人工濕地膨潤土防水毯施工工法

高興權(quán) 裴宵彬

中建國際投資（漳州）有限公司（361000）

人工濕地膨潤土防水毯施工工法

高興權(quán) 裴宵彬

中建國際投資（漳州）有限公司（361000）

結(jié)合漳州碧湖生態(tài)公園工程實(shí)例，對(duì)漳州碧湖生態(tài)公園人工濕地主要結(jié)構(gòu)層材料的膨潤土防水毯施工工藝進(jìn)行了探討。

人工濕地；膨潤土；防水毯；施工工藝

天然濕地是指常年積水和過濕的土地。本工法涉及的人工濕地，則是人工開挖形成淺湖體，四周筑有一定高度的圍墻（塊石擋墻、自然土體等），在湖體表面維持一定的水層厚度，并在其中種植挺水型植物的土地。漳州碧湖生態(tài)公園設(shè)計(jì)的人工濕地的目的即希望通過鳥類、魚類等物種在滿是植物的濕地中長期棲息、生活，從而達(dá)到人與自然和諧共生的生態(tài)理念。

根據(jù)漳州碧湖生態(tài)公園西區(qū)土方開挖施工圖紙，濕地與湖區(qū)南北毗鄰，僅通過塊石擋墻及自然土體作為分隔，最近分隔距離只有15 m。湖區(qū)設(shè)計(jì)水面標(biāo)高與濕地設(shè)計(jì)水面標(biāo)高為1.7 m水位高差。為了維持濕地區(qū)域內(nèi)水位標(biāo)高，采取了在濕地區(qū)域湖底鋪設(shè)膨潤土防水毯作為防滲層的辦法，以維持濕地的蓄水水頭高度。

膨潤土復(fù)合防水毯是一種新型土工合成材料，由經(jīng)過級(jí)配的天然鈉基膨潤土顆粒和相應(yīng)的外加劑混合，經(jīng)針刺工藝，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。

1 膨潤土防水毯特點(diǎn)

1）具有優(yōu)異的防水防滲性能。膨潤土防水毯的抗?jié)B靜水壓可達(dá)1.0 MPa,滲透系數(shù)5×（10～11）m/s。

2）具有土工布材料的全部特性，施工簡便，不受施工環(huán)境溫度的限制，0℃以下也可施工。

3）容易修補(bǔ)。即使在防水（滲）施工結(jié)束以后，如防水層發(fā)生意外破損，只要對(duì)破損的部位加以簡單的修補(bǔ)，就可重新獲得完美如初的防水（滲）性能。

4）性能價(jià)格比相對(duì)較高，用途非常廣泛。

2 膨潤土防水毯施工工法的適用范圍

本工法適用于人工湖體開挖蓄水、建筑地下防水、防滲等工程。在傳統(tǒng)防水材料無法施工的負(fù)溫下（-20℃）仍可施工，在潮濕的基層（但不能有明水）上也可施工。本工法也存在一定的局限性，膨潤土防水毯在雨雪天氣下不能施工,也不適合強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性溶液的防滲。

3 膨潤土防水毯鋪設(shè)工藝及操作

3.1 膨潤土防水毯施工流程

測量放線→土方開挖→基底驗(yàn)收→碎石層鋪筑及壓實(shí)→砂墊層鋪筑及壓實(shí)→防水毯鋪設(shè)→黏土層鋪筑→天然河石安置。

3.2 膨潤土防水毯施工方法

3.2.1 測量放線

根據(jù)施工圖紙，對(duì)濕地膨潤土防水毯進(jìn)行測量放樣，對(duì)施工區(qū)域邊線進(jìn)行明顯標(biāo)志。

3.2.2 土方挖運(yùn)

根據(jù)濕地膨潤土防水毯結(jié)構(gòu)層標(biāo)高（黃海高程3 m）設(shè)計(jì)要求，在現(xiàn)有原地面（黃海高程約5.6 m）往下開挖約2.6 m，實(shí)時(shí)控制標(biāo)高，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)高開挖，開挖完畢后，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一道工序施工。

3.2.3 碎石層鋪筑及壓實(shí)

在已開挖、整平好的湖底鋪筑25 cm厚碎石層，采用人工配合機(jī)械（壓路機(jī)）的方式完成碎石層的鋪筑、壓實(shí)和平整。鋪筑完畢后，經(jīng)監(jiān)理對(duì)平整度、厚度、標(biāo)高等驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一道工序施工。

3.2.4 砂墊層鋪筑

按設(shè)計(jì)要求，在碎石層頂面鋪筑50 mm厚粗砂層及50 mm厚細(xì)砂層，需人工配合機(jī)械的方式完成砂層的鋪筑、整平和壓實(shí)。平整過程中注意標(biāo)高及厚度控制,砂層表面應(yīng)平整無凸出堅(jiān)硬石塊及孔洞。鋪筑完畢后，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一道工序施工。

3.2.5 膨潤土防水毯鋪設(shè)

