1 当今大面积人工湖储水、防渗技术措施分析

1.1  钢筋混凝土面板防渗
    水利工程中的抽水蓄能电站，经常采用钢筋混凝土面板进行全断面防渗。钢筋混凝土防渗面板厚1000px，以下分别铺设750px反滤层和1750px排水垫层。混凝土面板防渗效果主要取决于面板之间止水的施工质量，水域面积较大，根据不同的基层情况，间隔15～20m左右必须设置一道伸缩缝，为保证止水效果和耐久性，伸缩缝采用铜片止水，由于伸缩缝止水数量很大，将给质量控制带来难度。混凝土面板防渗效果还跟表面裂缝有关，须确保裂缝的开展符合规范规定。因此工程造价相当高，并且施工周期较长。

1.2  两布一膜防渗
    两布一膜防渗在水利抽水蓄能电站和垃圾填埋库以及较大面积人工湖泊都有应用。采用1.5mm厚的两布一膜(简称HDPE)作为防渗材料，整个结构布置自上而下分别为：750px左右砂料压覆；500g/m2涤纶针刺无纺土工织物；1.5mm厚两布一膜(HDPE)防渗层；500g/m2涤纶针刺无纺土工织物；土夯实，压实度>90%，表面平整，无凸出50px以上的岩石和其他物体(图4)。两布一膜具有很好的防渗效果，且本身具有一定的抗拉强度，在工程中得到了广泛运用。当防渗结构基础为土基、变形较大的堆石或填渣时，两布一膜能够较好适应基础变形，并且单位造价低，约为混凝土防渗的1/2～1/3，施工设备投入少、施工速度快；但两布一膜在施工时必须严格遵守工作规程，严格保护它不受损坏，并且须注重其搭接。

1.3  纳基膨润土防水毯防渗
    纳基膨润土防水毯是一种新型水利工程专用防渗材料。它的持水性(宏观上反映为滤失量的大小)随着溶液浓度的增大而逐渐变差，其持水性能与可交换性Na~+、Ca~(2+)的含量有关。它是将级配过的纳基膨润土颗粒均匀混合后，通过针刺纤维均匀、牢固地固定在2层两布一膜之间而制成的一种柔性毯状防水材料。纳基膨润122风景园林工程土具有高膨胀性(膨润土粒子吸水膨胀后可达自身体积的10～30倍)，当防水毯遇水后，其中的纳基膨润土吸水膨胀，在一定挤压力(基层、保护层以及防水毯内部纤维拉力等)的作用下，分子间发生穿插排列，内部空隙缩小，形成致密的凝胶结构，水分子无法透过，从而起到防渗作用。整个结构布置自上而下分别为：750px以上素土分层回填或采用375px左右素混凝土保护层；纳基膨润土防水毯防渗层；素土夯实，压实度>90%，表面平整，无凸出50px以上的岩石和其他物体，或250px素混凝土垫层。纳基膨润土以水止水，具有很高的抗静水压力，施工简便，对基层要求低、自然搭接，利用该产品遇水膨胀的性能，实现防水层缺陷或破损的自动“愈合”，达到较好的防水效果。

1.4   3种防渗技术措施归纳总结
    上述任何一种防渗措施较难确保100%不渗漏，但通过合理设计、精细施工，可将渗漏量控制在允许的范围内。
    钢筋混凝土面板防渗池底的做法最为保险，但工程造价相当高，每平方米的单价在500元以上。
    两布一膜防渗和纳基膨润土防水毯防钢筋混凝土面板防渗池底的做法最为保险，但工程造价相当高，每平方米的单价在500元以上。
    两布一膜防渗和纳基膨润土防水毯防渗的做法工程造价相对低一些，但因为工程中和使用中的不确定因素，而存在一定渗漏隐患。
    综合上述分析，并结合昌吉滨湖河中央公园基地现状，设计方推荐采用：两布一膜与纳基膨润土防水毯相结合铺设的技术措施。选择有质量保证的产品，严格施工质量控制，加强检测，以达到更好的防水效果。

2  实例项目分析

2.1 项目背景
    新疆昌吉滨湖河中央公园总占地面积49.75hm2，其中水体面积15.8hm2，总绿化率达到51.3％。景观湖设置的位置和大小受到城区实际情况的限制，可能设置一系列串联景观湖，也可能为单一景观湖。整个景观由中央湖景、文化娱乐、市民休闲、滨河绿带4个部分组成，其中中央湖形状呈“心”形，凸显“昌吉之心，文化之眼”的含义，沿市政府轴线向南设置有一个旱地喷泉，一个大型激光音乐水景喷泉。在湖的沿岸主要分布亲民、文化、生态、亲水、休闲娱乐5个功能分区和亲民广场、民俗广场、百姓舞台3个大型广场，西侧有原始生态绿岛和自然湿地。同时在公园内配置有商店、公厕、停车场、管理用房等配套设施。经过一年多各方精心组织、设计、施工、养护管理的努力，滨湖河中央公园已经形成文化气息浓厚，环境、人文相得益彰的昌吉城市新景观。

