随着兰州新区建设的迅猛发展，国家对生态环境建设的重视，为改善气候干燥的人居环境，景观人工湖的建设也逐渐增多。兰州新区职教园区省级统建“三校一区”景观系统工程是比较典型的代表，该景观水系包括能源化工学院湖、卫生职业学院湖及共享区的南湖、北湖，湖体面积 85342m。湖体驳岸有软驳岸和硬驳岸，最深处水深 1.5m。拟建场地内黄土属IV级自重湿陷性黄土，需采取消除黄土湿陷性地基处理措施，全面积进行防渗处理，存在较大施工技术难度，分析湿陷性黄土地基的处理方案，选择适合温差较大地区大面积人工湖的复合土工膜防渗材料;研究湖体防渗系统的施工工艺及细部作法。通过对湿陷性黄土地区复合土工膜人工湖防渗施工的研究及实施，确保湖体无渗漏、无下沉，节约了成本，提前了工期，为湿陷性黄土地区类似工程施工提供可借鉴的经验。
1湿陷性黄土地基的处理
拟建场地内黄土属IV级自重湿陷性黄土，遇水浸湿后，土的结构迅速破坏，强度显著下降。湿陷性黄土地基处理的方法有灰土垫层法、重锤夯实、强夯法: 灰土垫层法可消除基础底面 1~3m 土层的湿陷性，不足的是湖体面积大土方外运、换填成本高，且处理影响深度浅。综合分析后对湖位底面原土、湖边驳岸垫层底原土采用重锤强夯法消除处理深度范围内地基土的湿陷性，提高地基土的密实度和地基承载力，防止因土体的不均匀沉降造成土工膜开裂而渗漏。
重锤强夯法处理影响深度填方区 8 米，挖方区 6 米，处理范围外扩 10 米。强夯分三遍进行，前两遍点夯，第三遍满夯。在夯实前，对场地土进行增湿处理。
2 人工湖防渗体系
湖体采用复合土工防渗膜，防渗膜为两布一膜(250g/m“/0.7mm/250g/m)，膜下铺筑 30cm10%水泥土结构层，膜上铺筑 40cm 红粘土保护层。
3 复合土工膜材料的性能要求
3.1 对土工膜的基本要求
复合土工膜必须具有强度高、延伸性能好，耐酸碱、抗腐蚀，耐老化，防渗性能好等特点。要有较高的延伸性,适合大面积防渗施工要求，以适应沉降与变形。
3.2 土工膜厚度要求
复合土工膜要有一定厚度，以保证其有足够不透水、不透气性,具有抵抗破坏的能力,便于焊接，土工膜要求厚度应根据沉降等原因引起的变形量来计算,还要考虑施工条件及偶然荷载等因素,本工程采用的土工膜厚度 0.7mm。密度 ( p) 不低于 900kg/m’ ;破坏拉应力(o)不低于 12MPa; 断裂伸长率 ( e )不低于 300%: 抗冻性(脆性温度)不低于-60C，撕裂强度大于或等于 40N/mm，抗渗强度在1.05MPa 水压下48h 不渗水。
4 复合土工膜接缝强度及锚固要求
4.1 接缝强度
土工膜接缝设计平行于拉应力大的方向，使得接缝数量最少接缝避开弯角，设在平面处。土工膜间接缝采用焊接连接，搭接宽度为 10cm，焊接接缝抗拉强度不低于母材强度。
4.2 土工膜错固
4.2.1 土工膜在软驳岸锚固时设置宽 50-100cm，深 30-50cm 错固沟用种植土填埋，并将土工膜延伸至紧邻路缘石基础凹槽内，凹槽内土工膜上翻至路面面层下标高处，安装路缘石压错。此部位土工膜做法既要能保证膜边侧固定，又要满足锚固沟面层后期种植防渗作用。如图 4.2.1-1:
4.2.1-1 土工膜软驳岸锚固
4.2.2 硬驳岸土工膜从湖体驳岸内侧翻边至硬驳岸顶部后，采用涂膜树脂类胶与岸顶粘接，土工膜延伸至紧邻路缘石基础凹槽内，安装路缘石压错，再利用硬驳岸顶大理石材平铺固定，双重固定如图 4.2.1-2:
4.2.1-2 土工膜硬驳岸错固
5 复合土工膜的施工
5.1 施工准备
铺设前，对人工湖水泥土结构层进行碾压夯实，表面不得有石子、混凝土颗粒等杂物，表面平整，压实度符合要求。
