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【摘要】介绍 人工湖（济南西区景观湖）全面积铺设复合土工膜及膨润土防水垫根据不同部位、不同防渗要求分区联合防渗，同时采用了减压阀来避免湖底复合土工膜被膜下空气和外水顶破的工程实践，具有一定的新意及推广应用价值。
【关键词】防渗；湖底土工膜防渗；岸坡膨润土防水垫防渗；减压阀
1. 前言
目前国内人工湖或小型水库全断面防渗一般采用粘性土或复合土工膜铺底及护岸。由于高水头、大面积防渗采用粘性土时所需厚度大、土料采集困难，采用复合土工膜时为防止植物根系刺破膜料，岸坡不能种植根系较为发达的水生植物。为满足岸坡植物生长和岸坡防渗要求，本工程采用了岸坡和湖底分区采用不同防渗材料的做法，同时采用了减压阀来避免湖底复合土工膜被膜下空气和外水顶破。
2. 工程概况
（1）济南市西区景观湖座落在济南市西，北大沙河中下游，河长54Km，流域面积584.6Km2，湖区位于济南市西区大学城中心，为将大学城区建设成环境优美的生态园区，2006年济南市决定兴建济南市西区景观湖工程。
（2）景观湖为河道上两座拦河坝形成的河道水库，轴线长2.3Km，最大宽度700m，湖区面积约0.95Km2。湖底及岸坡均为人工修整，设计库底高程42.0～46.0m，设计水位53.0m，水深7～11m，设计贮水量765万m3，为小（1）型水库，洪水标准为30年一遇设计，500年一遇校核，设计水位52.84m，校核水位54.51m。
（3）根据《济南市西区北大沙河及景观湖治理工程岩土工程勘察报告》（初勘阶段），湖区地质构造复杂，存在对水库蓄水不利的褶曲、断层、节理、裂隙等。经钻探由表及里分别为粉质粘土、砂砾石、粉质粘土、细砂、石灰岩、泥质页岩。在湖区占主导的是砂砾石层，且砂砾石层与强透水的石灰岩直接接触，整个湖区内均为强透水层。因此，景观湖不宜采用垂直截渗的方式，必须采用湖底和岸坡全断面防渗措施。
3. 湖区防渗设计
3.1湖底防渗的要求是确保工程安全可靠，防渗技术经济合理，防渗形式兼顾环境生态要求。景观湖湖底面积约80.6万m2，岸坡周长7.6Km。
为兼顾环境生态要求，决定采用复合土工膜与膨润土防水垫分区防渗方案。湖区50.0m高程以下为主要渗漏区域，为满足景观湖蓄水要求，全部采用复合土工膜防渗；50.0m高程以上为次要渗漏区域，考虑湖水与地下水之间水的贯通及景观湖畔环境绿化需要，采用膨润土防水垫防渗。
3.2湖底防渗设计。
湖底防渗设计包括：支持层、排水排气系统、防渗层和保护层设计（见图1）。
（1）支持层：现状地层为砂砾石与粉质粘土互层分布，砂砾石覆盖层较厚，考虑上覆土层可能会出现塌陷的情况，支持层必须密实、平整。设计支持层厚度为500mm，对粉质粘土要求压实度不低于0.96，砂砾石要求相对密度不低于0.65。为防止土工膜防渗层被刺破，支持层表面不得有树根、芦苇、碎石尖角等突出物。
（2）排水排气层：在整个湖底区支持层面上每隔30m左右设置100塑料排水盲沟系统，且在盲沟交会处设置JK-Ⅱ型自动减压阀。D=160 mm、H=1200mm的减压阀高出设计湖底0.2m，减压阀上口设防砂网，阀体座落在无砂混凝土底座上。当膜下压力高于膜上压力0.2m水头时，减压阀开始工作，排出膜下水、气，减压后将自行关闭并密封。
（3）防渗层：用于水平防渗的为两布一膜型复合土工膜。土工膜为防渗层，膜上下两层无纺布是土工膜保护层，无纺布层还增加面层摩擦系数及膜下排渗能力。本工程采用的复合土工膜为厚0.5mm的PE膜、上层为350g/m2无纺布，下层为200 g/m2无纺布，膜间连接为焊接。
（4）保护层：复合土工膜上铺设（盖重）保护层。保护层分两层。下层为原地粉砂土厚550mm，剔除土内树根、芦苇、碎石后压实，上层采用厚200mm卵砾石，作为防冲保护层。
3.3岸坡防渗设计
湖区周边50.0m高程以上岸坡大部分采用膨润土防水垫防渗，部分坡度较大的岸坡仍采用复合土工膜防渗。
3.3.1岸坡复合土工膜防渗设计。
（1）支持层：按设计完成的岸坡标准断面。
