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人工湖膨润土复合防水毯（GCL） 设计及施工方案 膨润土复合防水毯（GCL）设计及施工方案一、材料简介膨润土复合防水毯（GCL)是一种新型土工合成材料.它由经级配过的天然钠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钠基膨润土层均匀、牢固地固定在两层土工布之间，如此制成的膨润土复合防水毯（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不可或缺的重要材料之一.膨润土复合防水毯（GCL)可广泛用于市政、公路、铁路、水利、环保及工业与民用建筑的地下防水防渗施工.当用于垃圾填埋场或水利工程的衬垫系统中时，与压实性粘土衬垫（CCL）相比，因与GCL的水利渗透系数等效的CCL要厚得多，所以使用GCL可显著在张力应变达20的情况下,也不至于增加其渗透率,而处在相同应变下的CCL和土工膜，其渗透系数会急剧增加。此外，GCL还有众多的优点,如GCL具有搭接方便，安装简单，施工速度快，工期短，造价低等。本公司生产销售的膨润土防水材料已经通过ISO9001质量体系认证,并在北京建材中心做了产品供应备案，而且在多项重点工程中得到应用。目前本公司拥有200万平方米的年生产能力，并且能根据用户需求，生产幅宽6m以内、长度30m以内的任一规格的膨润土复合防水毯(GCL)。二、一般规定1、 膨润土复合防水毯（GCL)应用的设计、使用、施工、验收等应符合GB5029098土工合成材料应用技术规范的要求.当在不同的行业及领域应用时，还应符合相应的行业的技术标准及规范的要求。如水利、环保、公路、铁路、市政及工业与民用建筑工程等。当设计、施工监理或业主对工程有特殊要求时,以其特殊要求为准.2、 膨润土复合防水毯（GCL）用于各种防渗施工中时,可作为单层衬垫、复合衬垫及覆盖中的防渗层等；膨润土复合防水毯（GCL)作为复合衬垫时，一般GM/GCL复合衬毯,土工膜（GM)在上,GCL在下。3、 当GCL用作单层衬垫时，选用与GCL相邻的上部和下部材料要考虑可能对GCL的刺破、撕裂和膨润土的损失。4、 当GCL用在边坡上时，剪切强度是一个要考虑的因数，要计算所有可能破坏面的内部和表面抗剪强度。5、 当GCL的上覆土中有石灰时，石灰滤液中的钙、镁离子可能进入钠基膨润土而与之发生离子交换，从而增大GCL中膨润土的渗透系数，因此，当存在着滤液侵蚀时，要对GCL预先水化.三、对膨润土复合防水毯（GCL）的质量要求1、膨润土复合防水毯（GCL）的产品规格是：最大幅宽为6m，最大长度为3m，并可根据用户要求进行调整。2、为了保证防渗层质量,膨润土复合防水毯(GCL）应达到表1的技术指标：表一 膨润土复合防水毯（GCL）的技术指标序号检测项目技术指标备注1膨胀系数 （ml/2g)24ASTM-D58902含水量 （%）12ASTMD46433流体损耗 （ml）18ASTM-D58914抗体强度(纵横向）（kn）10ASTMD46325剥离强度 （n）65ASTMD46326单位面积膨润土质量(g/m）5000(复合均匀，不得有负偏差）7垂直渗透系数 （Cm/s）510-9ASTM-D50848指标流量 （m/m/s）5109ASTM-D58873、使用前必须按照材料进场的相关规格检测合格后，方可施工。四、膨润土复合防水毯(GCL）施工方法的通用要求1、 基层(支持层、垫层)的处理1） 基层可分为基层、墙体和坡面。铺设GCL前要采用必要的铺设将基层整平夯实，压实度达85%以上，表面应平整光滑，不能有凸出2cm以上的岩石和其它物体，也不能有明显的空洞.2） 表面应基本干燥，不能有明显的积水。3） 基底层、阳角修园半径应不小于30cm.4） 膨润土复合防水毯（GCL）的施工应在地基及基底支持层工程验收合格后进行。2、 GCL铺设前得准备工作：1） 做下料分析，画出膨润土复合防水毯（GCL)铺设顺序和裁剪图。2） 检查膨润土复合防水毯（GCL）的外观质量,记录并修补已发现的机械损伤和生产创伤、孔洞等缺陷。3） 膨润土复合防水毯(GCL)的施工应在无雨、无雪天气下进行，施工时如遇下雨,下雨应用塑料薄膜进行遮盖，防止GCL提前水化。3、 GCL的铺设1） 宽幅、大捆膨润土复合防水毯(GCL)的铺设宜采用机械施工；条件不具备及窄宽、小捆膨润土复合防水毯（GCL），也可采用人工铺设.2） 按规定顺序和方向分区分块进行膨润土复合防水毯(GCL）的铺设。3） 铺设膨润土复合防水毯(GCL)时，毯与毯之间的接缝应错开，不宜形成贯通的接缝。4） 膨润土复合防水毯（GCL)搭接面不得有砂土、积水（包括露水)等影响大街质量的杂质存在。