TPO防滲襯墊在海綿城市建設中的應用

李蒙蒙　向洪波　江　衛　曹超東　杜金鑫

(中建鋼構有限公司，廣東 深圳　518040)

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TPO防滲襯墊在海綿城市建設中的應用

李蒙蒙向洪波江衛曹超東杜金鑫

(中建鋼構有限公司，廣東 深圳518040)

結合新型防滲技術的概念，對幾種常見的新型防滲材料進行了分析，提出了一種環保型產品——TPO防滲襯墊，并對其技術特點及施工方法進行了詳細說明，指出TPO防滲襯墊環保無污染、抗刺穿能力強、施工簡單，符合海綿城市建設理念。

防滲技術，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，非透水地面不斷增加，天然植被減少，導致水生態功能的破壞，城市洪澇、水污染等問題頻發。為從源頭緩解城市內澇、削減城市徑流污染負荷、節約水資源、保護和改善城市生態環境，2012年4月在深圳召開的《2012低碳城市與區域發展論壇》中首次提出建設“海綿城市”理念[1]。

建設海綿城市即實現低影響開發雨水系統。其實質是控制徑流、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，降低排水強度，達到城市雨洪控制目標[2, 3]。另外，通過人工濕地、生態濾池等措施過濾和降解地表雨水污染物，經凈化后的雨水可釋放加以利用，實現水資源可持續發展[4, 5]，對改善城市環境，提升城市形象和生活品味有著顯著的社會和環境效益?？梢娫诮ㄔO海綿城市的過程中，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、湖泊屬于小型生態系統，自我調控機制薄弱，生態平衡易受外界干擾，蓄水能力有限[6]，所以防滲成為人工湖泊、坑塘設計的重點環節之一,做好防滲工程是建設人工池塘等滯留池的關鍵所在。因此本文在分析新型防滲技術的基礎上，以宜昌求索中創中心項目為依托，探討TPO防滲技術的特點，為人工湖防滲技術應用提供相關參考。

1　新型人工湖泊防滲技術及其應用

新型防滲技術即采用新材料、新工藝以增強防水性能、提高施工效率、節約成本、降低生態影響、優化生態結構，實現人與自然和諧共處。目前較為常見的新型防滲材料有膨潤土防水毯、LDPE土工膜、PE土工膜、HDPE土工膜等[6]，本文將對這幾種新型防滲做簡要分析。

2　復合土工膜防滲材料

2.1膨潤土防水毯

膨潤土防水毯是一種新型復合防滲材料，內部構造為上下各一層無紡布，中間均勻夾雜一層4 mm厚的膨潤土。膨潤土具有良好的粘結性、膨脹性，經吸水后在有限空間膨脹后形成緊密膠體，從而實現止水效果[7]。

膨潤土防水毯防滲性能好，耐久性強，無毒害，不會對地下水產生影響，也不會影響水生植物生長，滿足生態環保要求；不受環境溫度影響，自愈性強；施工簡單，施工效率高。然而，由于其發展周期短，生產工藝復雜，經濟成本偏高，國內目前無相關技術標準，施工工藝尚處于摸索階段，同時由于防滲機理決定了膨潤土只能在密閉空間發揮防滲作用，因此膨潤土的經濟效益有待改善，實用性還需繼續探索。

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、柔軟的新型防滲材料。其在以往的土工膜柔韌的基礎上，增加了其良好的延展性，防撕裂和抗拉能力強，能夠適應基礎沉陷變形，不受凍脹影響，而且具有良好的耐腐蝕、抗老化等特點。其次，LDPE土工膜無需預留任何施工縫隙，它既可以在室內焊接現場鋪設，也可以現場焊接，避免了接頭搭接不當而導致的漏水情況。另外其質量輕、便于運輸，而且施工簡便[8]，然而，其抗穿透性能弱，成為阻礙其應用的唯一短板。