（2）排水排气层：不设排水排气层，由复合土工膜下层的无纺布兼作排水层。在整平压实后的岸坡上每隔30m左右挖出150×150mm的沟槽，内敷100mm塑料盲沟，再用粗沙将缝隙填实。盲沟与湖底盲沟相连，向上延伸至51.5m高程，在用塑料套管穿过岸坡挡土墙后，插入到设置在岸边的排气井中。排气井为砖砌方形井，井口设井盖。
（3）防渗层：采用前述两布一膜型复合土工膜，PE膜厚0.5mm、上层为300g/m2无防布，下层为300 g/m2无纺布。
（4）保护层：采用厚0.5～1.5m砂砾料，紧靠复合土工膜处用细沙，砂砾石压实控制相对密度0.6～0.65。另为增加岸坡防渗结构稳定性，岸坡支持层每1m高设置深度为300mm不规则浅沟（见图2）。
3.3.2岸坡膨润土防水垫防渗层设计。
（1）支持层：岸坡压实平整至设计要求坡度，作为膨润土防水垫的支持层。
（2）防渗层：铺设膨润土防水垫，膨润土防水垫选型见材料技术要求。
（3）保护层：膨润土防水垫上铺设保护层。保护层由两层构成，下保护层为原地粉粘土，厚300mm，压实度控制不低于0.9；上保护层采用砂砾土，厚度为200mm，平整压实。保护层上如有绿化要求，可在砂砾土上覆盖绿化客土。（见图3）
3.3.3岸坡复合土工膜与膨润土防水垫搭接设计。
岸坡50.0m高程处复合土工膜与膨润土防水垫连接采用搭接方式，即在坡脚处开挖一（500×500）mm、1：1坡度的浅沟，膨润土防水垫铺设在复合土工膜之上。沟中砌筑与保护层同高的混凝土或浆砌石梁填压（见图4）。 3.4局部强透水区处理。
据地质资料和调查反映，库区及左岸局部地块存在强透水区，汛期河道满槽时在该处水面出现旋涡等现象，说明有塌坑、漏水通道存在，防治方法是在施工中仔细判别。对发现这种强透水区，采取适当扩大范围、用挖除换砂回填的方法，并在回填前在坑底铺设无纺布，防止细颗粒被带走。
3.5防渗材料与溢洪道等混凝土建筑物连接设计。
（1）复合土工膜与混凝土溢洪道建筑物连接。
采用将复合土工膜用专用胶粘贴在混凝土表面的方法，并用铝条锚固压紧，再用水泥砂浆密封。
（2）膨润土防水垫与溢洪道建筑物连接。
膨润土防水垫与混凝土构件采用搭接的方式，用厂家提供的膨润土粘结材料将膨润土防水垫粘结于混凝土构件表面。
4. 建设及运行情况
（1）景观湖工程自2006年2月开工建设，2006年4月底完成湖底及岸坡防渗工程，2007年11月竣工验收，共计完成土石方工程：619.4万m3，铺设复合土工膜：113.8万m2，膨润土防水垫：11万m2，埋设减压阀1040台。
（2）2006年5月5日，济南市普降大雨，景观湖一次进水至48m高程（水深约6m），经观测湖底减压阀及岸坡排气井均正常工作。如观测到岸坡排气井能快速排气，湖底一些减压阀相应水面出现不规则冒气泡等情况等。
（3）自2006年5月5日至2013年，景观湖已运行7年多，湖水位一直处于48m高程以上，且水质良好。观测资料表明，在不进行补水、不下泄湖水情况下，湖区水面下降一般为10～20mm/d，峰值出现在春天达30mm/d（含周边绿化用水损失），考虑湖面蒸发量及膨润土防水垫渗水量引发的损失，因此可认为景观湖防渗工程设计及施工是比较成功的。景观湖作为2009年全国园艺博览会举办地，已成为济南市新的景观带和风景区，将来也一定会取得更高的社会效益。
5. 结论
（1）与传统的粘性土防渗相比，复合土工膜可以节省工程投资且施工方便；湖底减压阀与岸坡排气阀的设置有效地解决高水头压差下复合土工膜的顶托破坏。
（2）济南景观湖采用土工膜与膨润土防水垫联合防渗技术的成功，能典型的说明采用土工膜与膨润土防水垫联合防渗完全是可行的、经济合理的。土工膜与膨润土防水垫联合防渗、湖底加设减压阀，此项技术为本工程首次使用，具有较好的推广前景。
参考文献
[1]国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部.土工合成材料应用技术规范[Z]. 1999-01-01.
[2]中华人民共和国水利部. 水利水电工程土工合成材料应用技术规范[Z]. 1998-11-01.
[3]中华人民共和国建设部. 钠基膨润土防水毯[Z].2007-03-01.
