人工湿地膨润土防水毯施工工法

2016-04-19高兴权裴宵彬

河南建材 2016年2期

关键词：铺筑膨润土漳州

高兴权裴宵彬

中建国际投资（漳州）有限公司（361000）

人工湿地膨润土防水毯施工工法

高兴权裴宵彬

中建国际投资（漳州）有限公司（361000）

结合漳州碧湖生态公园工程实例，对漳州碧湖生态公园人工湿地主要结构层材料的膨润土防水毯施工工艺进行了探讨。

人工湿地；膨润土；防水毯；施工工艺

天然湿地是指常年积水和过湿的土地。本工法涉及的人工湿地，则是人工开挖形成浅湖体，四周筑有一定高度的围墙（块石挡墙、自然土体等），在湖体表面维持一定的水层厚度，并在其中种植挺水型植物的土地。漳州碧湖生态公园设计的人工湿地的目的即希望通过鸟类、鱼类等物种在满是植物的湿地中长期栖息、生活，从而达到人与自然和谐共生的生态理念。

根据漳州碧湖生态公园西区土方开挖施工图纸，湿地与湖区南北毗邻，仅通过块石挡墙及自然土体作为分隔，最近分隔距离只有15 m。湖区设计水面标高与湿地设计水面标高为1.7 m水位高差。为了维持湿地区域内水位标高，采取了在湿地区域湖底铺设膨润土防水毯作为防渗层的办法，以维持湿地的蓄水水头高度。

膨润土复合防水毯是一种新型土工合成材料，由经过级配的天然钠基膨润土颗粒和相应的外加剂混合，经针刺工艺，把膨润土颗粒固定在土工布和塑料编织布之间而制成的毯状防水卷材。膨润土防水毯既具有土工材料的全部特性，又具有优异的防水（渗）性能。

1 膨润土防水毯特点

1）具有优异的防水防渗性能。膨润土防水毯的抗渗静水压可达1.0 MPa,渗透系数5×（10～11）m/s。

2）具有土工布材料的全部特性，施工简便，不受施工环境温度的限制，0℃以下也可施工。

3）容易修补。即使在防水（渗）施工结束以后，如防水层发生意外破损，只要对破损的部位加以简单的修补，就可重新获得完美如初的防水（渗）性能。

4）性能价格比相对较高，用途非常广泛。

2 膨润土防水毯施工工法的适用范围

本工法适用于人工湖体开挖蓄水、建筑地下防水、防渗等工程。在传统防水材料无法施工的负温下（-20℃）仍可施工，在潮湿的基层（但不能有明水）上也可施工。本工法也存在一定的局限性，膨润土防水毯在雨雪天气下不能施工,也不适合强酸、强碱性溶液的防渗。

3 膨润土防水毯铺设工艺及操作

3.1 膨润土防水毯施工流程

测量放线→土方开挖→基底验收→碎石层铺筑及压实→砂垫层铺筑及压实→防水毯铺设→黏土层铺筑→天然河石安置。

3.2 膨润土防水毯施工方法

3.2.1 测量放线

根据施工图纸，对湿地膨润土防水毯进行测量放样，对施工区域边线进行明显标志。

3.2.2 土方挖运

根据湿地膨润土防水毯结构层标高（黄海高程3 m）设计要求，在现有原地面（黄海高程约5.6 m）往下开挖约2.6 m，实时控制标高，严格按设计标高开挖，开挖完毕后，经监理验收合格后，进行下一道工序施工。

3.2.3 碎石层铺筑及压实

在已开挖、整平好的湖底铺筑25 cm厚碎石层，采用人工配合机械（压路机）的方式完成碎石层的铺筑、压实和平整。铺筑完毕后，经监理对平整度、厚度、标高等验收合格后，进行下一道工序施工。

3.2.4 砂垫层铺筑

按设计要求，在碎石层顶面铺筑50 mm厚粗砂层及50 mm厚细砂层，需人工配合机械的方式完成砂层的铺筑、整平和压实。平整过程中注意标高及厚度控制,砂层表面应平整无凸出坚硬石块及孔洞。铺筑完毕后，经监理验收合格后，进行下一道工序施工。

