李蒙蒙　向洪波　江　衛(wèi)　曹超東　杜金鑫

(中建鋼構(gòu)有限公司，廣東 深圳　518040)

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TPO防滲襯墊在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用

李蒙蒙向洪波江衛(wèi)曹超東杜金鑫

(中建鋼構(gòu)有限公司，廣東 深圳518040)

結(jié)合新型防滲技術(shù)的概念，對(duì)幾種常見(jiàn)的新型防滲材料進(jìn)行了分析，提出了一種環(huán)保型產(chǎn)品——TPO防滲襯墊，并對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)及施工方法進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，指出TPO防滲襯墊環(huán)保無(wú)污染、抗刺穿能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單，符合海綿城市建設(shè)理念。

防滲技術(shù)，TPO防滲襯墊，海綿城市，土工膜

0　引言

隨著城市化的不斷推進(jìn)，非透水地面不斷增加，天然植被減少，導(dǎo)致水生態(tài)功能的破壞，城市洪澇、水污染等問(wèn)題頻發(fā)。為從源頭緩解城市內(nèi)澇、削減城市徑流污染負(fù)荷、節(jié)約水資源、保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境，2012年4月在深圳召開(kāi)的《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展論壇》中首次提出建設(shè)“海綿城市”理念[1]。

建設(shè)海綿城市即實(shí)現(xiàn)低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)。其實(shí)質(zhì)是控制徑流、降低匯流，即利用天然或人工坑塘、洼地等措施，延緩雨水匯集速度，降低排水強(qiáng)度，達(dá)到城市雨洪控制目標(biāo)[2, 3]。另外，通過(guò)人工濕地、生態(tài)濾池等措施過(guò)濾和降解地表雨水污染物，經(jīng)凈化后的雨水可釋放加以利用，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展[4, 5]，對(duì)改善城市環(huán)境，提升城市形象和生活品味有著顯著的社會(huì)和環(huán)境效益?？梢?jiàn)在建設(shè)海綿城市的過(guò)程中，修建人工湖泊、池塘等滯留池有著十分重要的意義。

人工坑塘、湖泊屬于小型生態(tài)系統(tǒng)，自我調(diào)控機(jī)制薄弱，生態(tài)平衡易受外界干擾，蓄水能力有限[6]，所以防滲成為人工湖泊、坑塘設(shè)計(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一,做好防滲工程是建設(shè)人工池塘等滯留池的關(guān)鍵所在。因此本文在分析新型防滲技術(shù)的基礎(chǔ)上，以宜昌求索中創(chuàng)中心項(xiàng)目為依托，探討TPO防滲技術(shù)的特點(diǎn)，為人工湖防滲技術(shù)應(yīng)用提供相關(guān)參考。

1　新型人工湖泊防滲技術(shù)及其應(yīng)用

新型防滲技術(shù)即采用新材料、新工藝以增強(qiáng)防水性能、提高施工效率、節(jié)約成本、降低生態(tài)影響、優(yōu)化生態(tài)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處。目前較為常見(jiàn)的新型防滲材料有膨潤(rùn)土防水毯、LDPE土工膜、PE土工膜、HDPE土工膜等[6]，本文將對(duì)這幾種新型防滲做簡(jiǎn)要分析。

2　復(fù)合土工膜防滲材料

2.1膨潤(rùn)土防水毯

膨潤(rùn)土防水毯是一種新型復(fù)合防滲材料，內(nèi)部構(gòu)造為上下各一層無(wú)紡布，中間均勻夾雜一層4 mm厚的膨潤(rùn)土。膨潤(rùn)土具有良好的粘結(jié)性、膨脹性，經(jīng)吸水后在有限空間膨脹后形成緊密膠體，從而實(shí)現(xiàn)止水效果[7]。

膨潤(rùn)土防水毯防滲性能好，耐久性強(qiáng)，無(wú)毒害，不會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生影響，也不會(huì)影響水生植物生長(zhǎng)，滿足生態(tài)環(huán)保要求；不受環(huán)境溫度影響，自愈性強(qiáng)；施工簡(jiǎn)單，施工效率高。然而，由于其發(fā)展周期短，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)成本偏高，國(guó)內(nèi)目前無(wú)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝尚處于摸索階段，同時(shí)由于防滲機(jī)理決定了膨潤(rùn)土只能在密閉空間發(fā)揮防滲作用，因此膨潤(rùn)土的經(jīng)濟(jì)效益有待改善，實(shí)用性還需繼續(xù)探索。

