第一篇：膨润土防水毯在河道整治中的应用
膨润土防水毯在河道整治中的应用
【摘 要】沱河生态环境修复工程是河北省的重点工程，在工程中河道防渗处理是关系工程成败的关键。粘土和钠基膨润土防渗毯相结合的综合防渗措施在河道防渗处理中的成功应用，在今后北方湿陷性沙性河道生态修复工作中值得借鉴推广。
【关键词】河道；沙坑；防渗；设计 1.工程概况
1.1 滹沱河是子牙河流域两大水系之一，上游已建有岗南、黄壁庄两座大
（一）型水库和张河湾、郭庄等 11 座中型水库工程。滹沱河自黄壁庄水库以下流经石家庄市区北部，滹沱河河床以中细砂为主，渗透性较强。由于上游由岗南、黄壁庄水库控制，供水全部通过渠道、管道直接输至相应用户，平时没有生态基流，加上近年来水资源量的减少，滹沱河以下区间基本形不成有效径流，因此滹沱河全年几乎都是干涸状态。滹沱河生态环境修复工程位于河心岛周围，上起南水北调倒虹吸，下至第一橡胶坝，主要包括：护坎（岸）、河道整治与防渗防冲工程、河心岛西给水闸、小青河临时退水口门等，形成水面250万m2，蓄水深1.2～2.3m。1.2 滹沱河石家庄市区段沙坑现状特点。
滹沱河生态环境修复一期工程中沙坑面积大，总面积达 142 万 m2的沙坑区，沙坑内不同程度的回填有大量的建筑垃圾，造成沙坑底坑洼不平。沙坑深度大，沙坑平均深度在20米以上，最大深度达到30多米。沙坑比较集中，项目区主要在中部和尾部两条沙坑带，坑宽500多米长度。1.3 工程实施的特点与难点。
滹沱河生态环境修复一期工程，河槽整治中河心岛段护坎与京珠高速段护
坎施工，大多采用较为传统的成熟技术和工艺。但在河道防渗工程中，总面积达 142万m2的沙坑区，回填建筑渣土和沙土，虽经过强夯和灌水水压措施，但回填材料湿陷性和自身的不密实性造成多年沉降量大。2.沙坑沉陷区防渗设计要点
沙坑区防渗区要求防渗材料具有以下特点：防渗功能好、对地形及沉降变形适应性强、自愈能力强，容易修复等特点。3.沙坑防渗材料的选择
人工防渗措施一般包括: 混凝土防渗：这种防渗措施比较适用于水体规则、水面区域面积较小的人工湖工程混凝土防渗主要型式可分为现浇混凝土和混凝土预制块拼装，使用年限一般可达30～50年。混凝土防渗的优点是防渗防冲性较好，耐久性较强，但大范围应用的缺点是工程造价高。
粘性土防渗：粘性土防渗属于传统的防渗方法，对于有优质粘性土的地区具有投资省、工艺简便的特点，并且有利于生态的交换，使用年限一般为25年左右。粘土防渗所需的厚度较大，因而总工程量大，因此较适宜能就地取材的情况。滹沱河沿岸地区土源较为缺乏，南水北调石家庄市区段的弃土将大量用于筑堤、景观建设，因此获取满足防渗的优质粘土的成本较高。
土工膜防渗：土工膜防渗具有渗透系数小、施工简便、工程造价低的特点，在上世纪九十年代前曾广泛用于水利工程防渗。由于土工膜属于非降解材料，将完全隔断水力联系，属生态不友好型防渗措施，在近年来的河湖水面防渗应用中越来越少。另一方面，一旦土工膜的连接不牢或施工过程中形成破损，防渗效果也难以保证。
膨润土防水毯（gcl）防渗：膨润防水毯是一种土工合成材料，由高膨胀性的钠基膨润土填充在特制的复合土工布和无纺布之间，近年来广泛用于人工湖泊水景、垃圾填埋场等防渗工程中。防水毯是用针刺法制成的膨润土防渗垫，形成许多小的纤维空间，遇水时在垫内形成均匀高密度的胶状防水层，有效的防止水的渗漏。gcl的防渗性能介于粘土防渗和高分子材料（土工膜）之间。gcl使用钠基膨润土，遇水时吸附自身重量五倍的水，体积膨胀到原来的15～17倍以上，将钠基膨润土锁在两层土工合成材料中间，起保护和加固的作用，使gcl具有一定的整体抗剪强度。gcl防渗的特点是：
3.1 密实性：钠基膨润土在水压状态下形成高密度横隔膜，厚度3mm时，它的透水性为8×10-9cm/s以下，既满足了防渗要求，又具有微渗性。3.2 持久性：因为钠基膨润土系天然无机材料，即使经过很长时间或周围环境发生变化，也不会发生老化或腐蚀现象，因此防水性能持久。
3.3 柔软性：gcl可随不同地形、不同基础进行变形，与其他防渗材料相比抗不均匀沉降和抗张应变能力强。
