隨著蘭州新區(qū)建設的迅猛發(fā)展，國家對生態(tài)環(huán)境建設的重視，為改善氣候干燥的人居環(huán)境，景觀人工湖的建設也逐漸增多。蘭州新區(qū)職教園區(qū)省級統(tǒng)建“三校一區(qū)”景觀系統(tǒng)工程是比較典型的代表，該景觀水系包括能源化工學院湖、衛(wèi)生職業(yè)學院湖及共享區(qū)的南湖、北湖，湖體面積 85342m。湖體駁岸有軟駁岸和硬駁岸，最深處水深 1.5m。擬建場地內(nèi)黃土屬IV級自重濕陷性黃土，需采取消除黃土濕陷性地基處理措施，全面積進行防滲處理，存在較大施工技術難度，分析濕陷性黃土地基的處理方案，選擇適合溫差較大地區(qū)大面積人工湖的復合土工膜防滲材料;研究湖體防滲系統(tǒng)的施工工藝及細部作法。通過對濕陷性黃土地區(qū)復合土工膜人工湖防滲施工的研究及實施，確保湖體無滲漏、無下沉，節(jié)約了成本，提前了工期，為濕陷性黃土地區(qū)類似工程施工提供可借鑒的經(jīng)驗。
1濕陷性黃土地基的處理
擬建場地內(nèi)黃土屬IV級自重濕陷性黃土，遇水浸濕后，土的結構迅速破壞，強度顯著下降。濕陷性黃土地基處理的方法有灰土墊層法、重錘夯實、強夯法: 灰土墊層法可消除基礎底面 1~3m 土層的濕陷性，不足的是湖體面積大土方外運、換填成本高，且處理影響深度淺。綜合分析后對湖位底面原土、湖邊駁岸墊層底原土采用重錘強夯法消除處理深度范圍內(nèi)地基土的濕陷性，提高地基土的密實度和地基承載力，防止因土體的不均勻沉降造成土工膜開裂而滲漏。
重錘強夯法處理影響深度填方區(qū) 8 米，挖方區(qū) 6 米，處理范圍外擴 10 米。強夯分三遍進行，前兩遍點夯，第三遍滿夯。在夯實前，對場地土進行增濕處理。
2 人工湖防滲體系
湖體采用復合土工防滲膜，防滲膜為兩布一膜(250g/m“/0.7mm/250g/m)，膜下鋪筑 30cm10%水泥土結構層，膜上鋪筑 40cm 紅粘土保護層。
3 復合土工膜材料的性能要求
3.1 對土工膜的基本要求
復合土工膜必須具有強度高、延伸性能好，耐酸堿、抗腐蝕，耐老化，防滲性能好等特點。要有較高的延伸性,適合大面積防滲施工要求，以適應沉降與變形。
3.2 土工膜厚度要求
復合土工膜要有一定厚度，以保證其有足夠不透水、不透氣性,具有抵抗破壞的能力,便于焊接，土工膜要求厚度應根據(jù)沉降等原因引起的變形量來計算,還要考慮施工條件及偶然荷載等因素,本工程采用的土工膜厚度 0.7mm。密度 ( p) 不低于 900kg/m’ ;破壞拉應力(o)不低于 12MPa; 斷裂伸長率 ( e )不低于 300%: 抗凍性(脆性溫度)不低于-60C，撕裂強度大于或等于 40N/mm，抗?jié)B強度在1.05MPa 水壓下48h 不滲水。
4 復合土工膜接縫強度及錨固要求
4.1 接縫強度
土工膜接縫設計平行于拉應力大的方向，使得接縫數(shù)量最少接縫避開彎角，設在平面處。土工膜間接縫采用焊接連接，搭接寬度為 10cm，焊接接縫抗拉強度不低于母材強度。
4.2 土工膜錯固
4.2.1 土工膜在軟駁岸錨固時設置寬 50-100cm，深 30-50cm 錯固溝用種植土填埋，并將土工膜延伸至緊鄰路緣石基礎凹槽內(nèi)，凹槽內(nèi)土工膜上翻至路面面層下標高處，安裝路緣石壓錯。此部位土工膜做法既要能保證膜邊側(cè)固定，又要滿足錨固溝面層后期種植防滲作用。如圖 4.2.1-1:
4.2.1-1 土工膜軟駁岸錨固
4.2.2 硬駁岸土工膜從湖體駁岸內(nèi)側(cè)翻邊至硬駁岸頂部后，采用涂膜樹脂類膠與岸頂粘接，土工膜延伸至緊鄰路緣石基礎凹槽內(nèi)，安裝路緣石壓錯，再利用硬駁岸頂大理石材平鋪固定，雙重固定如圖 4.2.1-2:
4.2.1-2 土工膜硬駁岸錯固
5 復合土工膜的施工
5.1 施工準備
鋪設前，對人工湖水泥土結構層進行碾壓夯實，表面不得有石子、混凝土顆粒等雜物，表面平整，壓實度符合要求。
