专利名称：原状土搬迁与无缝归位方法
技术领域：
本发明涉及一种土壤搬迁与归位方法，尤其涉及一种原状土搬迁 与无缝归位方法，属农、林业技术领域。
背景技术：
近年来，我国城镇发展快速，根据各城市的发展规划，原为城市 近郊的地域可能成为城市中心地带。有些试验用土地具有特殊用途， 比如河南省农科院的试验已经持续了二十余年，承担着"国家潮土肥
力与肥料效益长期监测"和"长期定位30年的"化肥网"试验"项 目，但目前已经规划为城市商业中心区，亟需将这部分农业试验田向 外整体搬迁并完整归位；另一方面根据统计学原理，要求一般在一定 年限后，试验小区内的重复要调整次序，这一要求类似试验地，经过 一定的年限后也需要搬迁。因为实验目标是"潮土"，严格要求"原 状土 "搬迁一即土壤搬迁后最大限度保持原来状态一一这就要求尽少 损伤气孔、尽少损失土方边际、土方搬迁后要求无缝对接。为避免二 十余年的研究成果毁于一旦，保证试验监测数据的连续性和准确性， 研究原状土搬迁与归位方法十分迫切。据悉，国家级的大型试验田"原 状土"搬迁立项项目共9家，此外，省级的项目尚有20余家。为此， 我们提出了一种"原状土"搬迁方法，目前尚未见文献报道。
发明内容
4本发明目的在于提供一种原状土的搬迁与归位方法，使开挖过程 中土方边际损失尽量小，不破坏土方周围部分的气孔，土方周边保持 毛面，利于归位后相邻方块的快速融合复原；并使土方搬迁、归位后
能够保证土壤的原状性和地面原有植物(如果有的话)的正常生长。
原状土搬迁与归位需要达到以下要求
(1) "原状土"搬迁土方时，要保持土壤的绝对"原状性"，不得采
用挤压或冲击方式切土，以防破坏土方内部及外围部分的气孔；
(2) "原状土"搬迁土方及归位时土方完整，能保留上面生长的植物 原状生长，两块土方之间的边际损失不大于3cm;
(3) 搬迁过程中每块土方的面积越大越好，最小控制面积为lmXlm;
(4) 归位要求土方归位时要实现无缝对接，归位过程中不得让土 壤散裂、尽少散落；
(5) 环保指标尽量减少干扰成分进入实验土壤；
(6) 搬迁深度50cm -150cm;
为此，为达到本发明目的和原状土搬迁与归位要求，本发明探讨 试验了如下搬迁与归位方法
1、 首先处理搬迁目的地平面坑-
按照施工要求挖掘操作面，做到底平面平整、四周规则，根据土 壤质地，开挖深度尺寸稍微小于土方开挖深度，以便搬迁后的土壤经 水下蛰后与四周基本平齐；于土方归位前进一步平整、并采用水平仪 校核。
2、 分割试验田A、 利用精密测绘仪器放线，保证土方尺寸规整一致与各侧面垂 直度；
B、 釆用钻头直径较大的钻机在底面以一定间隔纵横交叉钻孔， 减少底板进入时的阻力，防止对土方挤压；
C、 采用可升降式钻头直径较小的小钻机，在相邻土方之间采用 "绞剪法"(用剪刀铰断东西的方式--有一定倾斜度地交叉钻孔)"造
缝，减少侧板进入时的阻力和挤压作用，根据需要可用链锯进一步处 理立缝及侧面，不需要人员站立在土方上面操作，避免损毁土方上面 的植物(如果在植物生长期作业)；如果土方边际损失要求很小的话， 可以采用我们改装后的电链锯将边际的图刷出来，从而造出立缝；
3、 取土方
A、 采用组合"活板式(底板与侧板中任何两块都为可拆装的， 因为只有这种结构才能实现"底板移位式"无缝归位土方，避免推 动土方归位而使其内部结构改变从而损坏气孔)"土方专用模具(已 作除锈处理)，将其中一侧抽取；
