玻璃輕石材料在濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化中的應(yīng)用探析

陳詞珊 （安徽水利開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 技術(shù)特點及適用范圍

1.1 技術(shù)特點

①水體通過設(shè)置的多級連續(xù)過濾池并經(jīng)過池內(nèi)填筑的玻璃輕石料和種植的水生植物雙重過濾、凈化，凈化后的水體流入人工湖或河道，對比傳統(tǒng)水質(zhì)凈化工藝，其綜合造價較低。

②玻璃輕石是一種玻璃廢料加工再利用的輕質(zhì)環(huán)保材料，可就地取材，節(jié)能環(huán)保效益顯著。

③凈化池數(shù)量根據(jù)不同地區(qū)及水質(zhì)受污染程度可靈活設(shè)置，施工工藝便捷，易于操作。

④玻璃輕石比重0.2～0.8g/cm3，填筑厚度一般為80cm，鑒于材料比重小，填筑后需在其頂面再覆蓋20cm厚礫石料進(jìn)行壓頂。

1.2 適用范圍

玻璃輕石濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化施工技術(shù)適用于海綿城市建設(shè)和城市河道、湖泊輕度污染治理，通過對污水凈化改善，尤其是在水系發(fā)達(dá)的城市應(yīng)用，水生態(tài)環(huán)境改善效果顯著。

2 工藝原理及工藝流程

2.1 工藝原理

施工工藝原理：通過修建一種循環(huán)水體自凈化濕地系統(tǒng)來改善、凈化城市河湖水質(zhì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是由多個連續(xù)且有一定坡度的鋼筋混凝土過濾池組成，池中填充玻璃輕石作為主要凈化水質(zhì)材料，結(jié)合種植根系發(fā)達(dá)的水生植物。水體通過過濾池進(jìn)水口流入池中，并經(jīng)過逐級沉淀及水生植物的雙重水質(zhì)凈化后，再經(jīng)過濾池出水口流入人工湖或河道，通過不斷循環(huán)，達(dá)到改善、凈化水質(zhì)的目的。

2.2 工藝流程

測量放線→濕地土方開挖→過濾池混凝土結(jié)構(gòu)施工→防滲膜鋪設(shè)→分區(qū)填筑粒料（卵石、礫石）→安裝分割板→填筑玻璃輕石粒料→人工攤鋪、整平→塑料平網(wǎng)鋪設(shè)→填筑面層粒料（礫石）→水生植物種植→通水（污水）凈化水質(zhì)。

3 主要施工方法

3.1 總體規(guī)劃

根據(jù)玻璃輕石濕地系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)域位置在現(xiàn)場設(shè)置材料堆放區(qū)（堆放玻璃輕石、卵石、礫石料、鋼筋、模板等）、鋼筋加工場、進(jìn)出場施工便道等。

鋼筋加工場靠近材料堆放區(qū)設(shè)置，以方便鋼筋加工制作及轉(zhuǎn)運。根據(jù)濕地過濾池施工布置、施工強度確定過濾池每次混凝土澆筑方量，過濾池混凝土結(jié)構(gòu)采用間隔跳倉法施工，按照先廊道、后隔墻順序依次施工。

3.2 過濾池土方開挖

濕地過濾池土方開挖采用1m3反鏟挖掘機作業(yè)，自卸汽車轉(zhuǎn)運，按照從上游（進(jìn)水口側(cè)）至下游（出水口側(cè)）方向依次進(jìn)行，開挖面按設(shè)計坡比控制高程。開挖至設(shè)計高程10～20cm后采用人工開挖并整平至設(shè)計基面，基面采用振動壓路機進(jìn)行碾壓，壓實度不低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 過濾池混凝土結(jié)構(gòu)施工

濕地過濾池連續(xù)設(shè)置多格，過濾池隔墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高度1.0m，寬度0.25m，為方便材料轉(zhuǎn)運，采用分隔跳倉法施工。模板選用鋼模，并采用對拉螺桿結(jié)合鋼管進(jìn)行支撐加固；隔墻混凝土一次性澆筑完成，相鄰施工縫之間采用橡膠止水帶進(jìn)行止水。施工過程中做好鋼筋綁扎、模板安裝及在進(jìn)、出水口側(cè)和相鄰過濾池廊道處預(yù)埋PVC排水管等。

過濾池數(shù)量視水體受污染程度及凈化后的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而定，每個過濾池從進(jìn)水口至出水口按一定設(shè)計坡度進(jìn)行連續(xù)設(shè)置，確保水流流向順暢。

3.4 防滲膜鋪設(shè)