3.2.5 膨润土防水毯铺设

1）膨润土防水毯的施工应在结构层工程验收合格后进行。

2）膨润土防水毯铺设前的准备

①检查膨润土防水毯的外观质量，记录已发现的机械损伤、创伤和孔洞等缺陷，以便在铺设时进行修补。

②膨润土防水毯铺设为湖底大面积施工。大捆防水毯无法一次运输到位，需自卸车、吊车配合完成防水毯的调运。对吊车起重臂不够区域采用人工搬运。

③膨润土防水毯铺设前应对工人进行技术交底，熟悉施工图纸，明确施工步骤，全面理解施工意图，确保工程的质量和进度。

3）膨润土防水毯铺设

A、膨润土湖底膨胀防水毯铺设

①在结构层达到要求后，膨润土防水毯的铺设应沿水流方向顺水搭接，先坡岸（护岸）后底层的顺序进行，即上游的膨润土防水毯搭接在下游的膨润土防水毯上。

②按规定顺序和方向，分区分块进行膨润土防水毯的铺设。

③铺设膨润土防水毯时垫与垫之间的接缝应错开，不宜形成贯通的接缝。在坡面搭接时采用纵向搭接，并根据地势高低沿水流的方向搭接。

④膨润土防水毯应自然松弛地与结构层贴实，不宜折褶、悬空。

⑤搭接长度≥250 mm。

⑥为了达到防水的严密性，搭接处均匀撒上0.4～0.6 kg/m的膨润土粉。

⑦考虑基础的下沉变形，必要时膨润土防水毯可以在底部打皱1～2个，打皱长度为100 mm。

⑧如遇到管线或桩头等穿越膨润土防水毯，先用一块完整的膨润土防水毯依其管径再加周径300 mm作底部加强处理。整卷铺设后，再用水将膨润土粉搅拌成浆状涂补管边。

⑨如遇到膨润土防水毯破损或较复杂的接缝处，用一块完整的膨润土防水毯依其破损或接缝处尺寸再加周径300 mm进行覆盖,重叠部分两层之间撒膨润土粉。

⑩在湖底的各边界处铺设膨润土防水毯时，应使膨润土防水毯与坡面或护岸预留的膨润土防水毯搭接完好。

B、立面护岸和坡岸的膨润土防水毯铺设施工

①根据现场施工的实际情况，采用由上往下的顺序铺贴膨润土防水毯。对于角度小的坡面，可以直接在坡岸上开卷铺设，并尽快作好保护层。

②膨润土防水毯铺设时，边缘铺设高度高出设计水位100 mm。

③在施工的阴、阳角处应作成圆弧形或钝角,阴角部位先裁剪400 mm宽度的膨润土防水毯作加强处理，然后再进行大面铺设。驳岸立面上铺设膨润土防水毯时，为避免不贴实，可用25 mm长钢钉加垫片将其固定，也可直接用砖石预压。

④除了在膨润土防水毯重叠部分和边缘部位用钢钉固定外，整幅膨润土防水毯中间也需要视平整度加钉，务求膨润土防水毯稳固服帖地安装在墙面和地面。

⑤钉孔部分和重叠部位要涂抹膏状膨润土密封剂。

⑥护岸最下面的膨润土防水毯要和底面的膨润土防水毯搭接、固定，以形成一个完整的防水体系。膨润土防水毯铺设时，应使编织布一侧朝向墙体，无纺布朝向迎水面一侧。

⑦膨润土防水毯在立面搭接时，接缝处无法使用膨润土粉状密封剂加强防水，膨润土将膨润土粉用水调成膏状涂抹于搭接缝处。

⑧膨润土防水毯应尽量避免在立面和坡岸搭接。如果膨润土防水毯需要在立面和坡岸搭接时，应按照高处的膨润土防水毯在外侧、低处的膨润土防水毯在内侧（紧贴在墙面上），以防止回填土时有异物进入搭接缝。

⑨立面和坡岸铺设完成后，应在底面留下足够长度的膨润土防水毯（不少于2 m），以便于与河底大面和膨润土防水毯的搭接，并在边缘用PE膜进行保护，避免膨润土防水毯提前遇水膨胀。

4）膨润土防水毯的固定

①斜面自然驳岸时，河、湖四周均设锚固沟，深≥400 mm，宽≥400 mm，将防水毯边缘翻入并用较大石块压实回填锚固。

②垂直驳岸时，用钢钉与周边结构固定。膨润土防水毯施工验收标准：

3.2.6 保护层铺筑

膨润土防水毯铺设完后，即进行保护层的施工。保护层为400 mm厚黏土层。因防水毯铺摊后不能直接进行机械碾压，黏土层需人工进行挑运及铺摊平整。

4 效益分析

4.1 不同施工方案经济效益分析

现用铺设膨润土防水毯施工方案、黏土掺膨润土施工方案、铺设复合土工膜（HDPE）施工方案、泵送浇筑抗渗混凝土施工方案在质量、工期、成本等方面进行经济效益对比分析。

方案一：膨润土防水毯施工，基底整平压实+250 mm厚碎石+100 mm厚砂+膨润土防水毯+400 mm厚黏土+天然河石。

方案二：黏土掺膨润土施工，基底整平压实+300 mm厚碎石+250 mm厚砂+500 mm厚黏土掺膨润土。

方案三：铺设复合土工膜（HDPE）施工，基底整平压实+250 mm厚碎石+100 mm厚砂+复合土工膜（HDPE）+400 mm厚黏土+天然河石。

方案四：泵送浇筑抗渗混凝土施工，基底整平压实+250 mm厚碎石+500 mm厚泵送抗渗（P8）混凝土。

4.2 社会效益

本工程人工湿地占地面积仅有28 000 m2,但因其地处漳州市中心区域。在城市被钢筋、混凝土大厦包围的今天，在市区的中心区域有一块绿意盎然人工湿地显得弥足珍贵。人工湿地的设计者们很好地契合了漳州市以“田园之城、生态之都”发展城市的理念。而作为人工湿地主要结构层材料的膨润土防水毯，凭借其抗拉、抗顶破、抗撕强度高，延伸性能好，变形模量大，耐老化，防渗性能好，使用期长、环保等特点，为人工湿地蓄水、景观生态效果作出了很大的贡献，获得了市民的广泛赞誉，取得了良好的社会效益。同时，膨润土防水毯在市政（垃圾填埋）、水利、环保、人工湖及建筑地下防水防渗工程得到了广泛应用，取得了良好的社会效益。

5 结语

漳州碧湖生态公园位于漳州市龙文区西南侧，在漳州城市总体规划中位于城市CBD、新行政中心和九龙江及其滨江绿带之间。总用地面积1 500亩，绿化面积35万m2，其中湿地区域占地面积2.8万m2，内设木栈桥、钢结构廊架等结构物，与各型树木、地被、水生植物一起交相辉映，形成一片生态、自然的景象。漳州碧湖生态公园于2011年7月23日开工，目前已经建成并对漳州市民开放，得到了市民的广泛认可，取得了良好的口碑（见图1）。