B、 采用专用液压机械推动模具缓慢入位；
C、 采用专用液压取土机挖叉车齿的两个作业孔(该设备也可用 于挖取相邻土方间的方洞，处理土方侧面时，可将立缝中余土刷入其 中)；
D、 用叉车将装有土方的模具举升并离开原位，加装前板、编号 后，放置到运输车辆上输送到目的地。(根据需要可以加装加固装置);
4、 按设计的重复次序归位A、 去前板后、推动底板移位慢向前归位；
B、 去右板后、推动底板移位缓慢向右归位；
C、 以后板为支撑，采用液压装置缓慢抽出底板；
D、 抽出底板后，将左板和后板留下(或者此时换作更为环保、 经济的侧面护板)，并采取支撑措施，待其相邻土方归位时分别抽出。
本发明采用独特设备与模具，具有如下特点
(1) 采用蛇信形合金钻头与空心麻花钻杆相结合的空心杆专用 钻机开孔、取土造缝，用专用链锯刷掉立缝余土，保证侧板顺利而垂 直地进入立缝，因此，底缝和立缝均为非挤压式取土，可保持土壤的
"原状性"，避免将模具硬性挤压入土壤而造成对土壤气孔的破坏， 同时，土壤损失较少；
(2) "活板式"土方专用模具有利于土方归位，归位时先将前板、 右板取出并依次推动底板使前方和右方归位，然后取出底板，可保证 土方无缝接合，我们称之为"底板移位式归位法"，因为只有这种结 构与方法才能实现无缝归位土方，避免推动土方归位而使其内部结构 改变从而损坏气孔；
(3 )液压叉齿取土机可一次性加工出叉车叉齿所需的作业孔(在 取土前可先钻头直径较大的钻机按所需作业孔轮廓钻 L，以便减少阻 力，同时也更能保证作业孔的方向性)，提供工作效率；
(4) 采用专门设计的液压机械推动底板移位，使土方归位、无缝 对接，可保证归位过程中土方无散裂、散落现象；
(5) 模具及工具经过除锈工艺处理，能够避免铁氧化物等杂质对实验土壤的干扰和污染。
在试验搬迁过程中，达到了如下实验效果
A、 搬迁深度不小于1000mm， 土方体积不小于lm3 (实际操作土 方面积为1.5m (长)X1.5m(宽)Xlm(深))，土方搬迁后能够保证 土壤的原状性和地面植物的正常生长、对其他试验小区不造成任何影 响；
B、 开挖过程中土方边际损失在20mm左右，不破坏土方周围部分 的气孔，土方周边保持毛面，利于归位后相邻方块的快速融合复原；
C、 采用"底板移位式归位法"、实现无缝对接，避免直接推动土 方造成土方散裂或内部变形而损伤气孔；
E、 归位过程中及其后，始终对土方暴露面采取有效的保护加固 措施，能够避免土壤散裂和散落；
F、 有严密的保护和应急措施，可以防止雨水天气等外界因素对 搬迁效果的不利影响。
图1为原状土搬迁与归位流程图； 图2 "活板式"土方专用模具； 图3为底面开孔造缝图片； 图4为侧面开孔造缝图片；
图5为采用组合"活板式"土方专用模具，取土流程示意图6为空心杆专用钻机结构示意图，(其中1、钻杆，2、支架，3、
垂直升降器，4、水平导轨，5、电机，6、电机扶手，7、蛇信状钻头，8、导向套)；
图7为专用链锯结构示意图，(其中1、把手，2、电机，3、护罩，
4、链轮，5、导向板，6、锯条，7、导向轮)；
具体实施例方式
为对本发明进行更好地说明，结合附图，举实施例如下
实施例
所用搬迁工具
空心杆专用钻机、专用链锯、叉车、挖掘机、运输车辆、专用液 压机械、"活板式"土方专用模具、液压叉齿取土机、水平仪、经纬 仪、相应附件和工具。
原状土搬迁与归位方法步骤