1）膨潤土防水毯的施工應(yīng)在結(jié)構(gòu)層工程驗(yàn)收合格后進(jìn)行。

2）膨潤土防水毯鋪設(shè)前的準(zhǔn)備

①檢查膨潤土防水毯的外觀質(zhì)量，記錄已發(fā)現(xiàn)的機(jī)械損傷、創(chuàng)傷和孔洞等缺陷，以便在鋪設(shè)時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

②膨潤土防水毯鋪設(shè)為湖底大面積施工。大捆防水毯無法一次運(yùn)輸?shù)轿?，需自卸車、吊車配合完成防水毯的調(diào)運(yùn)。對(duì)吊車起重臂不夠區(qū)域采用人工搬運(yùn)。

③膨潤土防水毯鋪設(shè)前應(yīng)對(duì)工人進(jìn)行技術(shù)交底，熟悉施工圖紙，明確施工步驟，全面理解施工意圖，確保工程的質(zhì)量和進(jìn)度。

3）膨潤土防水毯鋪設(shè)

A、膨潤土湖底膨脹防水毯鋪設(shè)

①在結(jié)構(gòu)層達(dá)到要求后，膨潤土防水毯的鋪設(shè)應(yīng)沿水流方向順?biāo)罱?，先坡岸（護(hù)岸）后底層的順序進(jìn)行，即上游的膨潤土防水毯搭接在下游的膨潤土防水毯上。

②按規(guī)定順序和方向，分區(qū)分塊進(jìn)行膨潤土防水毯的鋪設(shè)。

③鋪設(shè)膨潤土防水毯時(shí)墊與墊之間的接縫應(yīng)錯(cuò)開，不宜形成貫通的接縫。在坡面搭接時(shí)采用縱向搭接，并根據(jù)地勢高低沿水流的方向搭接。

④膨潤土防水毯應(yīng)自然松弛地與結(jié)構(gòu)層貼實(shí)，不宜折褶、懸空。

⑤搭接長度≥250 mm。

⑥為了達(dá)到防水的嚴(yán)密性，搭接處均勻撒上0.4～0.6 kg/m的膨潤土粉。

⑦考慮基礎(chǔ)的下沉變形，必要時(shí)膨潤土防水毯可以在底部打皺1～2個(gè)，打皺長度為100 mm。

⑧如遇到管線或樁頭等穿越膨潤土防水毯，先用一塊完整的膨潤土防水毯依其管徑再加周徑300 mm作底部加強(qiáng)處理。整卷鋪設(shè)后，再用水將膨潤土粉攪拌成漿狀涂補(bǔ)管邊。

⑨如遇到膨潤土防水毯破損或較復(fù)雜的接縫處，用一塊完整的膨潤土防水毯依其破損或接縫處尺寸再加周徑300 mm進(jìn)行覆蓋,重疊部分兩層之間撒膨潤土粉。

⑩在湖底的各邊界處鋪設(shè)膨潤土防水毯時(shí)，應(yīng)使膨潤土防水毯與坡面或護(hù)岸預(yù)留的膨潤土防水毯搭接完好。

B、立面護(hù)岸和坡岸的膨潤土防水毯鋪設(shè)施工

①根據(jù)現(xiàn)場施工的實(shí)際情況，采用由上往下的順序鋪貼膨潤土防水毯。對(duì)于角度小的坡面，可以直接在坡岸上開卷鋪設(shè)，并盡快作好保護(hù)層。

②膨潤土防水毯鋪設(shè)時(shí)，邊緣鋪設(shè)高度高出設(shè)計(jì)水位100 mm。

③在施工的陰、陽角處應(yīng)作成圓弧形或鈍角,陰角部位先裁剪400 mm寬度的膨潤土防水毯作加強(qiáng)處理，然后再進(jìn)行大面鋪設(shè)。駁岸立面上鋪設(shè)膨潤土防水毯時(shí)，為避免不貼實(shí)，可用25 mm長鋼釘加墊片將其固定，也可直接用磚石預(yù)壓。

④除了在膨潤土防水毯重疊部分和邊緣部位用鋼釘固定外，整幅膨潤土防水毯中間也需要視平整度加釘，務(wù)求膨潤土防水毯穩(wěn)固服帖地安裝在墻面和地面。

⑤釘孔部分和重疊部位要涂抹膏狀膨潤土密封劑。

⑥護(hù)岸最下面的膨潤土防水毯要和底面的膨潤土防水毯搭接、固定，以形成一個(gè)完整的防水體系。膨潤土防水毯鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)使編織布一側(cè)朝向墻體，無紡布朝向迎水面一側(cè)。

