shí)現(xiàn)自然的和諧相處。
一、研制生產(chǎn)粉煤灰條形柱的背景
1、傳統(tǒng)的砌筑材料不能適應(yīng)當(dāng)前水土治理工作的需要。大竹縣是百萬(wàn)人口大縣，耕地面積達(dá)82.12萬(wàn)畝，其中絕大多數(shù)是坡耕地。以前，在水土流失治理過(guò)程中，大竹縣主要運(yùn)用條石來(lái)進(jìn)行坡改梯埂坎，但因很多地方的石料屬泡砂石，硬度不夠，抗壓性能低，加之多數(shù)地方的石頭開(kāi)采難度大，儲(chǔ)量少，造成在工程的實(shí)施中，經(jīng)常因?yàn)闂l石緊缺不能及時(shí)供應(yīng)而停工。鑒于這種情況，大竹縣又考慮采用土坎砌筑，但大竹縣坡耕地坡度大，土坎砌筑擋土重量低，且受雨水沖刷后，又極易垮塌。種種因素，迫使其積極探尋能代替條石的新型建筑材料。
2、火電廠(chǎng)的廢棄物對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。縣火電廠(chǎng)發(fā)電產(chǎn)生的廢棄物——煤灰和煤渣，經(jīng)過(guò)多年的累積，數(shù)量多，堆碼面積大，一遇大雨，煤灰和煤渣順?biāo)樱o當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了嚴(yán)重污染。特別是縣火電廠(chǎng)附近的烏木水庫(kù)——大竹縣城近13萬(wàn)人的飲用水源，由于受此污染，水質(zhì)曾一度達(dá)不到三類(lèi)飲用水標(biāo)準(zhǔn)，縣城居民意見(jiàn)很大，人大代表、政協(xié)委員多次專(zhuān)題向縣委、縣政府質(zhì)詢(xún)，2004年縣上籌資200多萬(wàn)元，投入了巨大人力和物力，對(duì)烏木水庫(kù)進(jìn)行了為期一年的治理，使水質(zhì)基本達(dá)到二類(lèi)飲用水標(biāo)準(zhǔn)，但這只是治標(biāo)不治本，大量煤灰、煤渣堆碼造成的污染仍未徹底解決。同時(shí)，大量廢棄的煤灰和煤渣還給周?chē)霓r(nóng)田造成了極大污染，農(nóng)民稻田大量減產(chǎn)，損失較大，多次到縣上上訪(fǎng)，成為影響當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的不穩(wěn)定因素之一。因此，煤灰和煤渣的循環(huán)利用已迫在眉睫。
二、粉煤灰條形柱應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)對(duì)大竹縣近兩年國(guó)家農(nóng)發(fā)水保項(xiàng)目工程試用粉煤灰條形柱代替條石進(jìn)行坡改梯工程的埂坎砌筑觀察，粉煤灰條形柱有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越
單個(gè)粉煤灰條形柱長(zhǎng)、寬、高分別為80cm、 25cm、 25cm，與條石相同。其生產(chǎn)工藝是將水泥、煤渣、煤灰按照1：3：5比例，拌制成粉煤灰砼后，裝入模具，液壓15分鐘后即可成形取出，一日脫模。然后進(jìn)行80攝氏度高溫的蒸養(yǎng)，5-8小時(shí)后即可投入使用。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)出的粉煤灰條形柱取樣試驗(yàn)觀察，其單個(gè)重量（干重）為90kg，表面光滑平整、棉實(shí)堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度為210kg/cm2，耐酸堿、耐浸泡、抗折性好、滲水性強(qiáng)。
2、粉煤灰條形柱安砌簡(jiǎn)單、美觀實(shí)用
粉煤灰條形柱安砌不塞不墊，四平八穩(wěn)，縫隙率小，整體結(jié)構(gòu)好，不易垮塌，故具有與條石相同的穩(wěn)固性，且保存率高，美觀實(shí)用。
一是清基易于掌握。按照大彎就彎、小彎取直的原則，進(jìn)行等高放線(xiàn)，將基槽挖至硬基上，用水準(zhǔn)儀或水管測(cè)量整條硬坎開(kāi)挖基礎(chǔ)是否水平，局部地段基礎(chǔ)較軟弱的，再進(jìn)行擴(kuò)寬挖深基礎(chǔ)處理。