3.4 施工简便：与其他防水材料比较，gcl施工相对比较简单，不需要加热和粘贴。只需用膨润土粉末和钉子、垫圈等进行连接和固定。
3.5 适应性强：gcl在寒冷气候条件下也不会脆断，可耐零下32度寒冷气温；在高温受热干缩复水后裂缝可自动完备合。
3.6 自我修复性：由于膨润土遇水膨胀的特点，对于直径小于2mm的植物根系穿刺后可自我修复。
3.7 绿色环保性：膨润土为天然无机材料，对人体无害无毒，对环境没有特别的影响，具有良好的环保性能。
滹沱河河道防渗工程具有工程范围大、地形条件复杂的特点。部分河段原有的采砂坑深度达10m以上，回填材料除河床沙外还有部分建筑碴土，砂坑填
埋后的密实度与其他段相比较小。综合各种防渗措施的优缺点，本次设计中推荐采用膨润土防水毯防渗与粘性土防渗相结合的方法。4.设计要点
根据滹沱河河道砂层透水严重和湿陷性的特点，防渗采用基层、粘土防渗层、膨润土防渗毯防渗层和防渗毯压实保护层四部分。
4.1 基层：对现有砂坑利用清理平整的河床开挖料进行回填层层夯实，使得砂土原基相对密度达到0.65以上，砂土填筑区相对密度达到0.70以上。4.2 粘土防渗层：粘性土防渗通过对合格土料进行分层碾压的方式，取得相对密实的粘土防渗层，完工后的防渗层渗透系数应小于1×10-6cm/s，厚度1.5m，碾压密度要均匀。设计压实度不小于95%。
4.3 膨润土防渗毯防渗层：采用钠基膨润土防水毯单位面积质量≥5000g/m2 4.4 防渗毯压实保护层:采用粘粒含量低的壤土50cm厚，作为压实层，减少膨润土遇水时纵向变形过大，影响其防渗效果。5.施工要求
5.1 膨润土防水毯铺设。
膨润土防水毯铺设应避免在有水和雨天施工。
按编织土工布（黑面，或含有编织布的无纺布）朝下，无纺布（白面）朝上铺设。铺设时将每卷防水毯用吊车或铲车按设计要求就位然后用人工平展摊开。
底面铺设时应平行搭接，水流上游（西）的防水毯应压在下游（东）的防水毯上面，布面不可张拉过紧或褶皱，应适量放松并紧贴地面。
河岸斜坡上防水毯，只能纵向搭接，不能横向搭接。
搭接宽度（二层重叠处）纵、横向均为50cm，二层重叠间必须均匀撒上膨
润土粉或均匀涂抹膨润土胶泥。
防水毯铺设应根据上部土层施工计划相应安排进度，防水毯铺设结束后，立即进行上部土层的施工，避免铺设好的防水毯空置时间过长。每日完成的膨润土防水毯铺设量应与上部土层完成量一致。
防水毯铺设时应进行外观检查，如防水毯存在破损或意外发生破损，应用大于破损缺口周围50cm的防水毯覆盖在上面后再作固定处理。
防水毯搭接处铺撒防水粉，应该在搭接铺设好后，将搭接处掀开，再均匀铺撒防水粉。确保防水粉铺撒均匀，不被破坏。
在铺设时，如遇下雨，应用塑料薄膜材料或遮雨材料迅速覆盖，当雨水较大时，膨润土膨胀超过300%时，应更换产品并重新铺设。
铺设时，严禁有明火或烟头置于防水毯任何一面上。5.2 防水毯铺设后的固定。
防水毯铺设采用顶部固定，在斜坡顶四周开挖锚固沟，锚固沟深宽度约600mm，把防水毯埋入沟底再用浆砌石覆盖压实。岸坡上的铺设须根据河坎防护施工图所示型式进行，并保证与河底、岸顶的衔接与固定。
外形奇异不规则部分的接缝除用膨润土粉加固外还需在接缝外表涂抹浆状膨润土加强。
两头终结部位均要用锚固杆方法固定。gcl的锚杆部位要固定在水平面最上部，并要固定牢固。锚杆被水淹没并且倾斜度较大时，要用双层gcl施工。锚杆部位宽度为15cm，深度为0.6m以上，锚固杆底部把防水毯折叠后用回填土夯实到90%以上。6.防渗效果分析
滹沱河生态环境修复工程，沙坑防渗施工过程中严格执行施工技术的要求，经现场试验，各分项工程满足规范和设计要求，保证了工程的质量，该工程于2010年蓄水，经过两年的运行，沙坑区未出现任何的沉陷和裂缝等现象，沙坑区蓄水位降深满足设计要求，防渗效果理想。对于北方砂性河道生态恢复工程具有很高的经济效益和很好的推广价值。参考文献
［1］ 《钠基膨润土防水毯》jg/t193-2006.［2］ gb/t 13760-1992 土工布的取样和试样的准备.［3］ gb/t 17643-1998 土工合成材料 聚乙烯土工膜.［4］ jc/t 593－1995膨润土试验方法.
