玻璃輕石材料在濕地系統水質凈化中的應用探析

陳詞珊 （安徽水利開發有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 技術特點及適用范圍

1.1 技術特點

①水體通過設置的多級連續過濾池并經過池內填筑的玻璃輕石料和種植的水生植物雙重過濾、凈化，凈化后的水體流入人工湖或河道，對比傳統水質凈化工藝，其綜合造價較低。

②玻璃輕石是一種玻璃廢料加工再利用的輕質環保材料，可就地取材，節能環保效益顯著。

③凈化池數量根據不同地區及水質受污染程度可靈活設置，施工工藝便捷，易于操作。

④玻璃輕石比重0.2～0.8g/cm3，填筑厚度一般為80cm，鑒于材料比重小，填筑后需在其頂面再覆蓋20cm厚礫石料進行壓頂。

1.2 適用范圍

玻璃輕石濕地系統水質凈化施工技術適用于海綿城市建設和城市河道、湖泊輕度污染治理，通過對污水凈化改善，尤其是在水系發達的城市應用，水生態環境改善效果顯著。

2 工藝原理及工藝流程

2.1 工藝原理

施工工藝原理：通過修建一種循環水體自凈化濕地系統來改善、凈化城市河湖水質，系統結構是由多個連續且有一定坡度的鋼筋混凝土過濾池組成，池中填充玻璃輕石作為主要凈化水質材料，結合種植根系發達的水生植物。水體通過過濾池進水口流入池中，并經過逐級沉淀及水生植物的雙重水質凈化后，再經過濾池出水口流入人工湖或河道，通過不斷循環，達到改善、凈化水質的目的。

2.2 工藝流程

測量放線→濕地土方開挖→過濾池混凝土結構施工→防滲膜鋪設→分區填筑粒料（卵石、礫石）→安裝分割板→填筑玻璃輕石粒料→人工攤鋪、整平→塑料平網鋪設→填筑面層粒料（礫石）→水生植物種植→通水（污水）凈化水質。

3 主要施工方法

3.1 總體規劃

根據玻璃輕石濕地系統規劃區域位置在現場設置材料堆放區（堆放玻璃輕石、卵石、礫石料、鋼筋、模板等）、鋼筋加工場、進出場施工便道等。

鋼筋加工場靠近材料堆放區設置，以方便鋼筋加工制作及轉運。根據濕地過濾池施工布置、施工強度確定過濾池每次混凝土澆筑方量，過濾池混凝土結構采用間隔跳倉法施工，按照先廊道、后隔墻順序依次施工。

3.2 過濾池土方開挖

濕地過濾池土方開挖采用1m3反鏟挖掘機作業，自卸汽車轉運，按照從上游（進水口側）至下游（出水口側）方向依次進行，開挖面按設計坡比控制高程。開挖至設計高程10～20cm后采用人工開挖并整平至設計基面，基面采用振動壓路機進行碾壓，壓實度不低于設計標準。

3.3 過濾池混凝土結構施工

濕地過濾池連續設置多格，過濾池隔墻為鋼筋混凝土結構，高度1.0m，寬度0.25m，為方便材料轉運，采用分隔跳倉法施工。模板選用鋼模，并采用對拉螺桿結合鋼管進行支撐加固；隔墻混凝土一次性澆筑完成，相鄰施工縫之間采用橡膠止水帶進行止水。施工過程中做好鋼筋綁扎、模板安裝及在進、出水口側和相鄰過濾池廊道處預埋PVC排水管等。

過濾池數量視水體受污染程度及凈化后的水質標準而定，每個過濾池從進水口至出水口按一定設計坡度進行連續設置，確保水流流向順暢。

3.4 防滲膜鋪設

濕地過濾池防滲膜采用人工鋪設，防滲膜位于基層素土面與填料層之間，采用厚度1.0mm的HDPE復合土工膜（兩布一膜），防滲膜接縫采用熱熔焊接，搭接寬度宜為10cm；防滲膜與隔墻混凝土面連接采用防滲膜專用膠粘劑連接。防滲膜與池內混凝土結構粘貼密實，形成一個完整封閉的防水系統。

3.5 填充料填充（卵石、礫石）

濕地每格過濾池內粒料填充采取從兩側向中間依次填充，從邊側向中部依次填筑卵石（粒徑40～80mm）、礫石(粒徑 20～30mm)、礫 石（ 粒 徑 15～20mm）、玻璃輕石(粒徑10～15mm)，除卵石層填筑厚度1.0m外，其余材料填筑層厚度80cm，并在頂部再覆蓋20cm厚粒徑5～10mm礫石層，所需材料均由專業材料廠家加工成合格材料，并運至現場。

為防止各區材料混填，相鄰區域填充料填筑時，采用分隔板進行擋設，各區粒料對稱依次向上填筑，每層填筑厚度不宜超過30cm；當每層填料達到30cm時提升分隔板，以此類推，直至填筑完每格過濾池內所有材料。

3.6 玻璃輕石填充

玻璃輕石填充是待兩側礫石料填筑至設計高程后進行施工，玻璃輕石料由專業加工廠加工制作合格后運至現場。

玻璃輕石原料采用編織袋包裝，每袋方量約1m3，重量約500kg，現場采用人工配合汽車吊將材料吊至填筑區，打開包裝袋將玻璃輕石卸至作業面，人工進行攤鋪整平；對于局部汽車吊無法吊裝到位的填筑區，采用移動式皮帶輸送機將玻璃輕石料輸送至填筑區。礫石料及玻璃輕石材料填筑時，應保證整個過濾池池體內填料密實均勻，表面平整。

