CN102400450A - 一种景观河道土砂基减渗的工程方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种景观河道土砂基减渗的工程方法，属于景观河道治理技术领域。所述方法包括：根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料；测量所述基料的平均粒径；根据所述平均粒径选择膨润土，将所述膨润土作为减渗剂；所述基料与所述减渗剂的体积比为100：所述平均粒径数值的立方根值乘以20；根据所述河道土砂基土砂粒径选择减渗层虚铺施工厚度，其中所述虚铺施工厚度为240-400mm；确定所述基料与所述减渗剂各自的虚铺施工厚度；将所述基料和所述减渗剂混合形成河底减渗层。本发明提供的工程方法防止了河道景观水大量渗漏、保持了地下水位的生态平衡，该方法使用寿命长、施工简单、成本低廉。

Description

一种景观河道土砂基减渗的工程方法

技术领域

本发明涉及景观河道治理技术领域，特别涉及一种景观河道治理的工程方法。

背景技术

近年来随着国民经济的快速发展，政府财政收入和民生意识不断提高，很多城市都在大搞景观河道治理。由于景观河道基底大多为土或砂层，容易造成景观水的大量渗漏，景观水的渗漏治理成为景观河道治理的一项重要内容。

目前城市景观河道治理中主要采用以下两种工程方法防治景观水渗漏：

一种是修砌水泥基，即将河道用水泥混凝土砌起河坡和河道底减少景观水渗漏；

一种是铺设土工防渗衬垫基，即将膨润土装入织造或非织造的土工布袋中制成毯状材料，铺设于河道河坡和河道底减少景观水渗漏。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

一是工程造价高；二是地质位移造成的断裂渗漏，地质运动是绝对的，静止不变是相对的，经过几年的变化由于发生地质位移造成减渗工程断裂，从而造成断裂处渗漏，需要投入大量人力物力修缮；三是水泥或防渗垫将河道与周边土壤完全隔绝，河道地表水无法渗入地下，上游又将水层用坝截下很深，使的河道地下水位下降，破坏了河道地质生态平衡，加剧了地质运动，增加了发生地质位移断裂渗漏的概率。四是混凝土与土基之间由于季节性温度变化产生的冻胀裂缝，五是土工防渗衬垫易受河底植物的顶升产生位移而渗漏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种景观河道土砂基减渗的工程方法。所述技术方案如下：

一种景观河道土砂基减渗的工程方法，所述方法包括：

根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料；

测量所述基料的平均粒径；

根据所述平均粒径选择膨润土，将所述膨润土作为减渗剂；

所述基料与所述减渗剂的体积比为100：所述平均粒径数值的立方根值乘以20；

根据所述河道土砂基土砂粒径选择减渗层虚铺施工厚度，其中所述虚铺施工厚度为240-400mm；

确定所述基料与所述减渗剂各自的虚铺施工厚度；

将所述基料和所述减渗剂混合形成河底减渗层。

所述根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料，具体包括：

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比不大于50％时，将所述河道土砂基中粒径大于20mm的颗粒去除，利用所述河道土砂基土砂作为施工用基料；

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比大于50％时，外运粒径不大于10mm的土砂作为施工用基料。

所述根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料之前，还包括：

将所述河道的河底面积等分成至少十份，在每一份中取一个样品；

将所述样品混合形成混合样品；

用孔径为20mm的筛子筛分混合样品，去除其中粒径大于20mm的颗粒；

采用缩分法称取500克所述混合样品；

用2.5目的试验筛筛分称取的所述混合样品，确定筛上物的重量百分比。

所述测量所述基料的平均粒径，具体包括：

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比不大于50％时，将所述混合样品颗粒粒径小于1mm的按1mm计，粒径大于10mm的去除，将其换算成相近的国标试验筛的目数范围，