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，采用復合工藝將較薄的PE膜與布有機結合在一起制作而成[9]。PE材料本身強度高，抗拉裂、抗撕裂性能好，而且耐老化、耐腐蝕，使用周期長,防水效果佳。

但是，PE膜屬熱塑性非極性材料，使用膠粘劑粘結很難達到理想效果，目前大都采用熱合焊接機焊接。焊接質量受土工膜厚度、電壓、風力、氣溫、基層平整度等諸多因素的影響，很難達到預期效果，易出現膜受熱熔化，導致接縫抗拉強度遠遠低于母材強度，而且較薄的膜接縫往往出現熔化孔眼，造成滲漏隱患，而且耐穿透性能較差，達不到理想的防滲效果。

2.4HDPE土工膜

HDPE復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]。產品具有高強度抗拉、抗撕裂等物理力學性能，延伸性能較好，耐腐蝕，抗老化等特點，而且成本低、施工簡單，防滲性能好，常被用于工廠化養殖池、魚塘、蝦池的內襯等防滲、隔離工程。但HDPE復合土工膜防滲仍然是一種新生事物,工程界對它的一些物理化學性能還不能完全肯定,還存在著很多疑慮。最讓人擔心的是，HDPE材料的耐候性和耐紫外線性能較差，在低溫狀態下，極易變硬變脆，特別是焊縫區域極易損壞，一旦漏了，修補起來比較麻煩，而且耐穿透性能較差[10]，在施工中難免會被刺破劃傷，因此HDPE防滲土工膜的物理力學性能還有待于繼續研究，在防穿透、修補破損方面有必要進行改進。

新型材料防滲結構示意圖見圖1。

綜上所述，復合土工膜防滲作為一種新生事物，其物理化學性能尚不能在工程上完全得到肯定,還存在著很多疑慮，如何依據具體的設計要求選擇合適的土工膜，使其在充分發揮物理力學特性的前提下，盡可能避免自身缺陷，實現土工膜價值最大化，同時能夠最大限度的減小環境影響，提高生態效益成為工程建設的關鍵。另外，對復合土工膜性能的研究成果較少，而且工程應用較晚，防滲施工技術和維持生態平衡方面還不成熟，經濟效益和環境效益不明顯，與海綿城市建設理念還有一定差距，因此未來修建池塘、湖泊中應更多的注重低影響雨水開發，在減少水體滲漏的前提下，更多的考慮人工池塘、湖泊的生態問題，提升水體自我修復能力,完善防滲技術與生態系統的兼容性，維持生態平衡，實現可持續的水資源發展理念。

3　TPO防滲襯墊簡介及其技術特點

3.1TPO防滲襯墊簡介

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、長壽為一體的環保型產品[11]。TPO土工膜就是一種TPO熱塑性聚烯烴復合防水襯墊膜，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，加工性能和力學性能出色，能用于嚴酷環境下的防滲工程中，是建造防水防滲工程的理想之選。

3.2TPO防滲襯墊技術特點

TPO作為新型防水襯墊的理想選擇，其技術特點如下：

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

2)高強度結構：獨特的鏈狀與網狀復合結構使得TPO防水襯墊具有超強的抗拉和抗撕裂、抗穿刺強度，能夠有效地抵抗植物根部系統的穿刺和破壞，極大地增加了水利工程的防水性能。

3)安全無毒害： TPO防水襯墊通過中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所的兩項權威檢測；經口毒性試驗檢測和飲用水配輸水設備及防護材料衛生安全性評價檢測。

4)性質穩定：TPO防水襯墊的化學性能穩定，不會發生生物降解，也不會在水生植物的環境中受到腐蝕，對酸性和堿性溶液也具有極強的耐受性。在環境-45 ℃～120 ℃條件下TPO具有良好柔性且工作性能極佳。

5)輕質、便于運輸，施工便捷，施工效率高。

6)耐久環保，使用壽命可達50年，且可循環利用和回收利用。

可見，TPO防滲襯墊不僅兼具其他新型土工膜的優點，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，即環保無污染，可回收利用，適用溫度范圍廣，尤其是抗刺穿能力強，不易破損，施工簡單，是人工湖泊防滲材料的理想選擇，與海綿城市建設理念的低影響開發理念相統一。

