人工湖铺设复合土工膜及GCL膨润土垫防渗工程经验---复合土工膜（GCL膨润土垫）在人工湖防渗工程中的应用

 关键词：人工湖防渗 GCL膨润土垫 复合土工膜

 1. 工程概况瑞恒牌复合土工膜（GCL膨润土垫）在人工湖防渗工程中的应用-济南市西区景观湖座落在济南市西区长青大学城，景观湖为河道上两座拦河坝形成的河道水库，在湖区占主导的是砂砾石层，且砂砾石层与强透水的石灰岩直接接触，整个湖区内均为强透水层。因此，景观湖不宜采用垂直截渗的方式，必须采用包裹式的积防渗措施。

 2. 湖区防渗设计 2.1 湖底防渗的要求是确保工程安全可靠，防渗技术经济合理，防渗形式兼顾环境生态要求。景观湖湖底面积约80.6万m2，岸坡周长7.6km。为兼顾环境生态要求，决定采用复合土工膜与GCL（膨润土复合防水垫）分区防渗方案。湖区50.0m高程以下为主要渗漏区域，为满足景观湖蓄水要求，全部采用泰安金驰华易建材有限公司生产的复合土工膜防渗；50.0m高程以上为次要渗漏区域，考虑湖水与地下水之间水的贯通及景观湖畔环境绿化需要，采用瑞恒牌GCL膨润土垫防渗； 2.2 湖底防渗设计湖底防渗设计包括：支持层设计、排水排气系统设计、防渗层设计和保护层设计。

 ①支持层：现状地层为砂砾石与粉质粘土互层分布，砂砾石覆盖层较厚，考虑上覆土层可能会出现塌陷的情况，支持层必须密实、平整。设计支持层厚度为500mm，对粉质粘土要求压实度不低于0.96，砂砾石要求相对密度不低于0.85。为防止土工膜防渗层被刺破，支持层表面不得有树根、芦苇、碎石尖角等突出物。

 ②排水排气层：在整个湖底区支持层面上每隔30m左右设置φ100塑料排水盲沟系统，且在盲沟交会处设置JK-Ⅱ型自动减压阀。D=160 mm、H=1200mm的减压阀高出设计湖底0.2m，减压阀上口设防砂网，阀体座落在无砂混凝土底座上。当膜下压力高于膜上压力0.2m水头时，减压阀开始工作，排出膜下水、气，减压后将自行关闭并密封。

 ③防渗层：用于水平防渗的为两布一膜型复合土工膜。土工膜为防渗层，膜上下两层无纺布是土工膜保护层，无纺布层还增加面层摩擦系数及膜下排渗能力。本工程采用的复合土工膜为厚0.5mm的PE膜、上层为350g/m2无纺布，下层为200 g/m2无纺布，膜间连接为焊接。

④保护层：复合土工膜上铺设（盖重）保护层。保护层分两层。下层为原地粉砂土厚550mm，剔除土内树根、芦苇、碎石后压实，上层采用厚200mm卵砾石，作为防冲保护层。

 2.3 岸坡防渗设计湖区周边50.0m高程以上岸坡大部分采用GCL防渗，部分坡度较大的岸坡仍采用瑞恒牌复合土工膜防渗。

 ①岸坡复合土工膜防渗设计

 a 支持层：按设计完成的岸坡标准断面。

 b 排水排气层：不设排水排气层，由复合土工膜下层的无纺布兼作排水层。在整平压实后的岸坡上每隔30m左右挖出150×150的沟槽，内敷φ100塑料盲沟，再用粗沙将缝隙填实。盲沟与湖底盲沟相连，向上延伸至51.5m高程，在用塑料套管穿过岸坡挡土墙后，插入到设置在岸边的排气井中。排气井为砖砌方形井，井口设井盖。

 c 防渗层：采用前述两布一膜型复合土工膜，PE膜厚0.5mm、上层为300g/m2无防布，下层为300 g/m2无纺布。

 d 保护层：采用厚500～1500[U1] 砂砾料，紧靠复合土工膜处用细沙，砂砾石压实控制相对密度[U2] 0.8。另为增加岸坡防渗结构稳定性，岸坡支持层每1m高设置深度为300mm不规则浅沟（见图1）。 图1 岸坡瑞恒复合土工膜防渗结构示意图

②岸坡GCL防渗层设计

a 支持层：岸坡压实平整至设计要求坡度，作为GCL的支持层。

 b 防渗层：铺设GCL，GCL选型见材料技术要求。

c 保护层：GCL上铺设保护层。保护层由两层构成，下保护层为原地粉粘土，厚300mm，压实度控制不低于0.9；上保护层采用砂砾土，厚度为200mm，平整压实。保护层上如有绿化要求，可在砂砾土上覆盖绿化客土。图2 岸坡GCL防渗结构示意图

③岸坡复合土工膜与GCL搭接设计岸坡50.0m高程处复合土工膜与GCL连接采用搭接方式，即在坡脚处开挖一（500×500）mm、1:1坡度的浅沟，GCL铺设在复合土工膜之上。沟中砌筑与保护层同高的混凝土或浆砌石墙填压（见图3）。

2.4 局部强透水区处理据地质资料和调查反映，库区及左岸局部地块存在强透水区，汛期河道满槽时在该处水面出现旋涡等现象，说明有塌坑、漏水通道存在，防治方法是在施工中仔细判别。对发现这种强透水区，采取适当扩大范围、用挖除换砂回填的方法，并在回填前在坑底铺设无纺布，防止细颗粒被带走。

 2.5 防渗材料与溢洪道等混凝土建筑物连接设计

①复合土工膜与混凝土溢洪道建筑物连接采用将复合土工膜用胶粘贴在混凝土表面的方法，并用铝条锚固压紧，再用水泥砂浆密封。

 ②GCL与溢洪道建筑物连接 GCL与混凝土构件采用搭接的方式，用厂家提供的膨润土粘结材料将GCL粘结于混凝土构件表面。

 3. 建设及运行情况景观湖工程自2006年2月开工建设，2006年4月底完成湖底及岸坡防渗工程，2007年11月竣工验收，共计完成土石方工程：619.4万m3，铺设复合土工膜：113.8万m2，GCL：11万m2，埋设减压阀1040台。 2006年5月5日，济南市普降大雨，景观湖一次进水至48m高程（水深约6m），经观测湖底减压阀及岸坡排气井均正常工作。如观测到岸坡排气井能快速排气，湖底一些减压阀相应水面出现不规则冒气泡等情况等。 自2006年5月5日至今，景观湖已运行7年多，湖水位一直处于48m高程以上，且水质良好。观测资料表明，在不进行补水、不下泄湖水情况下，湖区水面下降一般为10～20mm/d，峰值出现在春天达30mm/d（含周边绿化用水损失），考虑湖面蒸发量及GCL渗水量引发的损失，因此可认为景观湖防渗工程设计及施工是比较成功的。