⑦膨潤土防水毯在立面搭接時(shí)，接縫處無法使用膨潤土粉狀密封劑加強(qiáng)防水，膨潤土將膨潤土粉用水調(diào)成膏狀涂抹于搭接縫處。

⑧膨潤土防水毯應(yīng)盡量避免在立面和坡岸搭接。如果膨潤土防水毯需要在立面和坡岸搭接時(shí)，應(yīng)按照高處的膨潤土防水毯在外側(cè)、低處的膨潤土防水毯在內(nèi)側(cè)（緊貼在墻面上），以防止回填土?xí)r有異物進(jìn)入搭接縫。

⑨立面和坡岸鋪設(shè)完成后，應(yīng)在底面留下足夠長度的膨潤土防水毯（不少于2 m），以便于與河底大面和膨潤土防水毯的搭接，并在邊緣用PE膜進(jìn)行保護(hù)，避免膨潤土防水毯提前遇水膨脹。

4）膨潤土防水毯的固定

①斜面自然駁岸時(shí)，河、湖四周均設(shè)錨固溝，深≥400 mm，寬≥400 mm，將防水毯邊緣翻入并用較大石塊壓實(shí)回填錨固。

②垂直駁岸時(shí)，用鋼釘與周邊結(jié)構(gòu)固定。膨潤土防水毯施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：

3.2.6 保護(hù)層鋪筑

膨潤土防水毯鋪設(shè)完后，即進(jìn)行保護(hù)層的施工。保護(hù)層為400 mm厚黏土層。因防水毯鋪攤后不能直接進(jìn)行機(jī)械碾壓，黏土層需人工進(jìn)行挑運(yùn)及鋪攤平整。

4 效益分析

4.1 不同施工方案經(jīng)濟(jì)效益分析

現(xiàn)用鋪設(shè)膨潤土防水毯施工方案、黏土摻膨潤土施工方案、鋪設(shè)復(fù)合土工膜（HDPE）施工方案、泵送澆筑抗?jié)B混凝土施工方案在質(zhì)量、工期、成本等方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析。

方案一：膨潤土防水毯施工，基底整平壓實(shí)+250 mm厚碎石+100 mm厚砂+膨潤土防水毯+400 mm厚黏土+天然河石。

方案二：黏土摻膨潤土施工，基底整平壓實(shí)+300 mm厚碎石+250 mm厚砂+500 mm厚黏土摻膨潤土。

方案三：鋪設(shè)復(fù)合土工膜（HDPE）施工，基底整平壓實(shí)+250 mm厚碎石+100 mm厚砂+復(fù)合土工膜（HDPE）+400 mm厚黏土+天然河石。

方案四：泵送澆筑抗?jié)B混凝土施工，基底整平壓實(shí)+250 mm厚碎石+500 mm厚泵送抗?jié)B（P8）混凝土。

4.2 社會(huì)效益

本工程人工濕地占地面積僅有28 000 m2,但因其地處漳州市中心區(qū)域。在城市被鋼筋、混凝土大廈包圍的今天，在市區(qū)的中心區(qū)域有一塊綠意盎然人工濕地顯得彌足珍貴。人工濕地的設(shè)計(jì)者們很好地契合了漳州市以“田園之城、生態(tài)之都”發(fā)展城市的理念。而作為人工濕地主要結(jié)構(gòu)層材料的膨潤土防水毯，憑借其抗拉、抗頂破、抗撕強(qiáng)度高，延伸性能好，變形模量大，耐老化，防滲性能好，使用期長、環(huán)保等特點(diǎn)，為人工濕地蓄水、景觀生態(tài)效果作出了很大的貢獻(xiàn)，獲得了市民的廣泛贊譽(yù)，取得了良好的社會(huì)效益。同時(shí)，膨潤土防水毯在市政（垃圾填埋）、水利、環(huán)保、人工湖及建筑地下防水防滲工程得到了廣泛應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)效益。

5 結(jié)語

漳州碧湖生態(tài)公園位于漳州市龍文區(qū)西南側(cè)，在漳州城市總體規(guī)劃中位于城市CBD、新行政中心和九龍江及其濱江綠帶之間。總用地面積1 500畝，綠化面積35萬m2，其中濕地區(qū)域占地面積2.8萬m2，內(nèi)設(shè)木棧橋、鋼結(jié)構(gòu)廊架等結(jié)構(gòu)物，與各型樹木、地被、水生植物一起交相輝映，形成一片生態(tài)、自然的景象。漳州碧湖生態(tài)公園于2011年7月23日開工，目前已經(jīng)建成并對(duì)漳州市民開放，得到了市民的廣泛認(rèn)可，取得了良好的口碑（見圖1）。

圖5 漳州碧湖生態(tài)園濕地全景

膨潤土防水毯已在人工湖及建筑地下防水、防滲等多個(gè)工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如廣東省惠州市富力溫泉酒店3.5萬m2人工湖抗?jié)B設(shè)計(jì)、四川宜賓4.8萬m2人工湖抗?jié)B設(shè)計(jì)等。膨潤土防水毯屬于無機(jī)綠色環(huán)保材料，對(duì)人體無毒無害，對(duì)環(huán)境無特別影響，具有良好的環(huán)保性能，取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。