钠基膨润土防水毯在水利工程中应用-论文网

　　钠基膨润土防水毯在水利工程中应用
　　吴子平孙志勇
　　(辽宁省水利水电勘测设计研究院)
　　（辽宁省大伙房水库管理局）
　　摘要：利用高纳膨润土遇水特强膨胀、受热干缩，耐冻融等特性,论述了膨润土防水毯的防水机理，钠基膨润土防渗毯在宁夏惠农渠、汉延渠、陈渠上应用，取得很好的效果，有一定推广价值。
　　关键词：高纳膨润土防水毯膨胀防水机理
　　膨润土防水毯是由膨润土的矿物名称蒙脱石，天然膨润土按化学成分分为钠基和钙基两大类，是一种很好的防水材料，在人工湖，地下室，垃圾填埋场，河道，绿化湿地，隧道地铁等很多领域应用，施工简洁方便，是一种理想的防水材料。
　　1工程概况
　　惠农渠位于石嘴山市境内，七、八十年代农田基本建设时对渠道进行混凝土衬砌，但由于设计标准低、冻胀破坏严重，砌护工程已基本被破坏，渠道已成为土渠，渗漏损失大，渠系水利用系数仅为0.45。在93+710~95+460段属于半挖半半填渠道，现状渠道比降1：10000，迎水坡1：1.5，底宽24m，渠深3.4m，设计水深2.5m，设计流量59.0m3/s。渠道冬季气温较低，年平均气温8.2℃，冬季日平均气温-9.3℃，极端最低气温-30.3℃，冻期145天，负气温天数158天，最大冻深0.95m，土质为砂质壤土。
　　宁夏银川汉延渠建造与上世纪六十年代，干渠总长2.807km，走向南北方向，现状渠道比降1：3000，迎水坡1：1.5，底宽3.5m，渠深1.9m，设计水深1.28m，设计流量4.0m3/s。在82+000~84+807段底下水位较高，冬季渠道有积水，属于半挖半填渠道，渠道冬季气温较低，年平均气温8.4℃，冬季日平均气温-9.2℃，极端最低气温-23.7℃，冻期140天，负气温天数153天，最大冻深0.9m，土质为粉质壤土。渠道年久失修，渠道衬砌及建筑物大多损坏，渗漏严重，严重影响渠道安全运行和灌区正常灌溉。
　　陈渠位于惠农渠下段支渠上，在石嘴山市境内，渠道走向东西向，衬砌型式为弧底切线边坡全断面混凝土板衬砌，设计流量0.56m3/s，设计水深0.85m，渠道比降1：3000，迎水坡1：1，渠深1.1m。
　　2渠道防渗处理
　　高钠膨润土具有特强的膨胀特性，用针刺法将颗粒壮的膨润土织在两层土工布之间。膨润土防水毯遇水后，膨润土开始膨胀，在局限性压力状态下，膨润土在垫层内形成连续的、密封性的胶凝体层，能有效隔绝水的入侵，形成良好的防水层。膨润土防渗毯是一种新型的土工合成防渗材料，利用土工织物来承载和护面的结构形式，与土工膜、混凝土、高分子防水材料相比，具有柔性好，抗张应变的能力强；自愈合功能强；抗干湿和适应冻融能力强；施工方便快捷，寿命长，不老化更环保，与土壤的接触面为土工织物，界面摩擦系数大不易滑落，能很好解决边坡稳定问题等优点。
　　惠农渠、汉延渠的膨润土防渗毯施工2005年3月26日开始，陈渠开始于2005年4月10日，施工前渠道基面均为素土夯实。为了具有可比性，并考虑经济投资，汉延渠段分别采用全断面混凝土板与膨润土防渗毯复合衬砌，以及素土与膨润土防渗毯的衬砌。惠农渠衬砌型式分别采用浆砌石基础混凝土板护坡与膨润土防渗毯复合衬砌，其中防渗毯上铺设3cm水泥砂浆衬砌，防渗毯上铺设40cm素土衬砌。陈渠采用了弧底切线边坡全断面混凝土板与防渗毯复合衬砌，衬砌长度600m。
　　3膨润土防渗毯的施工工艺
　　（1）基槽开挖整修
　　渠道土方达到标准要求以后，按渠道断面尺寸进行开挖，并对边坡和渠底进行修整。注意坡面的平整度，清除尖锐物、树根等杂物。如有积水进行排水，以防止膨润土防水层过早发生水化作用。在惠农渠施工过程中，由于渠道内有积水，事先开挖排水槽实行排水。
　　（2）防渗毯铺设
　　渠道基槽平整无积水后即可铺设防渗毯。防渗毯面层的有纺布一侧应对着遇水面（即朝上），根据断面尺寸可采取纵向和横向铺设，防渗毯可根据需要任意裁割。施工过程中，汉延渠和惠农渠边坡采用横向铺设，惠农渠渠底和陈渠采用纵向铺设。
　　接缝处理，每幅防渗毯要求相互搭接，搭接长度不少于100mm。横向铺设时，搭接方向应与水流方向一致，即上游一幅搭接在下游一幅上，以保证防渗毯不被水冲刷翻起。搭接好后，在搭接部位上均匀撒上颗粒状膨润土。防渗毯铺设的渠坡顶端应留折角3，并挖V形槽将防渗毯按三角形折起，用土填埋，其作用是防止坡面的防渗毯下滑。
　　安装后的防渗毯如有损坏，应另裁割一幅比损坏面积大100mm2的防渗毯覆盖与其上，搭接周边撒上膨润土。防渗毯铺设检查合格后，填压50cm回填土，采用混凝土板砌护时，在铺设好后的防渗毯上铺设3cm厚M5水泥砂浆垫层，砂浆垫层的铺设与混凝土板的铺砌同步进行。铺砌顺序从底向上抹平、压实，满足厚度要求，以保证混凝土板的平整度。如遇到雨天，应组织排水，待雨停并清除积水后才能继续施工，对受潮的防渗毯无需更换，但应避免在防渗毯上走动。
　　防渗毯的铺设搭接和收口应符合设计要求和施工规范，并牢固稳定，无空鼓、损伤、划移、翘起、皱折等。
　　4结论
　　通过对惠农渠、汉延渠、陈渠三段渠道膨润土防渗毯的施工，充分表现了膨润土防渗毯施工方法简单、施工速度快，对现场环境、基本面要求宽松，不受温度限制，且透水性，环保节省费用，和传统的防水防渗材料相比有着不可替代的优越性，是一种可以信赖和推广的新型防渗材料。特别是严寒地区，建筑物存在冻胀破坏，而且每年都要进行建筑物岁修，膨润土防渗毯材料能够不受冻融循环影响，从而节省每年岁修费用。因此，大规模使用膨润土防渗产品，降低防渗防漏工程成本，缩短施工时间，具有广泛的经济效益和社会效益。