5） 立面及坡面上铺设膨润土复合防水毯（GCL）时，为避免其滑动，可用销钉加垫片将其固定，除了在防水垫重叠部分和边缘部位用钢钉固定外，整幅防水垫中间也需视平整度加钉，务求防水垫稳固服帖地安装在墙面和地面。钉孔部位可视需要作出处理(详见图一)。图一 立面及斜坡面膨润土复合防水毯（GCL）的加固做法6） 膨润土复合防水毯（GCL）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遇水面，即在底板上无纺布朝下，在地下室外墙面无纺布朝外。7） 当遇有膨润土复合防水毯（GCL)与管道设备的连接施工时，其施工方法（见图二）图二 膨润土复合防水毯（GCL)与管道搭接施工示意图8） 当膨润土复合防水毯(GCL）在水利工程中应用时,其特殊的施工方法参见SL/T98水利水电工程土工合成材料应用技术规范9） 当膨润土复合防水毯（GCL）在公路工程中应用时，其特殊的施工方法参见JTJ/T019-98公路土工合成材料应用技术规范10)膨润土复合防水毯（GCL)应自然松弛与支持层贴实；不宜褶皱、悬空.11)大面积施工GCL的尺寸无法满足需要时，可使用搭接的方法进行施工。12)膨润土复合防水毯（GCL)搭接施工方法：搭接宽度应为2025cm，在搭接底层毯的边缘15cm处均匀撒上的膨润土干粉或（膨润土胶泥），其宽度为15cm、重量为0.4kg/m。（详见图三)图三 膨润土复合防水毯（GCL）搭接13）铺设过程中应随时检查GCL的外观有无破损、孔洞等缺陷。发现有孔洞等缺陷损伤时，应及时用膨润土干粉（膨润土胶泥）或用破损部位尺寸放大15cm以上GCL及膨润土干粉(膨润土胶泥)进行局部覆盖修补即可，边缘部位按搭接的处理.4、 回填施工回填施工时保证膨润土复合防水毯(GCL）防水效果的非常关键的环节,必须符合下要求：1） 铺设施工完得防水毯，必须于当日（最多不超过二日）完成回填施工.2） 所有回填土最好用沙子或筛过后的土，土中不得含有10cm以上的石子等杂物。3） 回填土每回填50cm厚度时，要进行夯实（或压实、振捣等）,回填土的密实度须大于85%。4） 在夯实、压实过程中，应注意不要损坏防水毯，如有损坏、应按要求进行修补.5） 平时回填时，夯实后回填土厚度30cm五、膨润土复合防水毯（GCL）施工注意事项1、 膨润土复合防水毯（GCL）的储运应防水、防潮、防强烈阳光暴晒。储存时地面应采取架空方法垫起,运至现场的膨润土复合防水毯（GCL）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复合防水毯（GCL）妥善保护，不得有任何人为损坏.3、 应尽量避免穿钉鞋、高跟鞋在膨润土复合防水毯(GCL）上踩踏；车辆等机械不得碾压膨润土复合防水毯(GCL）。4、 在GM/GCL复合衬垫的施工中，已铺设完成的GCL应在当日完成HDPE膜的施工或铺设300cm厚黏土保护层:当日不能完成HDPE膜或黏土保护层的施工，应对进行覆盖,以防下雨下雪而使GCL先行水化及强烈阳光对GCL的暴晒。5、 对GCL单层衬垫的防渗、防水施工工程，在施工结束并验收合格后,应迅速比重大于2。0的土、砂子或石粉进行回填。回填时为防止GCL的损坏，回填土中不能含粒劲大于10cm以上的碎石，回填土的厚度不应少于30cm。回填土应分级回填夯实,实度不能低于85。六、膨润土复合防水毯（GCL)施工质量检验防水防渗施工通常均为隐蔽工程，因此每道工序完成后必须经质检和监理人员检验合格后再进行下道工序的施工。膨润土复合防水毯（GCL）铺设完成后，应及时对其质量逐检验：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、 膨润土复合防水毯（GCL）与其它设备、基础结构等的连接部位是否符合要求。5、 销钉固定的部位是否符合要求.6、 膨润土复合防水毯(GCL）及其搭接部位是否与基层贴实且没有褶皱和悬空。7、 确认膨润土复合防水毯（GCL）没有遇水而发生前期水化，需要进行预水化处的工程是否已进行。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，放可进下道工序。以上项目以达到本安装使用手册的要求为合格；如果设计、施工、监理有特殊要求以其特殊要求为依据。七、膨润土复合防水毯（GCL）在垃圾（固废物）填埋场的施工方法1、基层的处理（详见本扬州建安公司防渗施工手册四。1节)2、准备工作(详见本扬州建安公司防渗施工手册四。2节）3、GCL的铺设：因填埋工程均为施工场面积较大，作业时间较大，因此必须制定合理的施工方案,防水毯的施工须分若干工作面进行，并需与HDPE膜的施工进行协调。