防水毯施工技術(shù)在人工湖防滲工程中的應(yīng)用分析

(陜西省千陽縣地下水工作隊，陜西 千陽 721100)

防水毯施工技術(shù)在人工湖防滲工程中的應(yīng)用分析

李潤蓮

(陜西省千陽縣地下水工作隊，陜西 千陽 721100)

傳統(tǒng)人工湖防滲施工中均采用鋼筋混凝土、粘土層、防水膜等材料作防水層，耐久性和抗撕裂強度差，加之施工工藝等原因，會導(dǎo)致湖底滲漏等質(zhì)量通病發(fā)生。近年來新型水工防滲材料“防水毯”被工程界在防滲工程中廣泛采用，組成防水毯以及上、下部粘土層構(gòu)成的復(fù)合防滲體，防滲效果明顯。通過對常見人工湖泄漏原因進行論述，對防水毯施工準備試驗和施工試驗、防滲層具體施工工藝流程進行詳細說明，結(jié)果表明，科學(xué)規(guī)范化進行防水毯鋪設(shè)、粘土層填筑施工，是保證防水毯、粘土層復(fù)合防水防水體防滲質(zhì)量的關(guān)鍵，系統(tǒng)完整的施工準備試驗和施工試驗是完成防水毯、粘土層復(fù)合防滲體的前提技術(shù)條件。

防水毯；人工湖防滲；施工工藝流程；應(yīng)用分析

隨著我國社會經(jīng)濟技術(shù)的快速發(fā)展，享受優(yōu)厚物質(zhì)生活的人們對生存環(huán)境的要求日趨提高，修建環(huán)境優(yōu)雅的人工湖，漫步湖邊，蕩舟水面，盡情享受環(huán)境成了當(dāng)今社會人們在繁忙工作之余休閑娛樂的普遍追求。然而，修建人工湖，蓄水防滲是人工湖設(shè)計與施工的關(guān)鍵技術(shù)，傳統(tǒng)的人工湖設(shè)計施工中，人工湖和水池的防水設(shè)計均是采用鋼筋混凝土、粘土層、防水膜等材料作防水層，由于混凝土抵抗變形性能差，干縮會產(chǎn)生裂縫，單薄的粘土層防滲效果有限，土工膜的耐久性和抗撕裂強度差，水生植物的根系容易破壞土工膜，再加之施工工藝等原因，會導(dǎo)致湖底滲漏等質(zhì)量通病發(fā)生。

近年來，一種新型的土工防滲材料“防水毯”被工程界在防滲工程中廣泛采用。膨潤土復(fù)合防水毯(GCL) 是一種新型土工合成材料。它由經(jīng)過級配的天然鈉基膨潤土顆粒和相應(yīng)的外加劑混合為原材料，經(jīng)針刺工藝及設(shè)備縫制，把膨潤土顆粒固定在土工布和塑料編織布之間而制成的毯狀防水卷材。膨潤土防水毯既具有土工材料的全部特性，又具有優(yōu)異的防水滲性能，滲透系數(shù)K(cm/s)≤5×10-9-11，抗?jié)B水壓可達1.0 MPa(100 m水頭)以上，單位面積膨潤土質(zhì)量5 000 g/m2，水生植物生長又不會對影響膨潤土防水毯的防水效果。在已成的人工湖的建設(shè)施工中，由于工程設(shè)計以及施工的原因，湖水滲漏事故頻頻發(fā)生。文章根據(jù)人工湖防水毯防滲施工中的經(jīng)驗淺對人工湖防水毯防滲的防滲層設(shè)計與施工技術(shù)進行了探討。

1 常見人工湖泄漏原因分析

采用防水毯防滲的人工湖，發(fā)生湖水泄漏事故的原因主要有以下幾方面：(1)施工缺陷導(dǎo)致滲漏，湖底防水層施工時，因為防水毯搭接、粘接缺陷，毯下著床土墊層填筑鋪設(shè)、碾壓等缺陷，防滲層與建筑物連接、粘結(jié)缺陷等，導(dǎo)致漏水；(2)毯上土料鋪設(shè)厚度不夠、土料運輸、碾壓施工、動物及人員行走破壞了防水毯，造成漏水通道；(3)砂卵石、建筑垃圾、雜填土、濕陷性黃土等構(gòu)成的不良的湖底基礎(chǔ)地質(zhì)，蓄水后防水層滲漏，湖底基礎(chǔ)浸泡發(fā)生不均勻沉陷，造成防水層破壞、撕裂，導(dǎo)致漏水；(4)發(fā)生漏水后，滲漏水流帶走防滲體的粘土顆粒，在防水毯下部形成空洞、塌陷，致使漏水加??；(5)采購的防水毯質(zhì)量可能不合格，按照防水毯性能介紹，防水毯兩層土工織物夾層內(nèi)的膨潤土，遇水浸泡后，鈣基膨潤土膨脹時，其膨脹為自身體積的3倍左右，鈉基膨潤土遇水時吸附自身重量五倍的水，膨脹到原來自身體積的15～17倍以上，浸水膨脹后的膨潤土防水毯，自身形成隔水防滲層，同時擠壓毯上及毯下土體，增加毯上及毯下土體密度，增加了防滲效果，不合格的防水毯，夾層內(nèi)的膨潤土達不到理性的膨脹效果，防滲性能會大大降低。