1、 首先挖掘搬迁目的地平面坑
按照施工要求挖掘操作面，做到底平面平整、四周规则，于土方 归位前进一步平整、并采用水平仪校核。
2、 分割试验田
A、 利用精密测绘仪器放线，保证土方尺寸规整一致与各侧面垂 直度；
B、 采用大钻机在底面以一定间隔纵横交叉钻孔，减少底板进入
时的阻力，防止对土方挤压，如图3所示；
c、采用可升降式的小钻机，在相邻土方之间采用"绞剪法"造
缝，减少侧板进入时的阻力和挤压作用，根据需要可用链锯进一步处 理立缝及侧面，因此，完全不需要人员站立在土方上面操作，避免损毁土方上面的麦苗，如图4所示；
3、 取土方，其工艺流程如图5所示
A、 采用组合"活板式"土方专用模具(已作除锈处理)，将其中
一侧抽取，图(a);
B、 采用专用液压机械推动模具缓慢入位，图(b);
c、采用专用液压取土机挖叉车齿的两个作业孔(该设备也可用
于挖取相邻土方间的方洞，处理土方侧面时，立缝余土可刷入其中)
图(C);
D、用叉车将装有土方的模具举升并离开原位，加装前板、编号 后，放置到运输车辆上输送到新的试验地点。(根据需要可以加装"十
字"架加固)图(d);
4、 按编号顺序归位
A、 去前板后、推动底板移位慢向前归位，图(e);
B、 去右板后、推动底板移位缓慢向右归位，图(f);
C、 以后板为支撑，采用液压装置缓慢抽出底板，图(g);
D、 抽出底板后，将左板和后板留下(或者此时换作更为环保、 经济的侧面护板)，并采取支撑措施，待其相邻土方归位时分别抽取， 图(h)。
实际操作过程中采取了保护、应急措施
A、 "原状土"搬迁所用的模具、设备及工具均进行除锈、防锈处 理，尽可能减少对实验土壤的污染；
B、 模具高度大于搬迁深度，便于运输过程中保护土方上面的植物(如果有的话)；
C、 搬迁过程中，用水泥板(或按要求采用其它隔板)将每个试 验小区隔离并设立明显标志，同时，切割土方时在侧面操作，避免人 员在试验田上践踏，保护麦苗；
D、 归位过程中采用液压装置推动底板，避免直接推动土方，防 止土壤散裂，或破坏原有气孔，最大限度保持土壤的"原状性"；
E、 归位后对放置土方的暴露面进行保护并支撑，防止塌方及风 干散裂；
F、 配备防雨篷布，保护处于运输中的土方与环境；对于正在搬 迁的试验小区，如遇到下雨天气，用防雨篷布遮盖、并用铲车围绕土 方形成围堰，在围堰外开辟排水沟，保护既有成果与作业面，防止雨
水侵蚀。
权利要求
1、一种原状土搬迁与无缝归位方法，其特征在于，通过如下步骤实现1、首先挖掘原状土待迁往地方的平面坑按照施工要求处理操作面，做到底平面平整、四周规则，根据土壤质地，开挖深度尺寸稍微小于土方开挖深度，以便搬迁后的土壤经水下蛰后与四周基本平齐；土方归位前进一步平整、并采用水平仪校核。2、分割试需要搬迁的土壤A、利用精密测绘仪器放线，保证土方尺寸规整一致及各侧面垂直度；B、采用钻头直径较大的钻机在底面以一定间隔纵横交叉钻孔，减少底板进入时的阻力，防止对土方挤压；C、采用可升降式钻头直径较小的钻机，在相邻土方之间采用“绞剪法(用剪刀铰断东西的方式--有一定倾斜度地交叉钻孔)”造缝，减少侧板进入时的阻力和挤压作用，根据需要可用链锯进一步处理立缝及侧面，不需要人员站立在土方上面操作，避免损毁土方上面的植物(如果在植物生长期作业)；如果土方边际损失要求很小的话，可以采用我们改装后的电链锯将边际的图刷出来，从而造出立缝