用所述目数范围内的所述试验筛筛分所述混合样品，确定其目数范围；

取所述混合样品目数范围内的至少5个所述试验筛目数作为粒径等级，

确定所述混合样品在各所述粒径等级下的含量及其占所述混合样品总量的百分比，

所述粒径等级对应的目数与所述百分比的乘积之和为平均目数，

将所述平均目数换算成相近的粒径，即为所述平均粒径；

当所述河道土砂基土砂粒径大于10mm的颗粒的重量百分比大于50％时，

按照上述方法确定所述粒径不大于10mm的土砂的平均粒径即为所述平均粒径。

所述根据所述平均粒径选择膨润土，具体包括：选择渗透系数≤5.0×10^-11m/s，粒径下限目数值为150目，粒径上限目数值为所述平均粒径目数的膨润土。

所述膨润土为天然钠基或人工钠化膨润土。该膨润土为本工程减渗剂。

具体地，所述基料与所述减渗剂的体积比为100∶20-40。

所述将所述基料和所述减渗剂混合形成河底减渗层，具体包括：

若所述减渗剂的虚铺施工厚度≤40mm，则直接将所述减渗剂铺设在所述河道土砂基上，采用旋耕犁旋耕铺设好的所述减渗剂与所述河道土砂基，使其混合，用震动碾压压实，重复上述旋耕、压实步骤3-6次，得所述减渗层；

若所述虚铺施工厚度＞40mm，则所述减渗层至少分两次进行施工，每次施工时所述减渗层的虚铺厚度均≤240mm，并且每次施工时所述基料与所述减渗剂的比例相同，每次施工时先将所述基料铺设在所述河道土砂基上，再将所述减渗剂铺设在所述基料上，采用旋耕犁旋耕铺设好的所述减渗剂与所述河道土砂基，使其混合，用震动碾压压实，重复上述旋耕、压实步骤3-6次。

所述选择渗透系数≤5.0×10^-11m/s，粒径下限目数值为150目，粒径上限目数值为所述平均粒径目数的膨润土之前，还包括：

采用破碎机将渗透系数≤5.0×10^-11m/s的原料膨润土破碎；

用风选方法将破碎的膨润土中≤150目的细物料抽出；

用粒径为所述平均粒径的筛子筛选余料；

筛上物返回所述破碎机重新破碎；

筛下物即为所述膨润土。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过选择与基料粒径匹配的减渗剂，将减渗剂与基料混合，共同形成减渗层，既防止了河道景观水大量渗漏，又能保证河道地表水能部分渗入地下，保持地下水位的生态平衡，减小了对河道地质生态平衡的破坏，从而减少了断裂渗漏的概率，又因为减渗剂可随水流位移，对地质位移断裂渗漏带进行自修补，更有效的防止了断裂渗漏；该方法使用寿命长、施工简单、成本低廉，因而大大节约了景观河道治理的资金。还可以从根本上有效解决建筑物混凝土与土基之间由于季节性温度变化产生的冻胀裂缝，有效阻断二者之间的过水通道，在整体衔接生态减渗方面效果方面明显是一项新型的生态减渗处理技术，在国内河湖减渗技术领域属领先水平。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种景观河道土砂基减渗的工程方法，所述方法包括：

根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料；

测量所述基料的平均粒径；

根据所述平均粒径选择膨润土，将所述膨润土作为减渗剂；

所述基料与所述减渗剂的体积比为100：所述平均粒径数值的立方根值乘以20；

根据所述河道土砂基土砂粒径选择减渗层虚铺施工厚度，其中所述虚铺施工厚度为240-400mm；

确定所述基料与所述减渗剂各自的虚铺施工厚度；

将所述基料和所述减渗剂混合形成河底减渗层。

本发明实施例提供的减渗方法原理如下：

膨润土是一种粘土，干燥时可以吸收大于自身几倍的水，吸水后又可以阻止水的通过，具有很好的防水防渗性能；同时，膨润土还具有触变性，静止时呈膏固状，搅动时呈流体状，用于景观河道治理时，当地质条件不发生变化时处于静止状态呈膏固状，当发生地质位移断裂渗漏时，形成水流搅动膨润土，使膨润土呈流体状流向地质位移断裂渗漏带进行填充，修复断裂带，恢复防渗功能。