2.2LDPE土工膜

LDPE土工膜由低密度的聚乙烯、乙烯、乙烯聚合物等材料聚合而成，是一種連續(xù)、柔軟的新型防滲材料。其在以往的土工膜柔韌的基礎(chǔ)上，增加了其良好的延展性，防撕裂和抗拉能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)基礎(chǔ)沉陷變形，不受凍脹影響，而且具有良好的耐腐蝕、抗老化等特點(diǎn)。其次，LDPE土工膜無(wú)需預(yù)留任何施工縫隙，它既可以在室內(nèi)焊接現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)，也可以現(xiàn)場(chǎng)焊接，避免了接頭搭接不當(dāng)而導(dǎo)致的漏水情況。另外其質(zhì)量輕、便于運(yùn)輸，而且施工簡(jiǎn)便[8]，然而，其抗穿透性能弱，成為阻礙其應(yīng)用的唯一短板。

2.3PE土工膜

PE土工膜是一種由聚乙烯制成的相對(duì)不透水卷材薄膜，其以短纖針刺非織造土工布為基布，采用復(fù)合工藝將較薄的PE膜與布有機(jī)結(jié)合在一起制作而成[9]。PE材料本身強(qiáng)度高，抗拉裂、抗撕裂性能好，而且耐老化、耐腐蝕，使用周期長(zhǎng),防水效果佳。

但是，PE膜屬熱塑性非極性材料，使用膠粘劑粘結(jié)很難達(dá)到理想效果，目前大都采用熱合焊接機(jī)焊接。焊接質(zhì)量受土工膜厚度、電壓、風(fēng)力、氣溫、基層平整度等諸多因素的影響，很難達(dá)到預(yù)期效果，易出現(xiàn)膜受熱熔化，導(dǎo)致接縫抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于母材強(qiáng)度，而且較薄的膜接縫往往出現(xiàn)熔化孔眼，造成滲漏隱患，而且耐穿透性能較差，達(dá)不到理想的防滲效果。

2.4HDPE土工膜

HDPE復(fù)合土工膜是一種由高密度的聚乙烯聚合物材料作為防滲基材的新型防滲材料[12]。產(chǎn)品具有高強(qiáng)度抗拉、抗撕裂等物理力學(xué)性能，延伸性能較好，耐腐蝕，抗老化等特點(diǎn)，而且成本低、施工簡(jiǎn)單，防滲性能好，常被用于工廠化養(yǎng)殖池、魚(yú)塘、蝦池的內(nèi)襯等防滲、隔離工程。但HDPE復(fù)合土工膜防滲仍然是一種新生事物,工程界對(duì)它的一些物理化學(xué)性能還不能完全肯定,還存在著很多疑慮。最讓人擔(dān)心的是，HDPE材料的耐候性和耐紫外線性能較差，在低溫狀態(tài)下，極易變硬變脆，特別是焊縫區(qū)域極易損壞，一旦漏了，修補(bǔ)起來(lái)比較麻煩，而且耐穿透性能較差[10]，在施工中難免會(huì)被刺破劃傷，因此HDPE防滲土工膜的物理力學(xué)性能還有待于繼續(xù)研究，在防穿透、修補(bǔ)破損方面有必要進(jìn)行改進(jìn)。

新型材料防滲結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

綜上所述，復(fù)合土工膜防滲作為一種新生事物，其物理化學(xué)性能尚不能在工程上完全得到肯定,還存在著很多疑慮，如何依據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求選擇合適的土工膜，使其在充分發(fā)揮物理力學(xué)特性的前提下，盡可能避免自身缺陷，實(shí)現(xiàn)土工膜價(jià)值最大化，同時(shí)能夠最大限度的減小環(huán)境影響，提高生態(tài)效益成為工程建設(shè)的關(guān)鍵。另外，對(duì)復(fù)合土工膜性能的研究成果較少，而且工程應(yīng)用較晚，防滲施工技術(shù)和維持生態(tài)平衡方面還不成熟，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益不明顯，與海綿城市建設(shè)理念還有一定差距，因此未來(lái)修建池塘、湖泊中應(yīng)更多的注重低影響雨水開(kāi)發(fā)，在減少水體滲漏的前提下，更多的考慮人工池塘、湖泊的生態(tài)問(wèn)題，提升水體自我修復(fù)能力,完善防滲技術(shù)與生態(tài)系統(tǒng)的兼容性，維持生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的水資源發(fā)展理念。