第二篇：德州膨润土防水毯产品应用特性[范文模版]
德州膨润土防水毯产品应用特性
德州膨润土的矿物学名称为蒙脱石，天然的膨润土按化学成分主要分为钠基和钙基两大类。膨润土具有遇水膨胀的特性，一般钙基膨润土膨胀时，其膨胀仅为自身体积的3倍左右，而钠基膨润土遇水时吸附自身重量五倍的水，体积膨胀到原来的15-17倍以上，将钠基膨润土锁在两层土工合成材料中间，起保护和加固的作用，使GCL具有一定的整体抗剪强度。
膨润土防水毯产品特点：
性能价格比高，用途非常广泛。产品幅度可达6米，大大提高了施工效率。适用范围及应用条件：适用于市政（垃圾填埋）、水利、环保、人工湖及建筑地下防水、防渗工程。
传统防水材料无法施工的负温下（-20℃）仍可施工；在潮湿的基层（无明水）上也可施工；在雨雪天气下不能施工；不适合强酸、强碱性溶液防渗；由于膨润土系无机材料，故其耐久性好于有机防水材料。
膨润土防水毯产品特性：
无需先前处理
无需在混凝土施工基面作任何前期处理，并且可以安装在夯实的土层上。免底油
即使在潮湿与有灰尘的混凝土面上亦无需底油。
安装简便
只需相互间搭接，并可用钢钉固定，无需技术工人。
自动修补裂缝
钠质膨润土独有的膨涨性能，可以自动修补混凝土中细小的裂缝和空隙。不受天气限制
能安装在潮湿的混凝土面，不受冷热气温影响（可在-30OC下施工），减少工程延误。
永久性防水
膨润土是天然矿物，因此不会变质，往往比建筑物更耐久。
成本效益高
综合考虑材料、施工方法、施工环境、人员素质及节省的工期，「防滴」膨润土防水毯VOLTEX DS 成为成本效益最高的地下防水材料。
第三篇：膨润土防水毯价格及市场分析
一、前言
膨润土是我国开发利用较早的非金属矿物之一，由于其物化性能非常独特，所以在许多传统工业如铸造、钻井泥浆、铁矿球团中的应用悠久历史。随着科技进步，膨润土的许多新用途也在被不断研发出来，其产品价格大大高于传统产品。本文将主要介绍一种新的膨润土产品，即我院借鉴国外技术研发的膨润土防水毯加工工艺及装备。
二、国内膨润土开发利用现状
1、膨润土的传统用途
目前，人们利用膨润土粘结、吸附、催化、增稠、触变、膨胀、脱色等性能开发产品数以千计，广泛应用于冶金、钻井、建筑、环保、农业、化工、食品等24个领域100多个部门。由于具有许多独特的性能，膨润土在传统应用中主要被用做：铁矿球团、铸造、钻井泥浆、酒及饮料澄清剂、干燥剂、纺织印染、活性白土、石油化工催化剂、动物垫圈除臭猫砂、废水处理剂、核废料处理的应用、涂料、陶瓷、助悬剂、吸附剂、过滤剂、乳化剂及软膏基质、粘合剂、载体、赋形剂、动物饲料、化肥、农药、膨润土在电池中的应用、膨润土在灭火剂中的应用、锅炉和管道保温涂膏等等领域。
销售主管：李荣海手机：******
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2、国内膨润土工业现状和技术水平
据有关资料统计，目前国内膨润土加工企业有200多家，多数为中、小规模生产企业，年产量超过１万吨的矿山企业有20多家，其总产量约200—210多余万吨，生产能力300万吨以上，主要为粗加工产品。生产能力较大的省份有辽宁、河北、浙江。我国膨润土原矿或粗粉加工产品产量约160-170万吨。深加工产品，包括人工钠化钙基膨润土、活性白土及有机膨润土的制备等，总产量约30—40万吨。从生产布局看，我国主要膨润土生产企业主要集中在浙江、吉林、辽宁、新疆、河北、河南、湖北、安徽等省区。
目前, 我国膨润土矿开采方法有露采和地采。其中露天开采矿山占90％。按产量计露天开采占75％。地下开采的主要有浙江省临安膨润土矿、吉林刘房子膨润土矿、吉林九台膨润土矿等。目前我国膨润土资源综合利用程度较低，矿山企业普遍存在技术落后，经济效益低的问题。目前国内绝大多数矿山都不经选矿，经手选后晾晒、风干或用干燥炕、烘干炉干燥后，再用雷蒙磨和其它辊碾机碾磨粉碎成用户所需的产品，产品蒙脱石含量在50-85%之间，原矿开采成一般都在80元／吨以内，粉矿生产成本也不超过150元/吨。产品主要供应膨润土的传统用途用户。湿法选矿一般用来处理低品位膨润土，或为了获得高档产品结合生产工艺进行。采用湿法的选矿膨润土矿山企业很少，产量十分有限，产品蒙脱石含量一般在85-95%之间。
我国膨润土资源丰富，品种齐全，也不乏优质品种，基本不需要依赖国外资源，比如新疆夏子街的膨润土，其原矿质量甚至可与美国怀俄明的土相媲美。但产品质量与国外差距较大，主要原因是膨润土的提纯和深加工技术和设备上，虽然国内膨润土应用范围已涉及20多个领域，但是传统工业领域还是占绝大多数，产量虽然很高，但产品的附加值很低，而不断开发的膨润土新的用途虽然用量很少，经济效益却非常明显。比如，防水材料、净水剂、增稠剂、凝胶材料等。