2.2  景观湖储水防渗技术措施的应用滨湖河中央公园的水景建设是工程的重点，关系到整个工程成败的关键。新疆乌昌地区之前没有大型人工软底做法的成功案例，多数为硬湖底，且面积不大。当地气候为典型的大陆性干旱气候，具有冬季寒冷、夏季炎热，昼夜温差大的特点。该地区干旱少雨，土壤保水性差，冬季极寒，冻胀危害较强。根据这些特点，设计方与业主方多次沟通商讨、比较论证，最终确定了针对不同池底区域，采用不同防渗材料的施工方案，主要分为驳岸区、水中构筑物区、湖心区3个区域。
1)驳岸区域分为直立式驳岸和自然式驳岸2种类型，都采用纳基膨润土防水毯进行铺设，由于膨润土具有很强的自我修复能力，有一定的抗拉力，有足够的应力来抵抗温度的应力，且自重相对较重，每平方米质量达到5kg，搭接处先撒膨润土粉末膏，再采用热熔进行膜搭接处理，即使在局部破损的情况下也可有效防渗，尤其是在砌筑直立式驳岸卵石面层过程中，会发生覆膜破损情况，因此比较适合在边缘较复杂区域使用。自然式驳岸区铺设纳基膨润土防水毯后，上铺种植土和卵石，种植水生植物，由于防水毯相对较厚，一旦覆膜破损遇水后内层膨润土迅速膨胀，形成密实的防水层，还可防止以后植物根系穿透防水膜发生渗漏，且膨润土多为天然矿物材料，比较生态环保，这样既保证了湖面水质，也不会影响池底清洁度，符合环保和生态要求，适合在自然式驳岸区域使用。
2)水中构筑物区(桥梁、平台、跌水坝)也采用纳基膨润土防水毯进行铺设，该产品具有较低的挠曲模量，抗紫外线和较低的温度膨胀系数，具有很好的耐久性能。桥梁、平台钢筋砼柱用纳基膨润土防水毯包裹到常水位以上，下部和湖底防水毯进行搭接，搭接处重点处理，搭接宽度大于1250px，先撒膨润土粉末膏进行处理，再采用热熔焊接，周围涂抹专业防水胶水，做到池底池壁整体防水，消除了搭接缝给湖底造成渗漏的隐患。
3)湖心区采用HDPE两布一膜进行铺设，两布一膜自重相对较轻，每平方米质量2.5kg，尺寸为50m×6m，施工比较方便，并且价格较为经济，适合在大面积较为平坦的区域使用。两布中间的防水膜厚度较厚，适宜采用热熔进行搭接处理，搭接宽度大于750px，整个施工过程严格按照专业工序进行，确保了防水层的施工质量。
4)工程施工中采取的关键技术措施主要为：采用软湖底做法，使用黏土、砂石垫层及不同粒径砂石覆面层，材料主要为新疆地区常用的戈壁料砂石，施工方便简单，大大降低了工程的造价，节约建设资金；使用柔性防水膜，预防可能出现的池底下沉造成的破坏，其抗变性能和防水性能得到了保证，避免了用钢筋砼防水会产生裂缝的弱点，可有效防冻胀。具体做法为：原土夯实(压实度90％)—150厚中粗砂(实度95％)—纳基膨润土防水毯和HDPE两布一膜—100厚中砂压层—100厚40以下砾石—250厚40以上砾石(包含100以上卵石)。
2.3  阶段性结论

最终滨湖河中央公园景观湖采用软湖底设计方案，湖底做法选用两布一膜与纳基膨润土防水毯相结合铺设的技术措施，湖底基层材料以当地材料为主，既节省了造价，又可防止极寒气候对防水层的破坏，且推进了施工进度。西北城市的水景营建还有着其他地域没有的冬季冻结问题，景观湖底工程完工后经过几个月的蓄水，现常水位涨落比较平稳，特别是经过了2012—2014年2个冬季严寒的气候考验，取得了较为理想的储水效果。具体措施是：在冬季，为防止水体冻胀造成湖底、驳岸损坏，湖水基本被排空，湖心留有一定深度的冰冻层作为冬季冰上活动区。城市水景的建设，应根据本地区的实际情况和生态环境情况进行科学开发和规划，同时应加强控制水域的开发规模。

注：本文来源于网络。