[文章编号]1006-7619（2013）08-05-693
[作者简介] 郭凤春（1980.01.18-），女，职称：工程师，工作单位：山东黄河河务局。
【关键词】防渗；湖底土工膜防渗；岸坡膨润土防水垫防渗；减压阀
1. 前言
目前国内人工湖或小型水库全断面防渗一般采用粘性土或复合土工膜铺底及护岸。由于高水头、大面积防渗采用粘性土时所需厚度大、土料采集困难，采用复合土工膜时为防止植物根系刺破膜料，岸坡不能种植根系较为发达的水生植物。为满足岸坡植物生长和岸坡防渗要求，本工程采用了岸坡和湖底分区采用不同防渗材料的做法，同时采用了减压阀来避免湖底复合土工膜被膜下空气和外水顶破。
2. 工程概况
（1）济南市西区景观湖座落在济南市西，北大沙河中下游，河长54Km，流域面积584.6Km2，湖区位于济南市西区大学城中心，为将大学城区建设成环境优美的生态园区，2006年济南市决定兴建济南市西区景观湖工程。
（2）景观湖为河道上两座拦河坝形成的河道水库，轴线长2.3Km，最大宽度700m，湖区面积约0.95Km2。湖底及岸坡均为人工修整，设计库底高程42.0～46.0m，设计水位53.0m，水深7～11m，设计贮水量765万m3，为小（1）型水库，洪水标准为30年一遇设计，500年一遇校核，设计水位52.84m，校核水位54.51m。
（3）根据《济南市西区北大沙河及景观湖治理工程岩土工程勘察报告》（初勘阶段），湖区地质构造复杂，存在对水库蓄水不利的褶曲、断层、节理、裂隙等。经钻探由表及里分别为粉质粘土、砂砾石、粉质粘土、细砂、石灰岩、泥质页岩。在湖区占主导的是砂砾石层，且砂砾石层与强透水的石灰岩直接接触，整个湖区内均为强透水层。因此，景观湖不宜采用垂直截渗的方式，必须采用湖底和岸坡全断面防渗措施。
3. 湖区防渗设计
3.1湖底防渗的要求是确保工程安全可靠，防渗技术经济合理，防渗形式兼顾环境生态要求。景观湖湖底面积约80.6万m2，岸坡周长7.6Km。
为兼顾环境生态要求，决定采用复合土工膜与膨润土防水垫分区防渗方案。湖区50.0m高程以下为主要渗漏区域，为满足景观湖蓄水要求，全部采用复合土工膜防渗；50.0m高程以上为次要渗漏区域，考虑湖水与地下水之间水的贯通及景观湖畔环境绿化需要，采用膨润土防水垫防渗。
3.2湖底防渗设计。
湖底防渗设计包括：支持层、排水排气系统、防渗层和保护层设计（见图1）。
（1）支持层：现状地层为砂砾石与粉质粘土互层分布，砂砾石覆盖层较厚，考虑上覆土层可能会出现塌陷的情况，支持层必须密实、平整。设计支持层厚度为500mm，对粉质粘土要求压实度不低于0.96，砂砾石要求相对密度不低于0.65。为防止土工膜防渗层被刺破，支持层表面不得有树根、芦苇、碎石尖角等突出物。
（2）排水排气层：在整个湖底区支持层面上每隔30m左右设置100塑料排水盲沟系统，且在盲沟交会处设置JK-Ⅱ型自动减压阀。D=160 mm、H=1200mm的减压阀高出设计湖底0.2m，减压阀上口设防砂网，阀体座落在无砂混凝土底座上。当膜下压力高于膜上压力0.2m水头时，减压阀开始工作，排出膜下水、气，减压后将自行关闭并密封。
（3）防渗层：用于水平防渗的为两布一膜型复合土工膜。土工膜为防渗层，膜上下两层无纺布是土工膜保护层，无纺布层还增加面层摩擦系数及膜下排渗能力。本工程采用的复合土工膜为厚0.5mm的PE膜、上层为350g/m2无纺布，下层为200 g/m2无纺布，膜间连接为焊接。
（4）保护层：复合土工膜上铺设（盖重）保护层。保护层分两层。下层为原地粉砂土厚550mm，剔除土内树根、芦苇、碎石后压实，上层采用厚200mm卵砾石，作为防冲保护层。
3.3岸坡防渗设计
湖区周边50.0m高程以上岸坡大部分采用膨润土防水垫防渗，部分坡度较大的岸坡仍采用复合土工膜防渗。
3.3.1岸坡复合土工膜防渗设计。
（1）支持层：按设计完成的岸坡标准断面。
（2）排水排气层：不设排水排气层，由复合土工膜下层的无纺布兼作排水层。在整平压实后的岸坡上每隔30m左右挖出150×150mm的沟槽，内敷100mm塑料盲沟，再用粗沙将缝隙填实。盲沟与湖底盲沟相连，向上延伸至51.5m高程，在用塑料套管穿过岸坡挡土墙后，插入到设置在岸边的排气井中。排气井为砖砌方形井，井口设井盖。