3.7 塑料平網鋪設

玻璃輕石比重小（比重0.2～0.8g/cm3），單顆重量輕，遇水時則浮于水面，為確保填筑后的平整度及滿足水質凈化工藝要求，待玻璃輕石填筑至設計高程后，再在其表面鋪設一道塑料平網及20cm厚礫石料進行覆蓋壓頂。礫料填筑可采用移動式皮帶輸送機進行作業，人工輔助攤鋪、整平。

3.8 濕地水生植物移栽

濕地水生植物移栽種植采用幼苗，選用的水生植物應能保證成活率、外觀顏色新鮮，莖葉高度約為30cm，可根據當地水生植物種類盡量就地取材，過程中應避光保濕儲藏。濕地過濾池土建工程完成后，應在適宜的氣候季節連續種植，直至結束。種植時，人工采用手工工具在濕地填料上層挖坑栽植，洞口尺寸應合理，以植物根系完全埋沒但不發生大的折曲和破壞為原則，莖葉位于填料層上面。植物應隨取隨栽。

人工濕地種植植物最佳時間亦為春天或初夏，濕地植物覆蓋率達到60%～80%時才可以運行。過濾池內應有充足的水源，以供水生植物吸收。植物種植2個月以后，需檢查植物生長程度，主要標準為植物種植密度、總覆蓋率等，如果達不到標準，則需要補種。

4 工程質量控制

4.1 關鍵部位、關鍵工序的質量要求

①施工前認真對施工圖紙進行會審，并與建設、監理、設計及時溝通，不斷優化設計方案，以滿足施工及今后運行要求。

②加強進場原材料的試驗檢測、施工機械設備調試、計量儀器標定等工作。

③按工序依次進行濕地土方開挖、回填、混凝土結構施工、防滲膜鋪設、填充料填筑、充水及水生植物種植等，確保各道工序銜接有序，有條不紊進行，以保證工程進度、質量和安全。

④濕地過濾池排水坡比應從土方開挖時即要進行預留及測量控制，不得從填筑的各級粒料面進行找坡控制；濕地土方開挖從進水口方向至出水口方向自上而下依次進行分層開挖及坡比控制，土方開挖至設計高程10～20cm時，停止機械作業，采用人工開挖并整平至設計建基面，基面采用振動壓路機進行碾壓，確保壓實度符合設計和規范要求。

⑤混凝土結構施工，鋼筋規格、形狀、保護層厚度；模板斷面尺寸；預留孔洞位置、尺寸等均須符合設計和規范要求。

⑥防滲膜鋪設，防滲膜之間連接采用熱熔焊接，搭接寬度宜為10cm；防滲膜與混凝土面連接采用專用膠粘劑連接。濕地內有其他構筑物時，須在構筑物外包裹防滲膜，并與濕地防滲膜連接，防止漏水，防滲膜高度與濕地池頂平齊。

⑦過濾料填筑前，首先檢查防滲膜是否鋪貼完好；填料填筑不得采用大型機械推填碾壓，采用汽車吊、移動式皮帶輸送機進行填料，以保證整個池體內填料密實均勻。

4.2 施工質量控制方法

①濕地過濾池廊道及池體隔墻混凝土采用商品混凝土澆筑，汽車泵泵送。混凝土性能、強度、抗滲等級等參數符合設計和規范要求。

②每個工作班或每澆筑100m3混凝土時，應留置二組標養試塊（抗壓、抗滲）、一組同條件試塊；標養試件達到養護齡期后，應及時對抗滲等級、抗壓強度進行檢測，檢測值必須滿足設計和規范要求。

③玻璃輕石原材每進場400m3進行取樣檢測一組，性能指標應滿足檢測規范SL352-2006標準要求。

④濕地過濾池混凝土隔墻內預埋DN200PVC排水管，兩端應用土工布包扎嚴實，安裝牢固，并有一定的排水坡度；混凝土振搗時，嚴禁振搗棒觸碰管道。模板拆除后，去除管口土工布并進行疏通。

⑤濕地廊道蓋板采用雙鋼化夾膠玻璃，規格為10mm+1.14PVB+10mm，每側與混凝土隔墻搭接10cm；廊道內設置爬梯，材質一般選用塑鋼踏步。

⑥濕地過濾池池體內粒料填充以機械作業（移動式皮帶輸送機、吊車）為主，人工為輔，提高工效；濾料鋪設完成后做好成品保護，防止二次污染。

⑦濕地系統水生植物選用易成活，根系發達，吸附和耐污能力強，易于后期養護管理的植被。

5 工程實例

安徽水利開發有限公司承建的廣西賀州黃安寺、獅子崗排洪河綜合治理工程、廣西崇左市城區生態水系修復工程（CZ4標段）均采用了濕地系統水質凈化施工工藝，通過在兩個項目上的實施與總結，形成了一套成熟的玻璃輕石濕地系統水質凈化施工工藝，該施工工藝簡易便捷，凈化水質核心材料選用玻璃廢料加工再利用，水質凈化效果顯著，不僅有效改善了當地水生態環境質量，減少了對大氣及水系污染，保護了地方生態環境，而且還能在相鄰過濾池廊道頂層處鋪設雙層鋼化夾膠玻璃蓋板作為城區百姓日常休閑觀光綠道，取得了人與自然和諧共生的良好效果。

6 結語

主要施工材料利用無害化廢料，減少了對環境的污染，通過對污水采取物理、生物雙重凈化措施，有效提高了污水凈化后的水體質量，同時較好地改善了城市周邊河湖水質，對城市環境有較大的改善，改善了百姓的居住環境，提高了舒適度，增強了百姓的幸福感，符合習總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”的科學論斷。

該施工技術相較傳統的污水自然沉淀凈化施工，具有后期運行維護費用低、功能效應完善的特點，利于環境保護和水土保持。