2 防水毯防滲層施工工藝流程

2.1 施工準備試驗和施工試驗

人工湖湖底防滲復(fù)合體施工前，要進行一系列施工準備試驗和施工試驗：

(1)進行膜毯上下部填筑土料(料場)的物理力學(xué)試驗，進行填筑土料的擊實試驗，盡快確定填筑土料的質(zhì)量控制指標；(2)按照設(shè)計的壓實度指標，制作試樣，進行防水毯上、下部填筑土料的滲透試驗和其他物理力學(xué)試驗；(3)施工單位進場后，要進行土料填筑的現(xiàn)場碾壓試驗(參照規(guī)范SL260)，確定施工參數(shù)；(4)按照采用防水毯設(shè)計的防滲復(fù)合體的結(jié)構(gòu)形式，進行試驗區(qū)填筑鋪設(shè)施工，進行水浸泡試驗，挖開斷面觀測防水毯浸泡后的物理、化學(xué)變化，檢驗防水毯的浸水膨脹質(zhì)量，并為雨季施工提供參照；(5)模仿復(fù)合防滲體施工工況，在碾壓土體上鋪設(shè)防水毯，并有意在試驗區(qū)鋪設(shè)有接縫的防水毯，在上部分別按照不同厚度的填土、防水毯裸露等形式，采用施工機械進行破壞性運輸、平土、碾壓試驗，檢查、驗證施工活動對膜、毯的破壞情況以及膜、毯接縫的破壞程度，為施工過程中的防水毯鋪設(shè)、土方施工作業(yè)和保護提供經(jīng)驗。

2.2 施工工藝流程

采用鋪設(shè)防水毯防滲的人工湖防滲，靠的是防水毯以及毯上、毯下粘土墊層構(gòu)成的復(fù)合防滲體，因而，即便是不良的基礎(chǔ)地基，亦不必對湖底再進一步刻意做基礎(chǔ)換填等工程處理，大面積的湖底基礎(chǔ)，換填處理工程量太大，要保證湖底防水層不致因為基礎(chǔ)變形發(fā)生破壞，湖底基礎(chǔ)的密實穩(wěn)定是必須的，清理開挖湖底至設(shè)計高程后，根據(jù)基礎(chǔ)地質(zhì)構(gòu)成，采用振動碾碾壓或平碾靜壓等碾壓方式，碾壓基礎(chǔ)3～4遍即可，湖邊有建筑物或高邊坡的話，應(yīng)慎重使用碾壓機械的振動模式。防止因為振動碾的激震作用，可能會造成附近建筑物破壞、圍巖坍塌等次生災(zāi)害發(fā)生。濕陷性湖底基礎(chǔ)地質(zhì)，應(yīng)該進行充水浸泡，消除土壤濕陷性。防水毯防滲層采的結(jié)構(gòu)形式一般應(yīng)該按照如下分層進行設(shè)計布置：

(1)處理好人工湖湖底基礎(chǔ)后，在基礎(chǔ)上鋪設(shè)厚度10～20 cm的級配良好的砂反濾料，灑水碾壓，如果人工湖建設(shè)資金情況許可，砂反濾料下部與建基面之間鋪設(shè)一層透水土工布最好；該層主要是防止防水層發(fā)生滲漏時，滲漏水流不致帶走防水毯下部墊層土體的粘性土顆粒，保證防水毯下部墊層結(jié)構(gòu)長期密實穩(wěn)定。

(2)在砂反濾料上部填筑30～35 cm(碾壓后的成土，虛土鋪設(shè)厚度根據(jù)碾壓試驗確定)的粘土，既作為復(fù)合防滲體結(jié)構(gòu)的一部分，又是防滲毯的鋪設(shè)著床體，要填筑碾壓密實，“進占法”攤鋪施工，碾壓壓實度應(yīng)該控制在0.96(參照SL260的質(zhì)量控制指標)，用環(huán)刀取樣，采用干密度進行質(zhì)量控制，要求填土表面平整光潔，無塄坎、無錯臺、無坑洼，用3米靠尺檢驗填筑土面的平整度。施工期間，碾壓完成后的填土，如果遇雨水浸泡，天晴后應(yīng)該進行復(fù)碾1～2遍。