1） 填埋场工程适用于宽幅、大卷的防水毯,铺设时宜采用机械施工。2） 分块分区域进行防水毯的铺设，具体铺设搭接、修补方法及要求参见本手册四.3节及五节.3） 坡度较大的斜面可用塑料锚固钉加以固定。4） 铺设时应使防水毯的无纺布面朝下(即朝向垫层一侧)，编织布面朝上（即朝准备铺土工膜的一侧）。5） 所有已铺设完的防水毯，必须在当天完成其上层HDPE膜的施工，以确保不会因雨雪天气或太阳暴晒而使防水毯失去防水作用,因此要求先制定好合理的施工方案.6） 若填埋场的设计仅用单层防水毯（GCL）作为防渗层时，在防水毯铺设完成后,应于当日完成回填土的施工并压实.7） 建议防水毯的搭接宽度30cm八、膨润土复合防水毯(GCL)在渠道防渗中的施工方法1、性能比较（与传统膜料防渗相比）在铺设完成1）膨润土属于无机材料对水质无污染,且耐久性好，寿命长。2）膨润土复合防水毯（GCL）施工简便，无需焊接或粘接，只要搭接，可靠性强.3）抗冻融性好，无需采取保温性措施。4)具有自愈性，施工过程及使用过程中均不怕刺破.5）可减少基层的压实粘土层厚度,从而缩短工期、降低造价。2、施工方法1）基层处理：土质的基层要求必须平整并夯实，其上不得有草根及粒度20cm的石等杂质,其它要求见本扬州建安公司防渗施工手册四.1节2)施工前后准备：见本扬州建安公司防渗施工手册四.2节3.防水毯的裁切及设备 本公司所生产防水毯规格为幅宽6米，长度60米.裁切时可根据施工尺寸裁切，横向铺设，也可纵向铺设。防水毯铺设时其所有接缝(横向或纵向)处只需搭接,并在接处按0.4kg/m的数量撒上膨润土干粉（膨润土胶泥）即可.搭接宽度25cm，一旦防水毯出现破损、发现有孔洞等缺陷或损伤时，应及时用膨润土干粉（膨润土胶泥)或破损部位尺寸放大15cm以上的GCL及膨润土干粉（膨润土胶泥)局部覆盖修补即可.边缘部位按搭接的要求处理，当坡度较大时，可用专用铆钉固定以避免防水毯产生滑动。4、保护层的施工当使用预制混凝土切块做保护层时，可在铺设完成的防水毯上均匀铺撒约35cm的细砂或素土（细砂或素土中不能含有粒度大于2cm的石子或其它杂物）。然后进行混凝砌块保护层的施工，也可直接在防水毯上用水泥砂浆砌筑混凝土砌块，其施工方法及要求同膜料防渗时保护层的施工要求。（如图九）九、膨润土复合防水毯（GCL）在人工湖的施工方法人工湖的基本要求基本土层夯实（密实度85%），避免在使用过程中由于基础下沉造成的破坏，对永久性的使用带来不利因数。基本土层平整且不得有石子等尖锐物，避免GCL被戳破从而影响防水效果.如平整度达不到要求，建议做300cm厚中砂或30cm-50cm厚水泥砂浆找平层.GCL可以在潮湿的环境下施工，但应避免侵泡在水中。如基本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。1、 GCL 的铺设1) 沿水流方向顺水搭接，即上游的GCL搭接在下游的GCL上。2) 搭接应平整且搭接长度300mm3) 搭接处均匀撒上0。4kg0.6kg/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12个，打皱长度为100mm。5) GCL的无纺土工布即白色面向上铺设，上面再用300mm厚夯实的粘土、中砂或用60mm100mm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，边缘铺设高度高于设计水位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涂补管边。8) 如遇到GCL破损或较复杂的接缝处，先用一块完整的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.人工湖(河）施工剖面示意图三、GCL固定1、斜面自然驳崖时，河、湖四周均设锚固沟，深400mm，宽400mm，将GCL边缘翻入并回填锚固。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.4、人工湖防水要求1)施工结束后，清理现场把一切垃圾杂物收拾干净:2）水质清洁，不可放污染水及海水等。四、建议膨润土防水毯分为人工合成土和天然土两种：人工合成土由于经过人为化学调配，土中含有微量碱性成分故广泛应用于工业领域,如垃圾场，尾矿，油库等方面,成本相对便宜。天然土是由优质膨润原土直接烘干粉碎而成，原料中无任何化学成分,主要应用于水产养殖，园林绿化,农业灌溉方面，产量小，成本较高。综合本工程实际情况，建议本工程采用天然膨润土防水毯，对长期的生态与经济效应有所帮助。以上为暂定施工方案，具体参照施工实际情况。扬州建安土工合成材料有限公司20131016