三、膨润土防水毯应用技术
1、膨润土防水毯基本情况介绍
膨润土防水毯是一种新型的复合土工合成防水材料。防水毯内膨润土的厚度一般为4毫米，底层为土工纤维布，上层为无纺布，中间为经过处理的膨润土，因其貌似毯状，故称其为膨
润土防水毯。其优点是：原材料成本低；防水性能好；自我愈合能力强；安装、施工方便；单位面积质量小，每平米原料用量只有几公斤；抗剪切强度高；冻融循环能力强。
目前市售的产品规格一般为：宽幅2米、4米、6米不等，长度20米到60米不等。
膨润土防水毯是国外开发不久的新型防水产品。目前国内已生产该产品的厂家有9家，有使
用国外的工艺和技术，近两年，由于我国的经济建设发展很快，对新材料的需求量越来越大，发达国家纷纷看好我国防水材料市场，有的企业在我国直接投资办厂，也有的在我国设立产
品销售代理机构。
膨润土防水毯已在世界上许多重要工程中使用，并证明具有很好的防水防渗效果，据有关资
料介绍，在同比条件下，膨润土防水效能可达传统的五层防水，且耐久性能优良。但其高昂的价格使国人难以接受，2004年北京绿色建材博览会上获悉，英国某公司的产品在中国市
场的售价为80元/平米，在国际市场的售价约13美元/平米，同样规格的国内合资厂的产品
在国内市场的售价为30多元，远远低于国际市场的售价。
除以上介绍的以外，膨润土防水毯还具备使用范围广、耐久性好的优点，特别适合于人工湖、垃圾处理场、隧道、水渠、建筑物地下防水、楼顶花园防渗漏，水处理厂防漏以及具有含有
害元素或重金属离子的垃圾焚烧灰填埋场等等。经过试验，膨润土可耐受多次的冻融循环，由于膨润土是一种天然的矿物，在遇到多种外界条件下不分解、不变质，其使用寿命可达一
百年以上。
在防渗工程中，该产品可单独使用，也可与压实黏土防渗体组合使用，当设计方案允许使用
黏土、沥青、混凝土、土工膜、膨润土防水毯做防渗层时，膨润土防水毯则显示出很强的竞
争能力。其产品本身具备如下特点：1）因膨润土与非织造土工织物纤维充分缠绕，止水性
强，耐冲刷，且不会因干湿和冻融反复循环而降低防渗性能，且可在—30℃以下气候恶劣环
境下进行施工。2）、任何可能的漏水点都会因为膨润土的迁移而自愈合，接缝处的叠合只需
15厘米，并均匀撒上一定量的干粉土即可满足防渗要求。3）、施工简单方便，产品体积小，成卷包装便于运输和安装。4）、属无机环保材料：无毒、无味、无污染，真正的绿色建材。与黏土和土工膜相比，该产品还具有如下优势：1）比压实黏土衬体积小、重量轻、施工简
便抗剪强度和抗拉强度高。2）、与土工膜相比该产品柔性好，较好地适应不均匀性沉降；具
有更好的界面摩擦性，对铺设场地的要求比土工膜低；因为有外裹织物的保护，使其不易被
刺破或划破而导致失效；与管道和建筑物周边连接时施工更简便，接缝处的密封性更好；使
用寿命更长。
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的粘土矿，通常含量范围为40%～90%，其杂质主要有高
岭石、石英、方英石、伊利石等。膨润土的性能与蒙脱石类型和含量有关。
蒙脱石晶体化学成分复杂，变化大。晶体中的低价阳离子常常置换高价阳离子，使结构层产
生多余的负电价。为了保持电中性，在结构层之间除水分子外，存在较大半径的阳离子Na+、Ca2+等，因此膨润土就被划分为钠基土、钙基土。由于阳离子的可交换性，使蒙脱石族矿
物具备了很多有价值的特性，比如离子交换性、吸水性、膨胀性、触变性、粘结性、吸附性
等。
遇水时，膨润土可吸附是自身重量几十倍的水量，吸水后体积可增大数十倍。由于膨润
土这种优良的特性其广泛用于防水材料领域。用于防水材料的膨润土首选优质钠基土，这是
由于钠离子在水中容易分散，钠离子半径大，电荷低，在水中更易分散且分散层数多，钙基
土则相反，钙基土的膨胀速度虽然快，但是其膨胀的倍数比钠基土低，因此，选择高膨胀倍
数的天然钠基土是本项目的先题条件。防水毯中的膨润土遇水后，水分子能够进入膨润土晶
格之间，使其晶格膨胀，由于膨润土防水毯在施工时，按要求其上部要覆盖20公分厚的覆
盖层将其压实，所以当其遇水膨胀时，其体积增大25倍以上（美国材料与实验协会标准），使其内部形成负压，即达到了防水的效果，因此膨润土防水毯是一种绿色环保型的防水防渗
材料。
2、应用情况介绍
国内采用的传统防水办法，在效果上不是很理想。而国外一些发达国家采用的膨润土防
