玻璃轻石材料在湿地系统水质净化中的应用探析

陈词珊 （安徽水利开发有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 技术特点及适用范围

1.1 技术特点

①水体通过设置的多级连续过滤池并经过池内填筑的玻璃轻石料和种植的水生植物双重过滤、净化，净化后的水体流入人工湖或河道，对比传统水质净化工艺，其综合造价较低。

②玻璃轻石是一种玻璃废料加工再利用的轻质环保材料，可就地取材，节能环保效益显著。

③净化池数量根据不同地区及水质受污染程度可灵活设置，施工工艺便捷，易于操作。

④玻璃轻石比重0.2～0.8g/cm3，填筑厚度一般为80cm，鉴于材料比重小，填筑后需在其顶面再覆盖20cm厚砾石料进行压顶。

1.2 适用范围

玻璃轻石湿地系统水质净化施工技术适用于海绵城市建设和城市河道、湖泊轻度污染治理，通过对污水净化改善，尤其是在水系发达的城市应用，水生态环境改善效果显著。

2 工艺原理及工艺流程

2.1 工艺原理

施工工艺原理：通过修建一种循环水体自净化湿地系统来改善、净化城市河湖水质，系统结构是由多个连续且有一定坡度的钢筋混凝土过滤池组成，池中填充玻璃轻石作为主要净化水质材料，结合种植根系发达的水生植物。水体通过过滤池进水口流入池中，并经过逐级沉淀及水生植物的双重水质净化后，再经过滤池出水口流入人工湖或河道，通过不断循环，达到改善、净化水质的目的。

2.2 工艺流程

测量放线→湿地土方开挖→过滤池混凝土结构施工→防渗膜铺设→分区填筑粒料（卵石、砾石）→安装分割板→填筑玻璃轻石粒料→人工摊铺、整平→塑料平网铺设→填筑面层粒料（砾石）→水生植物种植→通水（污水）净化水质。

3 主要施工方法

3.1 总体规划

根据玻璃轻石湿地系统规划区域位置在现场设置材料堆放区（堆放玻璃轻石、卵石、砾石料、钢筋、模板等）、钢筋加工场、进出场施工便道等。

钢筋加工场靠近材料堆放区设置，以方便钢筋加工制作及转运。根据湿地过滤池施工布置、施工强度确定过滤池每次混凝土浇筑方量，过滤池混凝土结构采用间隔跳仓法施工，按照先廊道、后隔墙顺序依次施工。

3.2 过滤池土方开挖

湿地过滤池土方开挖采用1m3反铲挖掘机作业，自卸汽车转运，按照从上游（进水口侧）至下游（出水口侧）方向依次进行，开挖面按设计坡比控制高程。开挖至设计高程10～20cm后采用人工开挖并整平至设计基面，基面采用振动压路机进行碾压，压实度不低于设计标准。

3.3 过滤池混凝土结构施工

湿地过滤池连续设置多格，过滤池隔墙为钢筋混凝土结构，高度1.0m，宽度0.25m，为方便材料转运，采用分隔跳仓法施工。模板选用钢模，并采用对拉螺杆结合钢管进行支撑加固；隔墙混凝土一次性浇筑完成，相邻施工缝之间采用橡胶止水带进行止水。施工过程中做好钢筋绑扎、模板安装及在进、出水口侧和相邻过滤池廊道处预埋PVC排水管等。

过滤池数量视水体受污染程度及净化后的水质标准而定，每个过滤池从进水口至出水口按一定设计坡度进行连续设置，确保水流流向顺畅。

3.4 防渗膜铺设

湿地过滤池防渗膜采用人工铺设，防渗膜位于基层素土面与填料层之间，采用厚度1.0mm的HDPE复合土工膜（两布一膜），防渗膜接缝采用热熔焊接，搭接宽度宜为10cm；防渗膜与隔墙混凝土面连接采用防渗膜专用胶粘剂连接。防渗膜与池内混凝土结构粘贴密实，形成一个完整封闭的防水系统。

3.5 填充料填充（卵石、砾石）

湿地每格过滤池内粒料填充采取从两侧向中间依次填充，从边侧向中部依次填筑卵石（粒径40～80mm）、砾石(粒径 20～30mm)、砾 石（ 粒 径 15～20mm）、玻璃轻石(粒径10～15mm)，除卵石层填筑厚度1.0m外，其余材料填筑层厚度80cm，并在顶部再覆盖20cm厚粒径5～10mm砾石层，所需材料均由专业材料厂家加工成合格材料，并运至现场。

为防止各区材料混填，相邻区域填充料填筑时，采用分隔板进行挡设，各区粒料对称依次向上填筑，每层填筑厚度不宜超过30cm；当每层填料达到30cm时提升分隔板，以此类推，直至填筑完每格过滤池内所有材料。

3.6 玻璃轻石填充

玻璃轻石填充是待两侧砾石料填筑至设计高程后进行施工，玻璃轻石料由专业加工厂加工制作合格后运至现场。

玻璃轻石原料采用编织袋包装，每袋方量约1m3，重量约500kg，现场采用人工配合汽车吊将材料吊至填筑区，打开包装袋将玻璃轻石卸至作业面，人工进行摊铺整平；对于局部汽车吊无法吊装到位的填筑区，采用移动式皮带输送机将玻璃轻石料输送至填筑区。砾石料及玻璃轻石材料填筑时，应保证整个过滤池池体内填料密实均匀，表面平整。

