人工湖膨润土防水毯防渗改造设计及施工工艺

一、材料简介

膨润土防水毯（GCL）是一种新型土工合成材料，它由经过级配的天然纳基膨润土颗粒和相应的外加剂混合均匀后，通过特殊的工艺及设备，靠成千上万纤维的强度把高膨胀性的纳基膨润土层均匀、牢固地固定在两层土工布之间，如此制成的圣羽膨润土防水毯（GCL），既有土工材料的密封、隔离和增强作用，又具有优异的防水（渗）性能，是现代许多土木工程中不可或缺的重要材料之一。

序号检测项目技术指标备注

1、膨胀系数ml/2g≥24ASTM-D5890

2、含水率%≤12ASTM-D4643

3、流体损耗ml≤18ASTM-D5891

4、抗拉强度（纵横向）KN≥10ASTM-D4633

5、剥离强度N≥65ASTM-D4632

6、单位面积膨润土质量g/m2≥5000

7、渗透性cm/s<5×10-9ASTM-D5084

8、指示流量m3/m2/s<5×10-8ASTM-D5887

二、膨润土防水毯施工注意事项

1、膨润土防水毯的储运应防水、防潮、防强烈阳光暴晒。储存时地而应采取架空方法垫起，运至现场的膨润土防水毯应在当日用完。

2、在进行下道工序或相邻工程施工时，应对已完成工序的膨润土防水毯妥善保护，不得有任何人为损坏。

3、应尽量避免穿钉鞋、高跟鞋在膨润土防水毯上踩踏；车辆等机械不得碾压膨润土防水毯。

4、在GCL防水毯的施工中，已铺设完成的GCL应在当日完成铺设500mm厚黏土保护层；当日不能完成保护层的施工，应对GCL进行覆盖，以防下雨下雪而使GCL先进行水化及强烈阳光对GCL的暴晒。

5、对GCL单层的防渗、防水施工工程，在施工结束后并验收合格后，应迅速用比重大于2.0的土、砂子或石粒进行回填。回填时为防止GCL的损坏，回填土中不能含有粒径大于10mm以上的碎石，回填土的厚度不应小于30cm。回填土应分级回填夯实，压实度不得低于85%。

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三、施工方法

3.1工艺流程

基层处理，找平去角——测量尺寸、预定下料次序——防水毯驳岸和河底的铺设——施工验收——做砂浆或回填保护层。

3.2主要机具

铲车或叉车、压路机、射钉枪、壁刀纸、卷尺、直尺、锤子、抹刀、钳子等。

3.3基层处理

1）河道的防渗主要有坡面施工、立面（或驳岸）施工和底面施工，但一般需要连续统筹安排。铺设GCL前必须采用必要的设备将底部的细纱整平夯实，出现大块的岩石需特殊处理（剔除或通过碾压把其大块石子碾小），在大的缝隙里塞入细纱，直至表面平整，压实度达85%以上。

2）表面应基本干燥，不能有明显的水渍和坑洼。GCL可以在潮湿的环境下施工，但应避免浸泡在水中。

3）如基础土层底部标高低于地下水位，应采取有效的降水措施排干积水。

4）在细纱层的表面铺设5公分厚的黏土层，在粘土层上进行夯实（或压实、振捣等），压实密度需大于85%。

5）基层和立墙地部风应做成圆弧形或钝角。

6）膨润土防水毯的施工应在基底支持层工程验收合格后进行。

3.4膨润土铺设前的准备工作：

1）做下料分析，画出膨润土防水毯铺设顺序和裁剪图。

2）检查膨润土防水毯的外观质量，记录已发现的机械损伤和生产创伤、孔洞等缺陷，以便在铺设时进行修补。

3）防水毯的施工应在无雨、无雪天气下进行。施工时如雨、雪，应用塑料薄膜进行遮盖，防止GCL提前水化。

3.5GCL的铺设

1、在基础达到要求后，防水毯的铺设应沿水流方向顺水搭接，先坡岸（护岸）后底层的顺序进行，即上游的GCL搭接在下游的GCL上。

2、搭接应平整且搭接长度≥300mm。

3、搭接处均匀撒上0.4kg---0.6kg/m的膨润土粉。

4、考虑基础的下沉变形，必要时GCL可以在底部打皱1~2个，打皱长度为100mm。

5、GCL的无纺土工布即白色面冲上铺设，上面再用300mm厚夯实的粘土、中砂或用60mm---100mm厚素砼覆盖，也可用50mm厚水泥砂浆嵌粒径50--80的卵石。当坡底与坡壁防水斜面的角度其比例大于1：3时，在坡壁防水斜面上用100mm厚素砼覆盖。