3　TPO防滲襯墊簡(jiǎn)介及其技術(shù)特點(diǎn)

3.1TPO防滲襯墊簡(jiǎn)介

TPO的主要成分為碳原子和氫原子，不含任何增塑劑和氯的成分，是集美觀、長(zhǎng)壽為一體的環(huán)保型產(chǎn)品[11]。TPO土工膜就是一種TPO熱塑性聚烯烴復(fù)合防水襯墊膜，其具有卓越的耐候能力、低溫柔度，又能在高溫下像塑料一樣成型，加工性能和力學(xué)性能出色，能用于嚴(yán)酷環(huán)境下的防滲工程中，是建造防水防滲工程的理想之選。

3.2TPO防滲襯墊技術(shù)特點(diǎn)

TPO作為新型防水襯墊的理想選擇，其技術(shù)特點(diǎn)如下：

1)高延伸性：TPO防滲膜具有卓越的延伸率，可以有效防止基礎(chǔ)沉降、蓄水下沉等帶來(lái)的變形影響。

2)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)：獨(dú)特的鏈狀與網(wǎng)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)使得TPO防水襯墊具有超強(qiáng)的抗拉和抗撕裂、抗穿刺強(qiáng)度，能夠有效地抵抗植物根部系統(tǒng)的穿刺和破壞，極大地增加了水利工程的防水性能。

3)安全無(wú)毒害： TPO防水襯墊通過(guò)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所的兩項(xiàng)權(quán)威檢測(cè)；經(jīng)口毒性試驗(yàn)檢測(cè)和飲用水配輸水設(shè)備及防護(hù)材料衛(wèi)生安全性評(píng)價(jià)檢測(cè)。

4)性質(zhì)穩(wěn)定：TPO防水襯墊的化學(xué)性能穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生生物降解，也不會(huì)在水生植物的環(huán)境中受到腐蝕，對(duì)酸性和堿性溶液也具有極強(qiáng)的耐受性。在環(huán)境-45 ℃～120 ℃條件下TPO具有良好柔性且工作性能極佳。

5)輕質(zhì)、便于運(yùn)輸，施工便捷，施工效率高。

6)耐久環(huán)保，使用壽命可達(dá)50年，且可循環(huán)利用和回收利用。

可見(jiàn)，TPO防滲襯墊不僅兼具其他新型土工膜的優(yōu)點(diǎn)，具有突出的防滲效果，抗撕裂，耐腐蝕，防老化等特性，還解決了其他材料所不具備的性能，即環(huán)保無(wú)污染，可回收利用，適用溫度范圍廣，尤其是抗刺穿能力強(qiáng)，不易破損，施工簡(jiǎn)單，是人工湖泊防滲材料的理想選擇，與海綿城市建設(shè)理念的低影響開(kāi)發(fā)理念相統(tǒng)一。

3.3施工工藝

3.3.1施工工序

基層清理→碾壓處理→平整場(chǎng)面→鋪設(shè)下層保護(hù)層(無(wú)紡布)→鋪設(shè)TPO防滲襯墊→鋪設(shè)上層保護(hù)層→覆蓋壤土→種植水生植被。

鋪設(shè)防水層前池塘輪廓圖見(jiàn)圖2。

3.3.2施工方法

1)基層處理及下層保護(hù)層鋪設(shè)。

基礎(chǔ)必須事先做好碾壓處理，對(duì)于基礎(chǔ)內(nèi)部埋有垃圾或有機(jī)雜質(zhì)應(yīng)進(jìn)行換土回填，對(duì)于陰陽(yáng)角應(yīng)做修圓處理，確?；A(chǔ)光滑平整，無(wú)毛刺。待碾壓平整后，再鋪設(shè)下層無(wú)紡布，以達(dá)到保護(hù)TPO襯墊的作用。在無(wú)紡布鋪設(shè)過(guò)程中，接縫重疊搭接尺寸不宜少于10 cm，無(wú)紡布鋪設(shè)完應(yīng)做現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收，檢查鋪設(shè)平整度、接頭搭接尺寸、有無(wú)鋪設(shè)漏洞，待驗(yàn)收合格后方可鋪設(shè)TPO防滲襯墊。