5.2 土工膜铺设方法
土工膜施工工艺:裁剪、试铺一正式铺设一试焊一拼缝焊接及缝合一特殊部位处理一焊缝质量检测一缺陷的修补一复检验收。
5.2.1 土工膜裁剪、试铺
铺设前，根据湖体尺寸订做适宜的土工膜幅宽、长度。按湖底断面尺寸裁剪膜料应比湖底断面实际面积大 5%。在正式铺设前，进行试铺设，最少三幅，局部蓄水试验无渗漏后正式铺设。5.2.2 土工膜铺设
(1) 土工膜铺设施工气温在 5C以上，风力 4 级以下无雨雪天气进行，作业人员不能穿硬底鞋在膜上踩踏，机械不得碾压。
(2) 施工前画铺设顺序和排版图，铺设部位及顺序为湖底一坡面一驳岸。人工纵向铺设，按规定顺序和方法分区分块进行，模块间形成的节点为 T字型:膜与膜间搭接宽度 10cm，施工伸缩预留量15-20cm。坡面上铺设时，按由下而上的顺序，搭接时将高处的膜搭接在低处的膜上。土工膜自然松弛与基底贴实。铺设完未覆盖红粘土前，在膜的边角处每隔 2-5 米放 1个 20-4kg 重的砂袋。5.2.3 土工膜试焊
土工膜正式焊接前由厂家专业技术人员对现场施焊人员进行培训，再进行试焊作业，并委托工艺试验，确定焊接温度、速度等施工工艺参数，制定焊接工艺指导书，进行技术交底。5.2.4 土工膜拼缝焊接及缝合
(1) 土工膜焊接搭接面不得有污垢、砂土、积水等影响焊接质量的杂质存在，焊接时基底表面干燥，含水量在 15%以下，膜面用纱布擦干净。
(2) 复合土工膜之间搭接处采用双缝热合焊接，T 字型结点补疤和特殊结点的焊接采用单缝挤压焊接，焊道搭接宽度 8~10cm，焊缝双缝尺寸为 2*10mm，平面和垂直面的自然褶皱为 5%~8%。详见图 5.2.4。
3)在焊接前先将底层焊道处的土工布连接处用手提式缝纫机缝合。再逐幅进行正式焊接，连接的两层土工膜搭接平整、舒缓。根据气温和材料性能，随时调整和控制焊机工作温度、速度，要求连续、稳定、牢固。焊缝处土工膜熔结为一个整体，不得出现虚焊漏焊，出现虚焊、漏焊时，必须切开焊缝，使用热熔挤压机对切开损伤部位用大于破损直径一倍以上的母材补焊，横向焊缝间错位尺寸大于 500mm，T 字形接头采用母材补疤，尺寸为 300*300mm，疤的直角修圆。
如图 5.2.4一3、5.2.4一4。
5.4 焊缝质量检测
土工膜焊接后，对全部焊缝进行检查，包括焊缝结点、破损修补的部位，漏焊和虚焊的补焊部位等。现场检测方法为充气法，使用气压检测仪及真空检测仪。试验室对其焊缝抗拉强度取样进行复试。现场检测完毕后立即对检测所用的充气打压孔焊接补堵。如图 5.4-1。
5.5 土工膜缺陷的修补
铺膜过程中随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷，有缺陷或损伤时，及时用母材修补,补疤每边超过破损位置10-20cm。
5.6 防渗效果检测及分析
土工膜上红粘土保护层施工完成验收合格后，进行湖体注水，达到要求水位后，对土工膜防渗效果进行了观测和数据统计。水面下降量和蒸发量符合设计要求，无渗漏，湖面水位平稳，湖体整体防渗漏效果好。
6 结语
在人工湖复合土工膜防渗施工中，湖体采用 HDPE 复合土工膜+铺红粘土保护层防渗体系，确保了湖体整体防渗效果。施工便捷，环保经济，为湿陷性黄土地区类似工程建设提供了可借鉴的经验!取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
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