水材料虽效果好，但因价格较高在国内较少被采用，我国前几年只在少数的国外独资工程中
使用，随着膨润土防水毯的国产化，价格也只有进口产品三分之一，我国许多工程也开始使
用膨润土防水毯，椐有关资料记载，膨润土防水毯应用十分广泛，可用于市政、环保、水利、公路、铁路、垃圾填埋场、水利工程及工业与民用建筑地下防水防渗施工，比如在垃圾填埋
场、污水处理厂使用，具有良好的防渗功能、加固功能；在水利工程中使用，可提高灌渠的防渗作用，还可以提高大坝、河堤的强度，避免和减轻水土流失，大堤发生管涌的隐患；地
铁工程的防水防渗，公路的路基和边坡，桥梁的基础防水可以改变道路的性能，提高路面的承载能力，延长公路的使用寿命；在工业民用建筑工程使用，可以提高防水的可靠性和耐久
性；以及在矿山、人工湖、隧道、游泳池等处均可使用。
3、膨润土防水毯产品标准及对原料的技术要求
目前，我国尚没有针对膨润土防水毯的专用标准，对用膨润土的技术要求也不多，各个厂家
大都根据美国ASTM标准、韩国标准来制定自己的企业标准。如某中韩合资厂家，其技术
标准完全按韩国标准执行，按其规范要求必须使用天然钠基土。美国ASTM D5890，要求膨
润土的膨胀指数要大于24。而我国对膨润土原材料尚没有明确标准，事实上，膨润土的类
型、蒙脱石含量、吸水率、膨胀指数都应该是防水毯用膨润土的重要技术指标。
对于膨润土防水毯使用的土工布，各国均有一定标准，我国近年来相继颁布了多个相关的标
准。但涉及到土工合成材料应用、测试的标准有18项，均是近年颁布的，而膨润土防水毯
标准，我国现采用的均为美国材料与试验协会标准。
对于膨润土防水毯的原料要求，有文字报道的很少，目前国内的厂家有选用天然钠基土的，也有选用人工钠化土的，但是无论选择什么原料，其膨胀倍数必须满足产品的质量要求。我国的膨润土资源虽然比较丰富，但是能达到要求的优质天然钠基土不是很多。有些厂家由于
没有找到优质天然钠基土，加之价格的原因，而不得不采用钙基土进行人工钠化处理，其钠
化方法非常简单，即在钙基土中加入一定量的碳酸钠，然后加水搅拌，放置两天使其均化后
即可使用。有业内人士明确提出：人工钠基土使用寿命短，如果使用必须经过百年老化实验。美国对防渗膨润土提出pH为中性或弱碱性要求，试验证明膨润土pH越高，其抗渗能力会
随时间递减，甚至半年就完全失效，特别是人工钠化的膨润土。
我国多数天然钠基土的膨胀倍数达不到膨润土防水毯所需的质量要求，膨胀指数要大于24。就必须首先在选择高质量原矿的同时，对原矿进行提纯，去除高岭石、石英、方英石等杂质
矿物，在可能的情况下，对其进行再钠化处理，提高碱性系数，也可以通过添加有机高分子
材料的方法使其膨胀系数发生变化，但其成本增加很多，如果材料和用量选择得当，这种方
法还是可行的，既达到了使膨润土膨胀24倍的质量要求，又不增加太多的成本，在此方面，咸阳非金属矿研究设计院做了一些工作，通过选用有机高分子化合物和其他原料，使膨润土的膨胀倍数提高到了100多倍，但是这种产品更适合另作它用，在此不再赘述。
膨润土防水毯生产工艺并不复杂，但需要专门的生产设备，其重点是在对原料的处理方面。目前我国尚没有厂家生产膨润土防水毯专用设备。而国内已有的膨润土防水毯生产企业，多
数都是引进国外全自动化膨润土防水毯生产线的，也有的企业自主研发的生产线。生产膨润土防水毯的厂家也同时生产辅助材料，辅助材料有：膨润上防水粉，浆状膨润土，防水条，这些辅助材料配合膨润土防水毯铺设共同使用。
第四篇：北京地铁工程中的膨润土防水毯施工技术
北京地铁工程中的膨润土防水毯施工技术
摘要:针对现在膨润土防水毯施工缺乏国家、行业规范和标准的现状,对目前北京地铁工程膨润土防水毯施工过程中的细部节点(基面处理、材料裁剪、防水层搭接、后浇带和施工缝保护、收口、修复)施工技术进行了归纳和总结,对膨润土防水毯在地下工程中的使用有一定的借鉴意义。关键词:地铁;防水;膨润土防水毯;施工技术
1概述
膨润土防水毯是将膨润土颗粒按照设计重量要求均匀分布在织布和非织布层之间,然后利用针刺的方法加以固定成型的防水毯状卷材。采用针刺法将防水毯分隔成许多小的纤维空间,其中的膨润土颗粒不能向一个方向流动,形成均匀的防水层,使膨润土防水毯具有较高的抗剪性能和良好的防水效果。膨润土防水毯属无机类防水材料,其防水机理明确、耐久性好,同时由于其具有施工简便、快捷、对基层的平整度要求较低、局部出现渗漏水时不会出现严重的窜水现象、堵漏维修方便等优点,在北京地铁防水工程中逐步得到推广和使用。