2)鋪設(shè)TPO防滲襯墊。

將TPO防滲襯墊運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，檢查外觀質(zhì)量，記錄施工創(chuàng)傷、破洞、折損等缺陷，做好修補(bǔ)工作。然后根據(jù)實(shí)際情況切割到合適形狀再做鋪設(shè)搭接，TPO襯墊在池塘圍墻處做翻邊錨固處理，通過(guò)包裝帶、釘子、卡環(huán)將TPO邊緣錨固于墻體上，如圖3所示。鋪設(shè)TPO襯墊過(guò)程中，確保鋪設(shè)平整、舒展、無(wú)褶皺，焊縫沿水流方向搭接，搭接尺寸10 cm，同時(shí)嚴(yán)禁施工人員穿硬幫鞋或帶釘鞋，以減少對(duì)TPO襯墊的損傷。鋪設(shè)完畢后及時(shí)檢查驗(yàn)收，確保接縫質(zhì)量達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，對(duì)于虛焊、漏焊、褶皺、孔洞、氣泡等缺陷以及T型節(jié)點(diǎn)采用擠壓焊接機(jī)進(jìn)行處理，處理經(jīng)驗(yàn)收合格后立即覆蓋無(wú)紡布，以減少TPO襯墊暴曬。

3)上層保護(hù)層鋪設(shè)。

待TPO防滲襯墊施工完畢后，且經(jīng)驗(yàn)收合格后，立即鋪設(shè)上層保護(hù)層。上層無(wú)紡布鋪設(shè)同下層無(wú)紡布鋪設(shè)方法一樣，沿水流方向鋪設(shè)，接縫搭接不少于10 cm，接縫處使用少量壤土覆蓋以做臨時(shí)固定(見(jiàn)圖4)。待上層無(wú)紡布施工完畢，并經(jīng)驗(yàn)收合格后，在無(wú)紡布上部鋪設(shè)一層不小于10 cm厚壤土(見(jiàn)圖5)，土中垃圾、大石塊及其他尖銳物體全部人工清理。由于回填土量大，可采用機(jī)械搬運(yùn)，人工攤平覆土，但嚴(yán)禁采用機(jī)械整平，以防機(jī)械破損TPO防滲襯墊。

4)池塘回填處理。

待池塘防水施工結(jié)束后，對(duì)外圍墻體做埋填處理，處理后的效果圖如圖6所示，使整個(gè)覆土將墻體埋于地下，池塘內(nèi)部土體與岸邊土體完美銜接，實(shí)現(xiàn)池塘水體、水生物與岸邊植物的有效連接，避免了形成一汪死水的后果；同時(shí)池底壤土可供水生植物、微生物生存，對(duì)水體起到一定的凈化作用。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著新型防滲材料不斷出現(xiàn)，防滲技術(shù)不斷改進(jìn)，水生態(tài)問(wèn)題得到了改善。尤其是TPO防滲襯墊的出現(xiàn)，不僅兼具其他新型土工膜的優(yōu)點(diǎn)，而且填充了其他新型防滲材料的漏洞，完善了人工蓄水池的防滲技術(shù)，有利于改善水生態(tài)系統(tǒng)，極大地實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)與水生態(tài)平衡的兼容性。目前，作為全國(guó)首個(gè)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市的湖北省宜昌市，率先將TPO防滲襯墊應(yīng)用于宜昌求索眾創(chuàng)中心項(xiàng)目的自然水體防滲的建設(shè)當(dāng)中，本工程依據(jù)原始地貌修建自然凈水池，利用山體高差，逐級(jí)收集雨水，控制徑流。并在TPO防水結(jié)構(gòu)上層覆蓋壤土，種植水下草坪凈化系統(tǒng)和季節(jié)性水下森林，放養(yǎng)水生動(dòng)物、浮游動(dòng)物，從而實(shí)現(xiàn)集自然雨水收集、凈化、再利用的一體化設(shè)施，達(dá)到防洪抗旱與自然景觀協(xié)調(diào)兼容的效果，實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)理念。

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Introduction to the application of TPO impervious liner in sponge city construction

Li MengmengXiang HongboJiang WeiCao ChaodongDu Jinxin

(ChinaConstructionSteelStructureCo.,Ltd,Shenzhen518040,China)

Combining with the concept of the new anti-seepage technique, the paper analyzes some new anti-seepage materials, points out TPO impervious liner, a new environment-friendly product, indicates its technical features and construction methods, and points out the liner has higher puncture resistance with no pollution and convenient construction, so it adheres to the construction ideas of the sponge cities.

anti-seepage technique, TPO impervious liner, sponge city, geo-membrane

1009-6825(2016)08-0218-03

2015-12-26

李蒙蒙(1988- )，男，碩士，助理工程師

TU991.114

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