濕地過濾池防滲膜采用人工鋪設(shè)，防滲膜位于基層素土面與填料層之間，采用厚度1.0mm的HDPE復(fù)合土工膜（兩布一膜），防滲膜接縫采用熱熔焊接，搭接寬度宜為10cm；防滲膜與隔墻混凝土面連接采用防滲膜專用膠粘劑連接。防滲膜與池內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)粘貼密實，形成一個完整封閉的防水系統(tǒng)。

3.5 填充料填充（卵石、礫石）

濕地每格過濾池內(nèi)粒料填充采取從兩側(cè)向中間依次填充，從邊側(cè)向中部依次填筑卵石（粒徑40～80mm）、礫石(粒徑 20～30mm)、礫 石（ 粒 徑 15～20mm）、玻璃輕石(粒徑10～15mm)，除卵石層填筑厚度1.0m外，其余材料填筑層厚度80cm，并在頂部再覆蓋20cm厚粒徑5～10mm礫石層，所需材料均由專業(yè)材料廠家加工成合格材料，并運至現(xiàn)場。

為防止各區(qū)材料混填，相鄰區(qū)域填充料填筑時，采用分隔板進(jìn)行擋設(shè)，各區(qū)粒料對稱依次向上填筑，每層填筑厚度不宜超過30cm；當(dāng)每層填料達(dá)到30cm時提升分隔板，以此類推，直至填筑完每格過濾池內(nèi)所有材料。

3.6 玻璃輕石填充

玻璃輕石填充是待兩側(cè)礫石料填筑至設(shè)計高程后進(jìn)行施工，玻璃輕石料由專業(yè)加工廠加工制作合格后運至現(xiàn)場。

玻璃輕石原料采用編織袋包裝，每袋方量約1m3，重量約500kg，現(xiàn)場采用人工配合汽車吊將材料吊至填筑區(qū)，打開包裝袋將玻璃輕石卸至作業(yè)面，人工進(jìn)行攤鋪整平；對于局部汽車吊無法吊裝到位的填筑區(qū)，采用移動式皮帶輸送機將玻璃輕石料輸送至填筑區(qū)。礫石料及玻璃輕石材料填筑時，應(yīng)保證整個過濾池池體內(nèi)填料密實均勻，表面平整。

3.7 塑料平網(wǎng)鋪設(shè)

玻璃輕石比重小（比重0.2～0.8g/cm3），單顆重量輕，遇水時則浮于水面，為確保填筑后的平整度及滿足水質(zhì)凈化工藝要求，待玻璃輕石填筑至設(shè)計高程后，再在其表面鋪設(shè)一道塑料平網(wǎng)及20cm厚礫石料進(jìn)行覆蓋壓頂。礫料填筑可采用移動式皮帶輸送機進(jìn)行作業(yè)，人工輔助攤鋪、整平。

3.8 濕地水生植物移栽

濕地水生植物移栽種植采用幼苗，選用的水生植物應(yīng)能保證成活率、外觀顏色新鮮，莖葉高度約為30cm，可根據(jù)當(dāng)?shù)厮参锓N類盡量就地取材，過程中應(yīng)避光保濕儲藏。濕地過濾池土建工程完成后，應(yīng)在適宜的氣候季節(jié)連續(xù)種植，直至結(jié)束。種植時，人工采用手工工具在濕地填料上層挖坑栽植，洞口尺寸應(yīng)合理，以植物根系完全埋沒但不發(fā)生大的折曲和破壞為原則，莖葉位于填料層上面。植物應(yīng)隨取隨栽。

人工濕地種植植物最佳時間亦為春天或初夏，濕地植物覆蓋率達(dá)到60%～80%時才可以運行。過濾池內(nèi)應(yīng)有充足的水源，以供水生植物吸收。植物種植2個月以后，需檢查植物生長程度，主要標(biāo)準(zhǔn)為植物種植密度、總覆蓋率等，如果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，則需要補種。

4 工程質(zhì)量控制

4.1 關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序的質(zhì)量要求

①施工前認(rèn)真對施工圖紙進(jìn)行會審，并與建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計及時溝通，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，以滿足施工及今后運行要求。

②加強進(jìn)場原材料的試驗檢測、施工機械設(shè)備調(diào)試、計量儀器標(biāo)定等工作。

③按工序依次進(jìn)行濕地土方開挖、回填、混凝土結(jié)構(gòu)施工、防滲膜鋪設(shè)、填充料填筑、充水及水生植物種植等，確保各道工序銜接有序，有條不紊進(jìn)行，以保證工程進(jìn)度、質(zhì)量和安全。