3.7 塑料平网铺设

玻璃轻石比重小（比重0.2～0.8g/cm3），单颗重量轻，遇水时则浮于水面，为确保填筑后的平整度及满足水质净化工艺要求，待玻璃轻石填筑至设计高程后，再在其表面铺设一道塑料平网及20cm厚砾石料进行覆盖压顶。砾料填筑可采用移动式皮带输送机进行作业，人工辅助摊铺、整平。

3.8 湿地水生植物移栽

湿地水生植物移栽种植采用幼苗，选用的水生植物应能保证成活率、外观颜色新鲜，茎叶高度约为30cm，可根据当地水生植物种类尽量就地取材，过程中应避光保湿储藏。湿地过滤池土建工程完成后，应在适宜的气候季节连续种植，直至结束。种植时，人工采用手工工具在湿地填料上层挖坑栽植，洞口尺寸应合理，以植物根系完全埋没但不发生大的折曲和破坏为原则，茎叶位于填料层上面。植物应随取随栽。

人工湿地种植植物最佳时间亦为春天或初夏，湿地植物覆盖率达到60%～80%时才可以运行。过滤池内应有充足的水源，以供水生植物吸收。植物种植2个月以后，需检查植物生长程度，主要标准为植物种植密度、总覆盖率等，如果达不到标准，则需要补种。

4 工程质量控制

4.1 关键部位、关键工序的质量要求

①施工前认真对施工图纸进行会审，并与建设、监理、设计及时沟通，不断优化设计方案，以满足施工及今后运行要求。

②加强进场原材料的试验检测、施工机械设备调试、计量仪器标定等工作。

③按工序依次进行湿地土方开挖、回填、混凝土结构施工、防渗膜铺设、填充料填筑、充水及水生植物种植等，确保各道工序衔接有序，有条不紊进行，以保证工程进度、质量和安全。

④湿地过滤池排水坡比应从土方开挖时即要进行预留及测量控制，不得从填筑的各级粒料面进行找坡控制；湿地土方开挖从进水口方向至出水口方向自上而下依次进行分层开挖及坡比控制，土方开挖至设计高程10～20cm时，停止机械作业，采用人工开挖并整平至设计建基面，基面采用振动压路机进行碾压，确保压实度符合设计和规范要求。

⑤混凝土结构施工，钢筋规格、形状、保护层厚度；模板断面尺寸；预留孔洞位置、尺寸等均须符合设计和规范要求。

⑥防渗膜铺设，防渗膜之间连接采用热熔焊接，搭接宽度宜为10cm；防渗膜与混凝土面连接采用专用胶粘剂连接。湿地内有其他构筑物时，须在构筑物外包裹防渗膜，并与湿地防渗膜连接，防止漏水，防渗膜高度与湿地池顶平齐。

⑦过滤料填筑前，首先检查防渗膜是否铺贴完好；填料填筑不得采用大型机械推填碾压，采用汽车吊、移动式皮带输送机进行填料，以保证整个池体内填料密实均匀。

4.2 施工质量控制方法

①湿地过滤池廊道及池体隔墙混凝土采用商品混凝土浇筑，汽车泵泵送。混凝土性能、强度、抗渗等级等参数符合设计和规范要求。

②每个工作班或每浇筑100m3混凝土时，应留置二组标养试块（抗压、抗渗）、一组同条件试块；标养试件达到养护龄期后，应及时对抗渗等级、抗压强度进行检测，检测值必须满足设计和规范要求。

③玻璃轻石原材每进场400m3进行取样检测一组，性能指标应满足检测规范SL352-2006标准要求。

④湿地过滤池混凝土隔墙内预埋DN200PVC排水管，两端应用土工布包扎严实，安装牢固，并有一定的排水坡度；混凝土振捣时，严禁振捣棒触碰管道。模板拆除后，去除管口土工布并进行疏通。

⑤湿地廊道盖板采用双钢化夹胶玻璃，规格为10mm+1.14PVB+10mm，每侧与混凝土隔墙搭接10cm；廊道内设置爬梯，材质一般选用塑钢踏步。

⑥湿地过滤池池体内粒料填充以机械作业（移动式皮带输送机、吊车）为主，人工为辅，提高工效；滤料铺设完成后做好成品保护，防止二次污染。

⑦湿地系统水生植物选用易成活，根系发达，吸附和耐污能力强，易于后期养护管理的植被。

5 工程实例

安徽水利开发有限公司承建的广西贺州黄安寺、狮子岗排洪河综合治理工程、广西崇左市城区生态水系修复工程（CZ4标段）均采用了湿地系统水质净化施工工艺，通过在两个项目上的实施与总结，形成了一套成熟的玻璃轻石湿地系统水质净化施工工艺，该施工工艺简易便捷，净化水质核心材料选用玻璃废料加工再利用，水质净化效果显著，不仅有效改善了当地水生态环境质量，减少了对大气及水系污染，保护了地方生态环境，而且还能在相邻过滤池廊道顶层处铺设双层钢化夹胶玻璃盖板作为城区百姓日常休闲观光绿道，取得了人与自然和谐共生的良好效果。

6 结语

主要施工材料利用无害化废料，减少了对环境的污染，通过对污水采取物理、生物双重净化措施，有效提高了污水净化后的水体质量，同时较好地改善了城市周边河湖水质，对城市环境有较大的改善，改善了百姓的居住环境，提高了舒适度，增强了百姓的幸福感，符合习总书记提出的“绿水青山就是金山银山”的科学论断。

该施工技术相较传统的污水自然沉淀净化施工，具有后期运行维护费用低、功能效应完善的特点，利于环境保护和水土保持。