二是安砌較為簡(jiǎn)單。清基完成后，即可進(jìn)行粉煤灰條形柱的安砌。先將底輪安砌水平，以保證整個(gè)埂坎做到平穩(wěn)，豎、平兩縫做到錯(cuò)開(kāi)。當(dāng)硬坎高度超過(guò)1m時(shí)，按照設(shè)計(jì)要求加寬基礎(chǔ)，底輪安釘頭，第二輪及以上按照“兩順一釘”進(jìn)行安砌，從上至下三輪均為單輪。
三是美觀實(shí)用。根據(jù)大竹縣2005年度農(nóng)發(fā)水保項(xiàng)目江水河小流域坡改梯工程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，用粉煤灰條形柱干砌的硬坎高度不宜超過(guò)2.0m，一般控制在0.8-2.0m之間。若系漿砌，其高度可高些，這樣安砌出來(lái)的坡改梯工程表面光滑平整、四楞上線(xiàn)、八角齊全。
3、粉煤灰條形柱造價(jià)低、勞動(dòng)強(qiáng)度小
首先，通過(guò)對(duì)粉煤灰條形柱和條石在坡改梯埂坎安砌中的應(yīng)用比較，用汽車(chē)將1方粉煤灰條形柱運(yùn)到工地，成品價(jià)為110元，人工二次轉(zhuǎn)運(yùn)300米為60元，安砌工資為20元，共計(jì)安砌1方粉煤灰條形柱單價(jià)為190元（不包括基槽開(kāi)挖和取費(fèi)）；用汽車(chē)將1方條石，運(yùn)到工地，成品價(jià)為96元，人工二次轉(zhuǎn)運(yùn)300米為80元，安砌工資為50元，共計(jì)安1方條石單價(jià)為226元（不包括基槽開(kāi)挖和取費(fèi)）。由此可看出，每安砌1方粉煤灰條形柱要比安砌1方條石單價(jià)低36元，可節(jié)省16%左右的造價(jià)，減少了投資。
其次，在相同體積情況下，粉煤灰條形柱的重量比每方條石輕600kg，也就是用粉煤灰條形柱安砌坡改梯埂坎，其原材料二次轉(zhuǎn)運(yùn)和安砌的重量，要比用條石安砌輕25%左右，一般單個(gè)粉煤灰條形柱只需兩個(gè)工人即可抬運(yùn)，既省時(shí)，又省力，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，技工需要量少，相應(yīng)人工工資也減少了。同時(shí)，經(jīng)比較，不包括基槽開(kāi)挖，每安砌1方粉煤灰條形柱需人工2.7個(gè)工日；而安砌1方條石需人工4.3個(gè)工日，也就是每安砌1方粉煤灰條形柱要比安砌1方條石節(jié)省1.6個(gè)工日，提高工效37%左右，土地利用時(shí)間相應(yīng)得到提前，直接經(jīng)濟(jì)效益相應(yīng)得到提高。
4、粉煤灰條形柱變廢為寶、美化環(huán)境
生產(chǎn)粉煤灰條形柱的主要原材料為火電廠(chǎng)發(fā)電后的廢棄物煤灰和煤渣。每生產(chǎn)一個(gè)粉煤灰條形柱需煤灰50kg、煤渣30kg、水泥10kg.若每年生產(chǎn)40萬(wàn)個(gè)粉煤灰條形柱，就可以消耗煤灰20000t、煤渣12000t，可徹底解決大竹縣火電廠(chǎng)發(fā)電的廢棄物煤灰、煤渣堆碼對(duì)周邊環(huán)境的嚴(yán)重污染，特別是對(duì)大竹縣城10余萬(wàn)人的飲用水源烏木水庫(kù)的污染。同時(shí)，利用粉煤灰條形柱也可解決大竹縣條石緊缺的矛盾，大量的開(kāi)山采石行為將得到遏制，避免人為造成的水土流失現(xiàn)象，使水土資源得到了有效保護(hù)。
三、粉煤灰條形柱推廣應(yīng)用的前景
由于粉煤灰條形柱具有比條石重量輕、造價(jià)低、工效高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、施工方便、安砌簡(jiǎn)單、美觀實(shí)用、美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。因此，該產(chǎn)品還可廣泛用于公路護(hù)坡、塘庫(kù)整治、蓄水池、民房基礎(chǔ)等工程的砌筑。當(dāng)然，粉煤灰條形柱也存在自重較低，擋土重量受到限制，以及如果工程地離生產(chǎn)地較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本還比較高等缺點(diǎn)。但是，這些都可以通過(guò)一些科技措施的運(yùn)用在以后加以解決。如在粉煤灰條形柱的生產(chǎn)中，可以通過(guò)采用添加劑、石灰石來(lái)代替水泥，使成本大大降低。以及在粉煤灰條形柱砌筑的埂坎上，覆蓋栽種在泥土上的藤狀植物，來(lái)實(shí)現(xiàn)自然的和諧相處。