④濕地過濾池排水坡比應(yīng)從土方開挖時即要進(jìn)行預(yù)留及測量控制，不得從填筑的各級粒料面進(jìn)行找坡控制；濕地土方開挖從進(jìn)水口方向至出水口方向自上而下依次進(jìn)行分層開挖及坡比控制，土方開挖至設(shè)計高程10～20cm時，停止機械作業(yè)，采用人工開挖并整平至設(shè)計建基面，基面采用振動壓路機進(jìn)行碾壓，確保壓實度符合設(shè)計和規(guī)范要求。

⑤混凝土結(jié)構(gòu)施工，鋼筋規(guī)格、形狀、保護(hù)層厚度；模板斷面尺寸；預(yù)留孔洞位置、尺寸等均須符合設(shè)計和規(guī)范要求。

⑥防滲膜鋪設(shè)，防滲膜之間連接采用熱熔焊接，搭接寬度宜為10cm；防滲膜與混凝土面連接采用專用膠粘劑連接。濕地內(nèi)有其他構(gòu)筑物時，須在構(gòu)筑物外包裹防滲膜，并與濕地防滲膜連接，防止漏水，防滲膜高度與濕地池頂平齊。

⑦過濾料填筑前，首先檢查防滲膜是否鋪貼完好；填料填筑不得采用大型機械推填碾壓，采用汽車吊、移動式皮帶輸送機進(jìn)行填料，以保證整個池體內(nèi)填料密實均勻。

4.2 施工質(zhì)量控制方法

①濕地過濾池廊道及池體隔墻混凝土采用商品混凝土澆筑，汽車泵泵送。混凝土性能、強度、抗?jié)B等級等參數(shù)符合設(shè)計和規(guī)范要求。

②每個工作班或每澆筑100m3混凝土?xí)r，應(yīng)留置二組標(biāo)養(yǎng)試塊（抗壓、抗?jié)B）、一組同條件試塊；標(biāo)養(yǎng)試件達(dá)到養(yǎng)護(hù)齡期后，應(yīng)及時對抗?jié)B等級、抗壓強度進(jìn)行檢測，檢測值必須滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

③玻璃輕石原材每進(jìn)場400m3進(jìn)行取樣檢測一組，性能指標(biāo)應(yīng)滿足檢測規(guī)范SL352-2006標(biāo)準(zhǔn)要求。

④濕地過濾池混凝土隔墻內(nèi)預(yù)埋DN200PVC排水管，兩端應(yīng)用土工布包扎嚴(yán)實，安裝牢固，并有一定的排水坡度；混凝土振搗時，嚴(yán)禁振搗棒觸碰管道。模板拆除后，去除管口土工布并進(jìn)行疏通。

⑤濕地廊道蓋板采用雙鋼化夾膠玻璃，規(guī)格為10mm+1.14PVB+10mm，每側(cè)與混凝土隔墻搭接10cm；廊道內(nèi)設(shè)置爬梯，材質(zhì)一般選用塑鋼踏步。

⑥濕地過濾池池體內(nèi)粒料填充以機械作業(yè)（移動式皮帶輸送機、吊車）為主，人工為輔，提高工效；濾料鋪設(shè)完成后做好成品保護(hù)，防止二次污染。

⑦濕地系統(tǒng)水生植物選用易成活，根系發(fā)達(dá)，吸附和耐污能力強，易于后期養(yǎng)護(hù)管理的植被。

5 工程實例

安徽水利開發(fā)有限公司承建的廣西賀州黃安寺、獅子崗排洪河綜合治理工程、廣西崇左市城區(qū)生態(tài)水系修復(fù)工程（CZ4標(biāo)段）均采用了濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化施工工藝，通過在兩個項目上的實施與總結(jié)，形成了一套成熟的玻璃輕石濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化施工工藝，該施工工藝簡易便捷，凈化水質(zhì)核心材料選用玻璃廢料加工再利用，水質(zhì)凈化效果顯著，不僅有效改善了當(dāng)?shù)厮鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量，減少了對大氣及水系污染，保護(hù)了地方生態(tài)環(huán)境，而且還能在相鄰過濾池廊道頂層處鋪設(shè)雙層鋼化夾膠玻璃蓋板作為城區(qū)百姓日常休閑觀光綠道，取得了人與自然和諧共生的良好效果。

6 結(jié)語

主要施工材料利用無害化廢料，減少了對環(huán)境的污染，通過對污水采取物理、生物雙重凈化措施，有效提高了污水凈化后的水體質(zhì)量，同時較好地改善了城市周邊河湖水質(zhì)，對城市環(huán)境有較大的改善，改善了百姓的居住環(huán)境，提高了舒適度，增強了百姓的幸福感，符合習(xí)總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”的科學(xué)論斷。

該施工技術(shù)相較傳統(tǒng)的污水自然沉淀凈化施工，具有后期運行維護(hù)費用低、功能效應(yīng)完善的特點，利于環(huán)境保護(hù)和水土保持。