5.2 土工膜鋪設方法
土工膜施工工藝:裁剪、試鋪一正式鋪設一試焊一拼縫焊接及縫合一特殊部位處理一焊縫質(zhì)量檢測一缺陷的修補一復檢驗收。
5.2.1 土工膜裁剪、試鋪
鋪設前，根據(jù)湖體尺寸訂做適宜的土工膜幅寬、長度。按湖底斷面尺寸裁剪膜料應比湖底斷面實際面積大 5%。在正式鋪設前，進行試鋪設，最少三幅，局部蓄水試驗無滲漏后正式鋪設。5.2.2 土工膜鋪設
(1) 土工膜鋪設施工氣溫在 5C以上，風力 4 級以下無雨雪天氣進行，作業(yè)人員不能穿硬底鞋在膜上踩踏，機械不得碾壓。
(2) 施工前畫鋪設順序和排版圖，鋪設部位及順序為湖底一坡面一駁岸。人工縱向鋪設，按規(guī)定順序和方法分區(qū)分塊進行，模塊間形成的節(jié)點為 T字型:膜與膜間搭接寬度 10cm，施工伸縮預留量15-20cm。坡面上鋪設時，按由下而上的順序，搭接時將高處的膜搭接在低處的膜上。土工膜自然松弛與基底貼實。鋪設完未覆蓋紅粘土前，在膜的邊角處每隔 2-5 米放 1個 20-4kg 重的砂袋。5.2.3 土工膜試焊
土工膜正式焊接前由廠家專業(yè)技術人員對現(xiàn)場施焊人員進行培訓，再進行試焊作業(yè)，并委托工藝試驗，確定焊接溫度、速度等施工工藝參數(shù)，制定焊接工藝指導書，進行技術交底。5.2.4 土工膜拼縫焊接及縫合
(1) 土工膜焊接搭接面不得有污垢、砂土、積水等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)存在，焊接時基底表面干燥，含水量在 15%以下，膜面用紗布擦干凈。
(2) 復合土工膜之間搭接處采用雙縫熱合焊接，T 字型結點補疤和特殊結點的焊接采用單縫擠壓焊接，焊道搭接寬度 8~10cm，焊縫雙縫尺寸為 2*10mm，平面和垂直面的自然褶皺為 5%~8%。詳見圖 5.2.4。
3)在焊接前先將底層焊道處的土工布連接處用手提式縫紉機縫合。再逐幅進行正式焊接，連接的兩層土工膜搭接平整、舒緩。根據(jù)氣溫和材料性能，隨時調(diào)整和控制焊機工作溫度、速度，要求連續(xù)、穩(wěn)定、牢固。焊縫處土工膜熔結為一個整體，不得出現(xiàn)虛焊漏焊，出現(xiàn)虛焊、漏焊時，必須切開焊縫，使用熱熔擠壓機對切開損傷部位用大于破損直徑一倍以上的母材補焊，橫向焊縫間錯位尺寸大于 500mm，T 字形接頭采用母材補疤，尺寸為 300*300mm，疤的直角修圓。
如圖 5.2.4一3、5.2.4一4。
5.4 焊縫質(zhì)量檢測
土工膜焊接后，對全部焊縫進行檢查，包括焊縫結點、破損修補的部位，漏焊和虛焊的補焊部位等。現(xiàn)場檢測方法為充氣法，使用氣壓檢測儀及真空檢測儀。試驗室對其焊縫抗拉強度取樣進行復試?，F(xiàn)場檢測完畢后立即對檢測所用的充氣打壓孔焊接補堵。如圖 5.4-1。
5.5 土工膜缺陷的修補
鋪膜過程中隨時檢查膜的外觀有無破損、麻點、孔眼等缺陷，有缺陷或損傷時，及時用母材修補,補疤每邊超過破損位置10-20cm。
5.6 防滲效果檢測及分析
土工膜上紅粘土保護層施工完成驗收合格后，進行湖體注水，達到要求水位后，對土工膜防滲效果進行了觀測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計。水面下降量和蒸發(fā)量符合設計要求，無滲漏，湖面水位平穩(wěn)，湖體整體防滲漏效果好。
6 結語
在人工湖復合土工膜防滲施工中，湖體采用 HDPE 復合土工膜+鋪紅粘土保護層防滲體系，確保了湖體整體防滲效果。施工便捷，環(huán)保經(jīng)濟，為濕陷性黃土地區(qū)類似工程建設提供了可借鑒的經(jīng)驗!取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
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