本发明实施例提供的土砂基渗漏的工程方法，通过选择与基料粒径匹配的膨润土作为减渗剂，将减渗剂与基料混合，共同形成减渗层，既防止了河道景观水大量渗漏，又能保证河道地表水能部分渗入地下，保持地下水位的生态平衡，减小了对河道地质生态平衡的破坏，从而减少了断裂渗漏的概率，即便发生地质位移断裂，因为减渗剂可随水流位移，对地质位移断裂渗漏带进行修补，更有效的防止了断裂渗漏；该方法使用寿命长。

所述根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料，具体包括：

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比不大于50％时，将所述河道土砂基中粒径大于20mm的颗粒去除，利用所述河道土砂基土砂作为施工用基料；

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比大于50％时，外运粒径不大于10mm的土砂作为施工用基料。

为了方便确定所述河道土砂基土砂颗粒的大小，所述根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料之前，还包括：

将所述河道的河底面积等分成至少十份，在每一份中取一个样品；

将所述样品混合形成混合样品；

用孔径为20mm的筛子筛分混合样品，去除其中粒径大于20mm的颗粒；

采用缩分法称取500克所述混合样品；

用2.5目的试验筛筛分称取的所述混合样品，确定筛上物的重量百分比，筛上物的重量百分比即为所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比。

当河底基料为较细的砂土时，本发明实施例提供的土砂基渗漏的工程方法施工时可以利用河道基料作为施工用基料且施工简单，大大节约了施工成本，因而大大节约了景观河道治理的资金。

所述测量所述基料的平均粒径，具体包括：

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比不大于50％时，所述河道土砂基土砂可作为施工用基料，测量所述基料的平均粒径时：

将所述河道土砂基土砂的混合样品中颗粒粒径小于1mm的按1mm计，粒径大于10mm的去除，将其换算成相近的国标试验筛的目数范围，即2.5目-16目；

然后用所述目数范围内的所述试验筛筛分所述混合样品，确定其目数范围，即将所述基料依次过2.5目-16目的试验筛，筛选过程中，若某一试验筛无筛上物，则证明没有粒径大于该试验筛目数的砂土基料存在，若无筛下物，则证明没有粒径小于该试验筛目数的砂土基料存在，根据上述原则确定其目数范围。

取所述混合样品目数范围内的至少5个所述试验筛目数作为粒径等级，

确定所述混合样品在各所述粒径等级下的含量及其占所述混合样品总量的百分比，

所述粒径等级对应的目数与所述百分比的乘积之和为平均目数，

将所述平均目数换算成相近的粒径，即为所述平均粒径；

当所述河道土砂基土砂粒径大于10mm的颗粒的重量百分比大于50％时，所述河道土砂基土砂不可作为施工用基料，需外运粒径不大于10mm的土砂作为施工用基料：

按照上述方法确定所述粒径不大于10mm的土砂的平均粒径即为所述平均粒径。

该方法通过筛选确定的平均粒径可以很好的反映基料的粒径水平，有利于选择出粒径与其匹配的减渗剂。

所述根据所述平均粒径选择膨润土，具体包括：

选择渗透系数≤5.0×10^-11m/s，粒径下限目数值为150目，粒径上限目数值为所述平均粒径目数的膨润土。为了更好地实现本发明的发明目地，所述膨润土为天然钠基或人工钠化膨润土。

本发明实施例中所述膨润土由如下方法制得：

采用破碎机将渗透系数≤5.0×10^-11m/s的原料膨润土破碎；

用风选方法将破碎的膨润土中≤150目的细物料抽出；

用粒径为所述平均粒径的筛子筛选余料；

筛上物返回所述破碎机重新破碎；

筛下物即为所述膨润土。

所述基料与所述减渗剂的体积比为100∶20-40，所述河道土砂基土砂粒径越大则所需的减渗剂越多，所述基料与所述减渗剂的虚铺施工厚度越厚，所述河道土砂基土砂粒径越小减渗剂虚铺施工厚度越薄。