(3)鋪設(shè)防水毯，防水墊規(guī)格一般為幅寬≤6 m，長度≤60 m。鋪設(shè)時根據(jù)施工尺寸裁切，可橫向鋪設(shè)，也可縱向鋪設(shè)。防水墊鋪設(shè)時其所有接縫(橫向或縱向)處只需搭接，接縫寬度≥25 cm，并在接縫處按0.4 kg/m2的數(shù)量撒上膨潤土干粉(或涂抹膨潤土膠泥)即可。一旦防水墊出現(xiàn)破損、發(fā)現(xiàn)有孔洞等缺陷或損傷時，應(yīng)及時用膨潤土干粉(或膨潤土膠泥)，或按照破損部位尺寸放大15 cm以上，切割防水毯，采用膨潤土干粉(或膨潤土膠泥)進行局部覆蓋修補，邊緣部位按搭接的要求處理，當(dāng)坡度較大時，可用專用鉚固釘固定以避免防水墊產(chǎn)生滑動。要保證防水毯連接牢固，粘結(jié)密封可靠；鋪設(shè)防水毯前，要清掃鋪設(shè)工作面，防水毯貯存、運輸、鋪設(shè)施工時，要保證防水毯干燥；鋪設(shè)施工前，要隨時注意天氣預(yù)報，嚴防防水毯未經(jīng)上部土體覆蓋碾壓前遭遇雨水浸泡；防水毯鋪設(shè)完成后，要及時進行防水毯上部土料的填筑碾壓，要注意保護防水毯，嚴禁機械、動物以及穿高跟鞋、釘鞋的人員進入碾壓、踩踏防水毯。

(4)在防水毯上部鋪設(shè)40～60 cm的粘土(碾壓后的成土，虛土鋪厚度根據(jù)碾壓試驗確定)，采用自行式碾具自重行走靜壓，粘土碾壓壓實度控制在0.8～0.85之間，這是一個十分容易達到的碾壓指標，碾壓機械嚴禁使用振動模式，加厚的填土，一次性一層填筑施工，可以在防水毯上部土料運輸車輛以及碾壓設(shè)備的行走道路褥墊，保證防水毯毯上部施工不破壞防水毯。如果因為粘土資源匱乏以及施工造價的原因，防水毯上部填筑土層小于40 cm時，在防水毯上要用粘土填筑厚度不小于100 cm的土方運輸?shù)缆?。采用機械拆除道路時，要防止下部防水毯隨土體平移撕裂。防水毯上部土料填筑：可以采用自卸汽車運土，“進占法”攤鋪，小型推土機配合平地機攤鋪、整平，按照碾壓試驗確定的施工參數(shù)進行碾壓，按規(guī)范要求，用環(huán)刀取干密度試樣檢測填筑質(zhì)量。如果遇雨水浸泡，天晴后應(yīng)該進行復(fù)碾2遍。運土車輛在填筑鋪設(shè)的土料上行走時，應(yīng)設(shè)專人指揮引導(dǎo)，運土車輛要錯轍行駛，嚴禁車輛覆轍行駛，覆轍行駛的集中碾壓，會致應(yīng)力集中，對下部防水毯造成破壞并造成防水毯上、下部填筑土體的剪切破壞。

(5)最上層，填筑20～30 cm的級配砂卵石，該層主要保證蓄水后湖面蕩舟、風(fēng)吹湖面起漣漪時湖水保持清澈而不致變混。如果采用自卸汽車運輸砂卵石至填筑面，遠距離運輸?shù)能囕v，可能車輛噸位太大，應(yīng)在場外卸載，分數(shù)次運輸至填筑工作面，小型推土機配合平地機攤鋪、整平，按照碾壓試驗確定的施工參數(shù)進行碾壓，碾壓機械嚴禁使用振動模式，應(yīng)設(shè)專人指揮引導(dǎo)運輸車輛，錯轍行駛，嚴禁車輛覆轍行駛，對下層防水毯、防滲土體造成破壞。

3 結(jié)語

通過對常見人工湖泄漏原因進行論述，對防水毯施工準備試驗和施工試驗、防滲層具體施工工藝流程進行詳細說明，尤其要注意人工湖湖底防水層與建筑物、岸坡處的鏈接湖內(nèi)如果已經(jīng)存在廊橋、駁岸、圬工建筑物等，防滲層施工前，要制定一整套切實可行的施工方案，保證防水粘土層的填筑、防水毯的鋪設(shè)、粘接，密封可靠，無缺陷，無死角，無漏洞。同時要進行系統(tǒng)完整的施工準備試驗和施工試驗，為保證防水毯、粘土層復(fù)合防滲體質(zhì)量前提技術(shù)支撐。該成果以期為國內(nèi)外同類工程提供經(jīng)驗。

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1004-1184(2017)05-0201-02

2017-05-24

李潤蓮(1976-)，女，陜西千陽人，工程師，主要從事農(nóng)村水利工程建設(shè)及水資源管理工作。