；3、取土方A、采用组合“活板式(底板与侧板中任何两块都为可拆装的，因为只有这种结构才能实现“底板移位式”无缝归位土方，避免推动土方归位而使其内部结构改变从而损坏气孔)”土方专用模具，将其中一侧抽取；B、采用专用液压机械推动模具缓慢入位；C、采用专用液压取土机挖叉车齿的两个作业孔(该设备也可用于挖取相邻土方间的方洞，处理土方侧面时，可将立缝中余土刷入其中)；D、用叉车将装有土方的模具举升并离开原位，加装前板、编号后，放置到运输车辆上输送到目的地。4、按设计的重复次序归位A、去前板后、推动底板移位缓慢向前归位；B、去右板后、推动底板移位缓慢向右归位；C、以后板为支撑，采用液压装置缓慢抽出底板；D、抽出底板后，将左板和后板留下(或者此时换作更为环保、经济的侧面护板)，并采取支撑措施，待其相邻土方归位时分别抽取。
2、 分割试需要搬迁的土壤A、 利用精密测绘仪器放线，保证土方尺寸规整一致及各侧面垂直度；B、 采用钻头直径较大的钻机在底面以一定间隔纵横交叉钻孔， 减少底板进入时的阻力，防止对土方挤压；C、 采用可升降式钻头直径较小的钻机，在相邻土方之间采用"绞 剪法(用剪刀铰断东西的方式一有一定倾斜度地交叉钻孔)"造缝， 减少侧板进入时的阻力和挤压作用，根据需要可用链锯进一步处理立 缝及侧面，不需要人员站立在土方上面操作，避免损毁土方上面的植 物(如果在植物生长期作业)；如果土方边际损失要求很小的话，可 以采用我们改装后的电链锯将边际的图刷出来，从而造出立缝；
3、 取土方A、采用组合"活板式(底板与侧板中任何两块都为可拆装的， 因为只有这种结构才能实现"底板移位式"无缝归位土方，避免推 动土方归位而使其内部结构改变从而损坏气孔)"土方专用模具，将其中一侧抽取；B、 采用专用液压机械推动模具缓慢入位；C、 采用专用液压取土机挖叉车齿的两个作业孔(该设备也可用 于挖取相邻土方间的方洞，处理土方侧面时，可将立缝中余土刷入其 中)；D、 用叉车将装有土方的模具举升并离开原位，加装前板、编号 后，放置到运输车辆上输送到目的地。
4、按设计的重复次序归位A、 去前板后、推动底板移位缓慢向前归位；B、 去右板后、推动底板移位缓慢向右归位；C、 以后板为支撑，采用液压装置缓慢抽出底板；D、 抽出底板后，将左板和后板留下(或者此时换作更为环保、 经济的侧面护板)，并釆取支撑措施，待其相邻土方归位时分别抽取。
全文摘要
本发明公开了一种土壤搬迁与归位方法，具体公开了一种“原状土”搬迁与无缝归位方法，属农、林业技术领域。该方法首先采用钻机、链锯对需搬迁的土壤进行“非挤压/冲击”式切割，然后采用组合“活板式”土方专用模具及专用液压机械按照一定流程取土方，将盛装着土方的模具运至目的地，最后按设计的重复次序将搬迁土方归位。采用“底板移位式归位法”，实现了土壤的无缝对接，避免了直接推动土方造成土方散裂或内部变形而损伤气孔；避免了土壤散裂和散落；归位后相邻方块能够快速融合复原，保证土壤的“原状性”和植物的正常生长。应用于农、林业试验田的搬迁，具有较好的推广应用前景。
文档编号A01B35/00GK101554104SQ20091006476
公开日2009年10月14日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者张雅楠, 亮 王, 聂建军 申请人:王 亮;聂建军;河南省教育学会远程教育专业委员会