所述将所述基料和所述减渗剂混合形成河底减渗层，具体包括：

若所述减渗剂的虚铺施工厚度≤40mm，说明所述减渗剂用量较少，即所述河道土砂基土砂粒径较细，可直接利用所述河道土砂基的土砂作为是施工用基料，直接将所述减渗剂铺设在所述河道土砂基上，采用旋耕犁旋耕铺设好的所述减渗剂与所述河道土砂基，使其混合，用震动碾压压实，重复上述旋耕、压实步骤3-6次，得所述减渗层；

若所述虚铺施工厚度＞40mm，为了使减渗剂能更好的与基料混合，则所述减渗层至少分两次进行施工，由于旋耕犁的最大下挖深度为240mm，为了保证所述土、砂基料与所述减渗剂能充分混合，每次施工时所述减渗层的虚铺厚度均≤240mm，并且每次施工时所述基料与所述减渗剂的比例相同，当所述基料选用所述河道土砂基土砂时，每次施工时先将所述基料铺设在所述河道土砂基上，再将所述减渗剂铺设在所述基料上，采用旋耕犁旋耕铺设好的所述减渗剂与所述河道土砂基，使其混合，用震动碾压压实，重复上述旋耕、压实步骤3-6次。

以下为本发明具体应用实施例：

实施例1

某城市河道景观治理，首先将两边河边坡用土工防渗衬垫铺设，水泥混凝土砌成景观。河底基料为大粒度砂石，大于10mm的颗粒的重量百分比大于50％，须从外土场运土作为基料，所选土场的土为含砂黄土，经试验筛筛选测量，该含砂黄土最大坚颗粒粒径为2mm，将1mm-2mm取相近国标试验筛筛分粒级含量用％表示，测得+7目14％，+8目15％，+9目14％，+10目16％，+12目13％，+14目11％，±16目17％。其各粒径等级的目数与含量的积之和为10.86目即为平均目数，取相近国标试验筛目数10，10目对应的粒径为1.7mm，1.7开立方为1.19，乘以20为24，则该工程基料与减渗剂的体积比为100∶24，河底设计减渗层工程虚铺厚度为300mm，因此减渗剂的虚铺厚度为58mm，含砂黄土的虚铺厚度为242mm。由于减渗剂虚铺施工厚度58mm＞40mm，工程须进行两次施工，第一次施工时，先将外运含砂黄土虚铺121mm，在铺好的河底含砂黄土上将减渗剂虚铺29mm，采用旋耕犁旋耕并用震动碾压压实，反复四--六遍混匀压实，然后进行第二次施工，将外运含砂黄土(虚铺后121mm)虚铺到第一次施工后的减渗层上，然后将减渗剂(虚铺后29mm)虚铺到铺好的含砂黄土上，采用旋耕犁旋耕并用震动碾压压实，反复四--六遍混匀压实。

实施例2

某城市河道景观治理，首先将两边河边坡用水泥混凝土砌成景观。河底基料为砂石，河底砂石经试验筛筛选测量，砂石最大坚颗粒粒径大于10mm，粒径大于10mm的颗粒的重量百分比为12％，粒径不大于10mm的砂石可以作为施工用基料，按1mm/级取相近国标试验筛筛分粒级含量用％表示，测得+2.5目14％，+3目12％，+4目15％，+6目9％，+8目14％，，+12目16％，±16目20％。其各级粒径与含量的积之和为8.09目即为平均目数，取相近国标试验筛目数8，8目对应的粒径为2.36mm，2.36的立方根为1.33，1.33乘以20约为27，则该工程基料与减渗剂的体积比为100∶27，河底设计虚铺施工厚度为350mm，因此减渗剂的虚铺厚度为74mm，基料的虚铺厚度为276mm。由于74mm＞40mm，需要进行两次施工，先将河底砂石厚度为138mm外运存放，在河底砂石上虚铺37mm减渗剂，采用旋耕犁旋耕并用震动碾压压实，反复四--六遍混匀压实，然后进行第二次施工，将河底外运砂石(虚铺后138mm)虚铺到第一次施工后的减渗层上，然后将减渗剂(虚铺后37mm)虚铺到铺好的河底外运砂石上，采用旋耕犁旋耕并用震动碾压压实，反复四--六遍混匀压实。