3.3施工工藝

3.3.1施工工序

基層清理→碾壓處理→平整場面→鋪設下層保護層(無紡布)→鋪設TPO防滲襯墊→鋪設上層保護層→覆蓋壤土→種植水生植被。

鋪設防水層前池塘輪廓圖見圖2。

3.3.2施工方法

1)基層處理及下層保護層鋪設。

基礎必須事先做好碾壓處理，對于基礎內部埋有垃圾或有機雜質應進行換土回填，對于陰陽角應做修圓處理，確?；A光滑平整，無毛刺。待碾壓平整后，再鋪設下層無紡布，以達到保護TPO襯墊的作用。在無紡布鋪設過程中，接縫重疊搭接尺寸不宜少于10 cm，無紡布鋪設完應做現場質量驗收，檢查鋪設平整度、接頭搭接尺寸、有無鋪設漏洞，待驗收合格后方可鋪設TPO防滲襯墊。

2)鋪設TPO防滲襯墊。

將TPO防滲襯墊運至現場，檢查外觀質量，記錄施工創傷、破洞、折損等缺陷，做好修補工作。然后根據實際情況切割到合適形狀再做鋪設搭接，TPO襯墊在池塘圍墻處做翻邊錨固處理，通過包裝帶、釘子、卡環將TPO邊緣錨固于墻體上，如圖3所示。鋪設TPO襯墊過程中，確保鋪設平整、舒展、無褶皺，焊縫沿水流方向搭接，搭接尺寸10 cm，同時嚴禁施工人員穿硬幫鞋或帶釘鞋，以減少對TPO襯墊的損傷。鋪設完畢后及時檢查驗收，確保接縫質量達到規范或設計要求，對于虛焊、漏焊、褶皺、孔洞、氣泡等缺陷以及T型節點采用擠壓焊接機進行處理，處理經驗收合格后立即覆蓋無紡布，以減少TPO襯墊暴曬。

3)上層保護層鋪設。

待TPO防滲襯墊施工完畢后，且經驗收合格后，立即鋪設上層保護層。上層無紡布鋪設同下層無紡布鋪設方法一樣，沿水流方向鋪設，接縫搭接不少于10 cm，接縫處使用少量壤土覆蓋以做臨時固定(見圖4)。待上層無紡布施工完畢，并經驗收合格后，在無紡布上部鋪設一層不小于10 cm厚壤土(見圖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，可采用機械搬運，人工攤平覆土，但嚴禁采用機械整平，以防機械破損TPO防滲襯墊。

4)池塘回填處理。

待池塘防水施工結束后，對外圍墻體做埋填處理，處理后的效果圖如圖6所示，使整個覆土將墻體埋于地下，池塘內部土體與岸邊土體完美銜接，實現池塘水體、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；同時池底壤土可供水生植物、微生物生存，對水體起到一定的凈化作用。

4　結語

隨著新型防滲材料不斷出現，防滲技術不斷改進，水生態問題得到了改善。尤其是TPO防滲襯墊的出現，不僅兼具其他新型土工膜的優點，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，有利于改善水生態系統，極大地實現了工程建設與水生態平衡的兼容性。目前，作為全國首個海綿城市建設試點城市的湖北省宜昌市，率先將TPO防滲襯墊應用于宜昌求索眾創中心項目的自然水體防滲的建設當中，本工程依據原始地貌修建自然凈水池，利用山體高差，逐級收集雨水，控制徑流。并在TPO防水結構上層覆蓋壤土，種植水下草坪凈化系統和季節性水下森林，放養水生動物、浮游動物，從而實現集自然雨水收集、凈化、再利用的一體化設施，達到防洪抗旱與自然景觀協調兼容的效果，實現海綿城市建設理念。

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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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