为适应地下工程“外防内贴”的防水施工要求,在膨润土防水毯织布层表面复合了一层较薄的高密度聚乙烯膜,以增强其防水性能。但膨润土防水毯施工现在还缺乏国家、行业规范和标准,北京轨道建设管理公 司在总结了5号线设计、施工经验的基础上,编制了《轨道交通防水工程施工质量验收标准》,在北京地铁新线建设中起到了很好的指导作用,但像后浇带、明挖与暗挖接头、明挖与盾构接头等部位仍然没有明确的规定。本文对北京目前新线建设中的防水施工技术进行总结和归纳,以期对后续的设计、施工、监理借鉴和参考。2基面处理
2.1潮湿度要求和处理
膨润土颗粒的吸水性很强,因此膨润土防水毯在生产、仓储和运输过程中要求保持干燥;但施工过程中,只要求基层表面无明水流即可。一般的潮湿基面不会导致膨润土防水毯提前膨胀;但是基面有明显可见流水时,要采用临时引排措施,保证铺设面没有明显可见水流。2.2平整度要求和处理
《北京轨道交通防水工程施工质量验收标准》要求基面的平整度(凹坑的最大深度与最小直径的比值)不大于1/6,且要求平缓过渡。在喷射混凝土表面直接铺设膨润土防水毯时,毯体与基层的接触面间往往存在很多微小的悬空部位无法完全密贴,这样膨润土膨胀时,会先填补这些微小孔洞,使膨润土的膨胀效果被弱化,而一旦地下水位反复变化时,会将膨润土颗粒带走,影响膨润土防水毯的防水效果。
处理方法:(1)喷射混凝土后,立即用铁抹子进行压光消除表面的毛刺,为膨润土防水毯的铺设创造良好的施工条件;(2)在喷射混凝土表面抹一层2 cm厚的水泥砂浆,虽然效果不错,但是增加了工程造价,实际应用较少。
3材料裁剪及封口
膨润土防水毯施工前,首先要对裁剪下料和铺设方案进行优化设计,使裁剪的刀数最少,铺设的任意一块防水毯面积最大。防水毯一经裁剪必然导致膨润土颗粒在搬运和铺设过程中大量地从裁剪部位流失,造成局部毯体减薄,这种现象最容易出现在附加层和预留搭接部位,而这些部位往往是防水的薄弱环节。其次对不可避免的裁剪下料,要求尽量在铺设作业面附近进行,裁剪完毕后及时用塑料胶带进行封口。这样可缩短搬运距离、减少搬运次数,减少搬运和铺设过程中膨润土颗粒的流失。
4节点处理 4.1固定方法
膨润土防水毯采用长度不小于40 mm的水泥钉和直径或边长不小于30 mm的铁垫片固定,立面和斜面的梅花型钉距一般控制在50 cm以内,平面仅在搭接部位固定即可。要求垫片紧压在膨润土防水毯表面但不得破坏覆面材料。当采用射钉枪固定时,由于基层强度的不同有时会造成膨润土防水毯固定部位被击穿,施工时可根据不同基面的具体情况采用可调节冲击力大小的射钉枪或人工锤钉方法固定。4.2阴、阳角部位处理
膨润土防水毯较厚、柔韧性较差,因此在转角部位需进行特殊处理。一般阴角部位须先用膨润土颗粒或膨润土密封膏做成5 cm的倒角,然后铺设膨润土防水毯加强层(宽50 cm,沿拐角两面各25 cm);阳角部位则需要将尖角磨掉(最好是在混凝土二次收光时用抹子压),然后铺设膨润土防水毯加强层(宽50 cm,沿拐角两面各25 cm),具体做法见图1。附加层一般有两种做法,一种是先将裁剪好的膨润土防水毯加强层铺设在阴、阳角部位,然后铺设膨润土毯防水层。另一种做法是将转角两侧的膨润土防水毯搭接,搭接宽度60 cm,即立面、平面的膨润土防水毯在拐角处再往平面、立面延长30 cm,不另铺50 cm的附加层;搭接部位立面防水毯必须压在平面防水毯之上,如顶板和侧墙的拐角外包防水,则顶板防水毯压侧墙防水毯。这种做法的优点是不用过多地对膨润土防水毯进行裁剪,可避免膨润土颗粒流失。4.3防水毯的搭接
(1)膨润土防水毯的搭接方式为自然搭接,搭接宽度不小于10 cm,立面(斜面)上搭接须上幅压下幅、拱顶压边墙。为防止混凝土浇筑过程中搭接缝损坏,搭接缝必须用膨润土浆封闭。
(2)膨润土防水毯与塑料防水板、聚氨酯涂层和SBS防水卷材的搭接宽度40 cm。塑料防水板压在膨润土防水毯上面,用水泥钉和垫片固定,搭接缝用膨润土浆封闭;同时在搭接处卷材防水板上焊接背贴式止水带,以实现两种防水材料“分区止水”的效果。膨润土防水毯与聚氨酯涂层或SBS卷材的搭接为膨润土防水毯压聚氨酯涂层或SBS卷材,并使用膨润土防水浆封闭搭接缝。4.4施工缝防水做法
结构施工缝部位是防水薄弱环节,容易出现渗漏水,应注重该部位的施工质量和成品保护。由于混凝土具有一定的含水量,浇筑和振捣时,宜造成施工缝处膨润土防水毯外露部分(一般不大于2 cm)的毯体吸水提前膨胀。因此在施工缝两侧各20 cm的防水层表面增设一层膨润土防水毯附加层,以阻止外露部分的防水毯提前吸水膨胀。4.5变形缝防水做法