（3）防渗层：采用前述两布一膜型复合土工膜，PE膜厚0.5mm、上层为300g/m2无防布，下层为300 g/m2无纺布。
（4）保护层：采用厚0.5～1.5m砂砾料，紧靠复合土工膜处用细沙，砂砾石压实控制相对密度0.6～0.65。另为增加岸坡防渗结构稳定性，岸坡支持层每1m高设置深度为300mm不规则浅沟（见图2）。
3.3.2岸坡膨润土防水垫防渗层设计。
（1）支持层：岸坡压实平整至设计要求坡度，作为膨润土防水垫的支持层。
（2）防渗层：铺设膨润土防水垫，膨润土防水垫选型见材料技术要求。
（3）保护层：膨润土防水垫上铺设保护层。保护层由两层构成，下保护层为原地粉粘土，厚300mm，压实度控制不低于0.9；上保护层采用砂砾土，厚度为200mm，平整压实。保护层上如有绿化要求，可在砂砾土上覆盖绿化客土。（见图3）
3.3.3岸坡复合土工膜与膨润土防水垫搭接设计。
岸坡50.0m高程处复合土工膜与膨润土防水垫连接采用搭接方式，即在坡脚处开挖一（500×500）mm、1：1坡度的浅沟，膨润土防水垫铺设在复合土工膜之上。沟中砌筑与保护层同高的混凝土或浆砌石梁填压（见图4）。 3.4局部强透水区处理。
据地质资料和调查反映，库区及左岸局部地块存在强透水区，汛期河道满槽时在该处水面出现旋涡等现象，说明有塌坑、漏水通道存在，防治方法是在施工中仔细判别。对发现这种强透水区，采取适当扩大范围、用挖除换砂回填的方法，并在回填前在坑底铺设无纺布，防止细颗粒被带走。
3.5防渗材料与溢洪道等混凝土建筑物连接设计。
（1）复合土工膜与混凝土溢洪道建筑物连接。
采用将复合土工膜用专用胶粘贴在混凝土表面的方法，并用铝条锚固压紧，再用水泥砂浆密封。
（2）膨润土防水垫与溢洪道建筑物连接。
膨润土防水垫与混凝土构件采用搭接的方式，用厂家提供的膨润土粘结材料将膨润土防水垫粘结于混凝土构件表面。
4. 建设及运行情况
（1）景观湖工程自2006年2月开工建设，2006年4月底完成湖底及岸坡防渗工程，2007年11月竣工验收，共计完成土石方工程：619.4万m3，铺设复合土工膜：113.8万m2，膨润土防水垫：11万m2，埋设减压阀1040台。
（2）2006年5月5日，济南市普降大雨，景观湖一次进水至48m高程（水深约6m），经观测湖底减压阀及岸坡排气井均正常工作。如观测到岸坡排气井能快速排气，湖底一些减压阀相应水面出现不规则冒气泡等情况等。
（3）自2006年5月5日至2013年，景观湖已运行7年多，湖水位一直处于48m高程以上，且水质良好。观测资料表明，在不进行补水、不下泄湖水情况下，湖区水面下降一般为10～20mm/d，峰值出现在春天达30mm/d（含周边绿化用水损失），考虑湖面蒸发量及膨润土防水垫渗水量引发的损失，因此可认为景观湖防渗工程设计及施工是比较成功的。景观湖作为2009年全国园艺博览会举办地，已成为济南市新的景观带和风景区，将来也一定会取得更高的社会效益。
5. 结论
（1）与传统的粘性土防渗相比，复合土工膜可以节省工程投资且施工方便；湖底减压阀与岸坡排气阀的设置有效地解决高水头压差下复合土工膜的顶托破坏。
（2）济南景观湖采用土工膜与膨润土防水垫联合防渗技术的成功，能典型的说明采用土工膜与膨润土防水垫联合防渗完全是可行的、经济合理的。土工膜与膨润土防水垫联合防渗、湖底加设减压阀，此项技术为本工程首次使用，具有较好的推广前景。
参考文献
[1]国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部.土工合成材料应用技术规范[Z]. 1999-01-01.
[2]中华人民共和国水利部. 水利水电工程土工合成材料应用技术规范[Z]. 1998-11-01.
[3]中华人民共和国建设部. 钠基膨润土防水毯[Z].2007-03-01.
[文章编号]1006-7619（2013）08-05-693
[作者简介] 郭凤春（1980.01.18-），女，职称：工程师，工作单位：山东黄河河务局。