乐亭古滦河湿地公园人工湖防渗防护设计及施工

毕东华

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

1 工程概况

古滦河湿地公园位于乐亭县城东北部，占地面积147.04hm2。湿地公园包括人工湖、堆山等主体景观设施，人工湖规划水域面积32hm2。人工湖自长河引水，经蓄存、供景观用水后再流入长河。人工湖设计蓄水位为7.8m（相对高程）。

古滦河湿地公园是以古滦河河道为载体，通过人工湖蓄水，以水为核心，进行景观布局和景点设置，建设古滦河文化主题生态公园。由于人工湖地表覆盖层为透水性较强的粉细砂，不具备蓄水功能，因此，需要对湿地公园人工湖实施防渗工程。另外，为避免人工湖水位变动区边坡淘刷破坏，需实施边坡防护工程。

人工湖防渗工程主要采用钠基膨润土防水毯防渗；防护工程采用生态护坡袋。

2 防渗工程设计

本工程采用钠基膨润土防水毯与粘土相结合的防渗设计方案。

2.1 钠基膨润土防水毯

钠基膨润土防水毯（土工合成材料粘土衬垫Geosynthetics Clay Liner）简称GCL，是一种新型土工合成材料，它是由两层土工合成材料间夹封优质防渗钠基膨润土，通过集束针刺复合而成。产品整体稳定性好，抗拉和抗剪强度高，中间夹封的防渗膨润土属无机材料，吸水后高度膨胀，形成不透水的凝胶防渗体，具有优异的防水性能。

膨润土防水毯的物理力学性能指标见表1。

表1 膨润土防水毯物理力学性能指标

2.2 防渗结构设计

人工湖防渗结构设计为3层，由上至下依次为：粘土保护层、钠基膨润土防水毯及粘土垫层。防渗超高为设计蓄水位以上0.5m。

粘土保护层厚30cm，铺设于钠基膨润土防水毯之上，是为防止水流冲击、雨水淋蚀、阳光暴晒而采取的必要保护措施。保护层压实度不低于92%。

钠基膨润土防水毯为防渗主体，铺设于粘土垫层之上，其各项物理力学性能指标必须满足表1要求。

粘土垫层厚20cm，在人工湖地表平整之后铺设。由于人工湖表层为粉细砂，故需先铺设粘土垫层以利于防水毯施工。粘土垫层压实度不低于92%。

3 钠基膨润土防水毯施工

3.1 基层处理

（1）清除基础表面淤泥，基面要求平整并压实，将基础层面上的石子、树根、铁丝等杂物清除干净，不应有尖锐物体。

（2）基础面应基本干燥，不出现明显积水。

（3）底层、阳角修圆半径应不小于30cm。

（4）回填土及地面不能有污染危害物质，否则，必须彻底清理干净。

（5）底层层面上如有凹洞，须用膨润土胶泥或级配料修补填平。

（6）膨润土防水毯的施工应在基础及底层工程验收合格后进行。

3.2 防水毯铺设

（1）宽幅、大捆膨润土防水毯的铺设宜采用机械施工；条件不具备及窄幅、小捆膨润土防水毯，也可采用人工铺设。

（2）按规定顺序和方向分区、分块进行膨润土防水毯的铺设；铺设时应使防水毯的无纺布面即白色面朝上，编织布面朝下。

（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。

（4）膨润土防水毯搭接面不得有沙土、积水等影响搭接质量的杂质存在。

（5）膨润土防水毯搭接施工方法：搭接宽度宜为50cm，在搭接底层的边缘15cm处均匀撒上膨润土干粉或膨润土胶泥，其宽度为15cm，重量为0.4kg/m2。搭接时，搭接处膨润土干粉应先喷水活化，粘合后压实，并保持平整。

（6）立面及坡面上铺设膨润土防水毯时，为避免其滑动，可用销钉加垫片固定。

（7）铺设过程中应随时检查膨润土防水毯的外观有无破损、孔洞等缺陷。若发现有孔洞等缺陷或损伤时，及时用膨润土干粉（膨润土胶泥）或用破损部位尺寸放大15cm以上的防水毯及膨润土干粉（膨润土胶泥）进行局部覆盖修补，边缘部位按搭接的要求处理。

（8）当遇有膨润土防水毯与桥墩的连接施工时，桥墩周围缝隙用膨润土粉填实，再进行彻底密封处理。桥墩四周的防水毯用细铁丝扎紧。坡度较大的斜面可用塑料锚固钉加以固定。

（9）若仅用单层膨润土防水毯作为防渗层时，在防水毯铺设完成后，应于当日完成保护层回填土的施工并压实。

4 防护工程设计

为避免人工湖水位变动区边坡淘刷破坏，本工程采用生态护坡袋对边坡实施防护。

生态护坡袋主要由生态袋、连接扣、植被3个核心要素及其他辅助材料组合而成，构筑一个集生态、环境、工程于一体的边坡防护结构。其以施工简便，适用范围广泛，水土保持及生态效果显著为主要优点。

4.1 生态袋

生态袋是一种无纺土工布料，是由100%聚丙烯人造纤维材料针刺成网的高强度平面稳定的材料。具有抗紫外、抗老化、无毒、不助燃、裂口不延伸的特点，并永不降解。

生态袋的主要性能指标见表2。

表2 生态袋主要性能指标

4.2 防护设计

（1）生态袋规格（长×宽）：600mm×400mm。

（2）防护范围：人工湖水位变动区边坡，即设计水位以上0.4m至以下0.5m区间边坡。

（3）防护结构：防护边坡底端设0.5m宽平台，平台上设两层生态袋；平台以上斜铺一层生态袋于边坡防渗结构粘土保护层之上，生态袋铺设坡度同人工湖边坡为1∶3。防护边坡顶平铺一层生态袋封顶；生态袋之间及生态袋与保护层之间设连接扣锁定。

5 生态袋护坡施工

（1）清理、整平、夯（压）实坡面。

（2）种植土过筛（孔径20mm的大眼筛），保证土壤颗粒均匀。

（3）装袋前，将种植土浇水润湿，保证含水量为20%。

（4）装袋时，将种植土装入生态袋内，边装边墩实，以使装填饱满。

（5）封口时，用封包机线缝或者扎带封口。

（6）放置连接扣；码放生态袋，并保证生态袋平整、整齐。

（7）封顶前，用粘性土垫填生态袋与坡面之间缝隙，并压实。

（8）封顶后，及时进行绿化种植和养护。

6 结语

（1）钠基膨润土防水毯是一种新型环保生态复合防渗材料，具有防渗性能好、适应地基变形能力强、自我修复能力强、耐久性及环保性能好、易于施工、性价比高等优点。

（2）生态护坡袋是一种新型环保生态软体护坡材料。这种新型的软体护坡结构与传统的硬体结构相比，具有自我调节能力强、水土保持效果好、生态功能好、亲和性好、施工便利、应用范围广泛等优点。

（3）本工程人工湖防渗及防护设计分别采用了钠基膨润土防水毯和生态护坡袋，既解决了人工湖蓄水、保水和边坡淘刷破坏问题，又确保了人工湖及周边生态环境免遭破坏，工程效果良好。

［1］河北省水利水电勘测设计研究院.乐亭古滦河湿地公园总体规划［R］.2009.

［2］GB50286—98，堤防工程设计规范［S］.

［3］GB50290—98，土工合成材料应用技术规范［S］.

［4］董哲仁，孙东亚.生态水利工程原理与技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.