6、GCL铺设时，边缘铺设高度高出设计水位100mm。

7、如遇到管线或桩头等穿越GCL，先用一块完整的GCL依其管径再加周径300mm做个底部加强处理，整卷铺设后，再用水将膨润土粉搅拌成浆状涂补管边。

8、如遇到GCL破损或较复杂的接缝处，用一块完整的GCL依其破损或接缝处尺寸再加周径300mm进行覆盖，重叠部分两层GCL之间撒膨润土粉。

3.6.1立面护岸和坡岸的GCL铺设施工：

1、根据现场施工的实际情况，建议采用由上往下的顺序铺贴防水毯。对于角度小的坡面，可以直接在坡岸上开卷铺设。并尽快作好保护层。

2、护岸在墙施工的阴、阳角处应作成圆弧形或钝角，阴角部位最好先裁剪400mm宽度的防水毯做加强处理，然后再进行大面的铺设。驳岸立面上铺设膨润土防水毯时，为避免其不贴实，可用25mm长钢钉加垫片将其固定。也可直接用砖石预压。

3、除了在防水毯重叠部风和边缘部位用钢钉固定外，整幅防水毯中间也需要视平整度加钉，务求防水毯稳固服帖地安装在墙面和地面。

4、钉孔部分和重叠部位要涂抹膏状膨润土密封剂进行处理。

5、护岸最下面的防水毯要和底面的防水毯搭接、固定，以达到形成一个完整的防水体系。防水毯铺设时，应使编织布一侧朝向墙体，使无纺布面朝向迎水面一侧。

6、防水毯在立面施工搭接时，在接缝处由于无法使用膨润土粉状密封剂加强防水，可采取以下方法施工；将膨润土粉用水调成膏状涂抹于搭接缝处。

7、防水毯应尽量避免在立面和坡岸搭接。如果防水毯需要在立面和坡岸搭接时，应按照高处的防水毯在外侧、低处的防水毯在内侧（紧贴在墙面上），以防止回填土时有异物进入搭接缝。

8、立面和坡岸铺设完成后，应在底面留下足够长度的防水毯（不少于2M）以便于与河底大面防水毯的搭接，并在边缘用PE膜进行保护，避免防水毯提前遇水膨胀。

3.6.2GCL的河底面大面铺设工艺：

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

2、按规定顺序和方向，分区分块进行防水毯的铺设。防水毯应以品字形成布，尽量避免有十字形叠口出现。

3、防水毯两边的土工织物分别为无纺布和编织布，铺设时无纺布应对着迎水面：即无纺布朝上。铺设至加强部位时需先去除临时的PE保护膜，再继续铺设。

4、防水毯平面搭接施工方法：搭接宽度应为250mm，在搭接底层防水毯的边缘150毫米处撒上膨润土粉状密封剂，其宽度为50毫米、重量为0.5kg/m。遇有大风天气时可将粉状密封剂用等量清水调成膏状，在按上述要求涂抹于毯上。

5、防水毯应自然松弛与支持层贴实，不宜折褶、悬空。

6、使用砂浆作为保护压层的部位，应在防水毯铺设施工还应包敷一层PE膜，必免因雨水或意外来水导致防水毯提前遇水膨胀，同时保证砂浆压层的充分养护。

7、在河底的各边界处铺设防水毯时，应使防水毯与坡面或护岸预留的防水毯搭接完好，对土质基础则应适当提高搭接量。

8、铺设过程中应随时检查GCL的外观有无破损、孔洞等现象。发现有孔洞或损伤时，应及时用膨润土或膏修补，并用破损部位周边放大25cm以上的GCL进行局部覆盖修补即可，边缘部位按搭接的要求处理。

3.7GCL的固定

1、斜面自然驳岸时，河、湖四周均设锚固沟，深≥400mm，宽≥400mm，将GCL边缘翻入并回填锚固。

2、垂直驳岸时，用钢钉与周边结构固定。

3.8保护层的施工：

保护层的施工是保证防水毯防水效果的非常关键的环节，必须符合下列要求：

1、铺设施工完的防水毯，必须于当日（保证不被水淋湿）完成保护层的施工。

2、河底可以直接用土回填，夯实后回填土厚度要大于500mm。所有回填土最好用砂子或过筛后的土，不得含有10mm以上的石子等杂物。回填土每回填500mm厚度时，要进行夯实（或压实、振捣等），回填土的密度须大于85%。

3、河道的护岸建议不直接用土回填，避免流动水的腐蚀作用破坏保护层。

4、在夯实、压实过程中，注意不要损坏防水毯！如有损坏，应及时进行修补。

四、施工质量的检验

防水毯铺设完成后，应由质检和监理人员对其质量进行检验，要注意以下几个工序：

1、全部搭接部位（缝）是否符合要求。

2、破损修补的部位是否符合要求。

3、前次检验未合格而再次修补的部位是否符合要求。

4、防水毯与其它设备、基础结构等的连接部位是否符合要求。

5、钢钉固定的部位是否符合要求。

6、防水毯及其搭接部位是否与基层贴实，有无褶皱和悬空。

7、确认防水毯没有遇水而发生前期膨胀。

8、回填土或保护层是否符合要求。

9、质量检验应随施工进展进行，自检合格后应经监理检验，验收合格后，方可进行下道工序。

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