结构变形缝部位通常采用背贴式止水带、中埋式止水带和嵌缝密封三道防线进行加强处理。采用膨润土防水毯作为外防水层时,塑料背贴式止水带不能与防水毯焊接起到“分区止水”的目的,要先在变形缝部位的外防水层内表面骑缝设置宽度为50 cm的膨润土防水毯加强层,再用间距30 cm水泥钉固定止水带,最后用膨润土防水浆封闭,具体做法如图2所示。
4.6后浇带防水做法
后浇带宽度一般1 m左右,该部分钢筋绑扎较早、混凝土浇筑时间较晚,在先期混凝土施工和养护过程中,后浇带部分的膨润土防水毯不可避免地吸水而提前膨胀。因此在后浇带和后浇带缝两侧各20 cm的防水层表面增设一层膨润土防水毯附加层和0.3～0.5 mm厚的塑料板,以阻止外露部分的膨润土毯防水毯提前吸水膨胀。浇筑后浇带混凝土时可以把塑料板切下,然后再浇筑混凝土。4.7底板防水甩头保护
膨润土防水毯施工的难点在于对预留搭接部位的保护。因每个施工段有一定的时间间隔,预留搭接段的膨润土防水毯往往需要搁置一段时间后才能与下一段的防水层进行过渡搭接,为尽量避免膨润土防水毯在埋入混凝土前遇水提前膨胀,底板膨润土防水毯铺设完毕后,应及时浇筑5 cm厚的细石混凝土保护层,对预留搭接部位采取如下保护措施:(1)预留搭接部位的膨润土防水毯长度应超过钢筋甩头20 cm以上,且大于50 cm;同时在膨润土防水毯的上下两侧各增设一层膨润土防水毯加强层,加强层最外侧应超过防水层边缘5 cm左右,上层膨润土防水毯加强层可与施工缝加强层结合使用(即兼作施工缝的加强层)。
(2)加强层膨润土防水毯应埋入细石混凝土保护层内最少10 cm,并对防水甩茬和加强层用0.3～0.5 mm厚塑料板做“U”型包裹。
(3)在加强层上表面覆盖木板或砂袋进行保护,避免施工过程中的机械破坏。
(4)结构混凝土蓄水养护时在混凝土边上做挡水围堰,防止水流到防水毯甩茬上。
(5)与后续膨润土防水毯搭接时,先将木板或砂袋去掉,然后将塑料板和上层膨润土防水毯加强层掀起,将下段防水层伸入上层加强层和防水层之间10 cm以上。一般底板预留部位的搭接量宜尽可能放宽至细石混凝土保护层的根部,如上层膨润土防水毯加强层损失严重,就从根部割除。具体做法见图3。
4.8侧墙防水甩头保护
侧墙膨润土防水毯铺设完毕后,在其外表面覆盖一层30 cm宽的低密度聚乙烯防水板(或白铁皮),防水板一直覆盖至临时收口部位,用收口压条压住,防止雨水或施工用水直接喷淋到膨润土防水毯表面。4.9盾构区间与明挖车站防水接口做法 盾构区间除混凝土管片自防水外的辅助措施主要有:管片之间的丁基橡胶止水条、管片与围岩之间的注浆、接头螺栓的环状止水衬垫、注浆孔止水衬垫;而明挖车站侧墙的附加防水层是外包膨润土防水毯,所以盾构区间和明挖车站之间的防水衔接非常重要。西四站采用在盾构钢环和管片上安放两道膨润土止水条(因盾构钢环的特殊性,固定止水条时先把角钢焊接在盾构环上,角钢和盾构钢环共同形成一个“U”槽,然后把止水条塞入即可,最后把止水条接头用膨润土止水浆封闭)、并在止水条之间埋设注浆系统,成功地实现了盾构区间防水和车站膨润土防水毯外包防水的搭接,取得了很好的防水效果。具体做法如图4所示。
4.10永久收口做法
膨润土防水毯收口先采用30 mm宽、0.5～1.0 mm厚的白铁皮收口压条用水泥钉固定,钉距不大于30cm;最后用膨润土防水浆将收口压条完全覆盖即可(见图5)。
4.11破损部位的修补
铺设膨润土防水毯以及绑扎和焊接钢筋时,一旦发现设膨润土防水毯破损须立即进行修补,修补方法如下:先用膨润土防水浆将破损部位封闭;再裁剪一块膨润土毯,裁剪后立即用胶带进行封口处理,避免膨润土颗粒流失;然后在四角部位用水泥钉固定,保证补丁四周距破损边缘任意一点的距离不小于30 cm,如果破损部位较大,则需要在补丁四周用封口压条进行封口处理,封口压条水泥钉的间距不大于30 cm;最后用膨润土防水浆将补丁周边封闭。5结语
北京地铁工程膨润土防水毯防水施工,成功地解决了基面处理、裁剪下料对材料的影响、后浇带和施工缝处膨润土防水毯保护、盾构区间与明挖车站膨润土防水毯接口、膨润土防水毯收口、破口修复等问题,达到了防水的设计标准;同时也为完善膨润土防水毯施工工艺、制定相关标准和规范提供了很好的素材、为膨润土防水毯在地下工程中的应用提供了可借鉴的经验。
参考文献: [1]罗富荣.QGD-012-2005轨道交通防水工程施工质量验收标准[S].北京:北京轨道建设管理公司,2005.[2]许省会.膨润土防水毯施工技术[J].市政技术,2004,22(增刊):65-67.[3]杜华林.地铁工程中采用膨润土防水毯应注意的问题[J].铁道建筑技术,2005,(6):39-42.
第五篇：膨润土注浆材料在注浆工程中的应用
膨润土注浆材料在注浆工程中的应用
2006-11-30 摘要: 以北京地铁 5 号线某区间隧道为例, 介绍了膨润土注浆材料的性能及其在工程中的注浆施工工艺。
关键词: 膨润土;注浆;地铁隧道 工程概况
北京地铁五号线 04 标段包括一个车站和一个区间工程, 即天坛东门站—磁器口站区间和磁器口车站, 总长度 1 175.19 m, 其中区间施工范围长 995.19m, 车站施工范围长 180 m。区间工程主要包括隧道及其所含的联络通道、迂回风道、泵房、人防防护段、施工横通道、竖井、与规划七号线的联络线节点等土建工程。天坛东门至磁器口区间隧道分左右两线, 采用矿山法施工, 工程防水采用复合式衬砌结构, 全外包防水模式, 不考虑引排二衬外的地下水, 防水层设在初支喷射
混凝土与二衬混凝土之间。根据模板台车的长度, 以每 9 m 长隧道为一段, 依次浇筑;同时,每段内设不少于 9 根的回填注浆管, 注浆管直径 25mm。
隧道结构完成后, 最初施工方采用传统的水泥浆回填, 但由于水泥浆含水量大、易收缩, 完成注浆后对混凝土裂缝和施工缝处的渗漏没有起到明显的改善作用, 不得不再次钻孔进行化学注浆, 因此大大增加了施工成本。在此情况下, 施工方最终选择用膨润土注浆粉(Bentogrout)进行注浆。2 膨润土注浆材料介绍
膨润土的主要成分为钠基蒙脱石, 它是一种由微观片状晶体结构组成的矿物;片状晶体通常小于 2μm 且呈胶状, 它们能够吸收水分子, 从而使得分子间距加大、膨润土颗粒膨胀;一旦膨润土颗粒吸水后,分子内电荷达到饱和即会阻止水分子通过, 这就保证了膨润土具有极低的透水性, 使之具有优良的防水屏障作
用。在国外, 数十年来膨润土防水材料被广泛应用于地下建筑防水工程。
钠基膨润土浆液作为一种堵漏用注浆材料, 在水合作用下, 一般可以膨胀到干燥时体积的 10？15 倍,防水功能能够得到保证;其使用成本也低于聚氨酯等其它化学注浆材料;注浆时不需要对结构进行过多开凿, 对已完工建筑的堵漏操作相对简单;一旦注浆完成, 膨润土浆液将凝结在一起, 并会保持一定的柔韧性。膨润土浆液具有如下特点: 1)膨润土浆液注浆后会保持柔性, 不会由于地质沉降和振动引起混凝土开裂而出现裂缝, 同时它还不受冻融循环的影响。
2)膨润土浆液注浆后可以形成一层稠密的薄膜,具有良好的胶凝强度和粘着性, 使得浆液稳定地附着在结构的表面, 适用于石砌或混凝土结构裂缝以及内墙湿迹部位的渗漏水封堵。
3)膨润土注浆可以通过遇水逐渐膨胀的特性, 进行自我修补、封堵混凝土日后可能产生的裂缝。
4)膨润土浆液不会产生热量, 不会被微生物腐蚀, 用于填充大而空的区域。
5)膨润土浆液主要是由惰性的天然材料组成, 因此它的使用寿命可与建筑结构本身等同。膨润土注浆材料施工工艺 1)加水搅拌
将每袋 22.6 kg 的膨润土注浆粉(Bentogrout)加入 53 L 清水中, 搅拌 3？5 min, 直至浆液中没有粉块且浆液均匀为止。搅拌时, 可以直接用木棒在桶中搅拌, 也可以使用专业的设备进行搅拌, 搅拌均匀后方可开始注浆。2)安装注浆嘴及送浆软管
送浆软管应选择适当的长度, 太短会造成施工速度过慢, 而太长则会损失过多注浆压力。注浆嘴可以根据现场注浆管内径的尺寸, 自行焊接制作。准备完毕后, 将送浆软管两头分别连接注浆泵与注浆嘴, 注浆嘴要尽量深入地插入注浆管中, 并务必使两头连接牢固。3)注浆施工
将注浆嘴插入注浆管内并固定牢固后, 以 0.6？0.8 MPa 的压力泵送浆液至注浆管内, 直至浆液从邻近的注浆管中流出(或注浆压力保持 0.8 MPa 而不回落时)停止注浆。膨润土浆液注浆不要求过高的注浆压力, 注浆泵的工作压力在 0.6？0.8 MPa 即可满足注浆要求, 但要注意注浆泵需满足泵送较为粘稠浆液的要求。在立面注浆时, 应按照由低到高的顺序对注浆管进行注浆。每根注浆管完成注浆后, 应慢慢将注浆嘴拔出, 并使用塞子将注浆管堵严, 防止浆液外漏。接着将注浆嘴移至下一根注浆管, 重复以上的步骤。注浆中断超过 45 min 时, 需要及时用清水清洗注浆泵,以防止浆液凝固影响下次注浆质量。
一定范围内的注浆管全部注浆完成后, 移动注浆泵等施工设备至下一区域中, 并重复以上三个步骤继续注浆。4 结语
膨润土浆液注浆施工完成后, 隧道混凝土结构施工缝及裂缝处的湿迹逐日缩小, 最终使混凝土表面完全干燥。膨润土浆液注浆把回填注浆与堵漏注浆合二为一, 简化了施工步骤, 缩短了施工时间, 降低了施工费用, 是继膨润土防水毯之后膨润土防水材料在地下防水工程中的又一次技术革新。
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