实施例3

某城市河道景观治理，首先将两边河边坡用水泥混凝土砌成景观。河底基料为淤泥，河底设计虚铺施工厚度为240mm，经试验筛筛选测量，河底淤泥基料最大坚颗粒粒径小于1mm，可以作为工程施工用基料，1的立方根为1，乘以20为20，则该工程基料与减渗剂的体积比为100∶20，河底设计减渗层工程虚铺厚度为240mm，因此减渗剂的虚铺厚度为40mm，一次施工即可，将减渗剂虚铺40mm，采用旋耕犁旋耕并用震动碾压压实，反复四--六遍混匀压实。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料；

测量所述基料的平均粒径；

根据所述平均粒径选择膨润土，将所述膨润土作为减渗剂；

所述基料与所述减渗剂的体积比为100：所述平均粒径数值的立方根值乘以20；

根据所述河道土砂基土砂粒径选择减渗层虚铺施工厚度，其中所述虚铺施工厚度为240-400mm；

确定所述基料与所述减渗剂各自的虚铺施工厚度；

将所述基料和所述减渗剂混合形成河底减渗层。

2.根据权利要求1所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料，具体包括：

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比不大于50％时，将所述河道土砂基中粒径大于20mm的颗粒去除，利用所述河道土砂基土砂作为施工用基料；

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比大于50％时，外运粒径不大于10mm的土砂作为施工用基料。

3.根据权利要求2所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述根据所述河道土砂基土砂颗粒大小，选择施工用基料之前，还包括：

将所述河道的河底面积等分成至少十份，在每一份中取一个样品；

将所述样品混合形成混合样品；

用孔径为20mm的筛子筛分混合样品，去除其中粒径大于20mm的颗粒；

采用缩分法称取500克所述混合样品；

用2.5目的试验筛筛分称取的所述混合样品，确定筛上物的重量百分比。

4.根据权利要求3所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述测量所述基料的平均粒径，具体包括：

当所述河道土砂基土砂中粒径大于10mm的颗粒的重量百分比不大于50％时，将所述混合样品颗粒粒径小于1mm的按1mm计，粒径大于10mm的去除，将其换算成相近的国标试验筛的目数范围，

用所述目数范围内的所述试验筛筛分所述混合样品，确定其目数范围；

取所述混合样品目数范围内的至少5个所述试验筛目数作为粒径等级，

确定所述混合样品在各所述粒径等级下的含量及其占所述混合样品总量的百分比，

所述粒径等级对应的目数与所述百分比的乘积之和为平均目数，

将所述平均目数换算成相近的粒径，即为所述平均粒径；

当所述河道土砂基土砂粒径大于10mm的颗粒的重量百分比大于50％时，按照上述方法确定所述粒径不大于10mm的土砂的平均粒径即为所述平均粒径。

5.根据权利要求2所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述根据所述平均粒径选择膨润土，具体包括：选择渗透系数≤5.0×10^-11m/s，粒径下限目数值为150目，粒径上限目数值为所述平均粒径目数的膨润土。

6.根据权利要求5所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述膨润土为天然钠基或人工钠化膨润土。

7.根据权利要求4所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述基料与所述减渗剂的体积比为100∶20-40。

8.根据权利要求2所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述将所述基料和所述减渗剂混合形成河底减渗层，具体包括：

若所述减渗剂的虚铺施工厚度≤40mm，则直接将所述减渗剂铺设在所述河道土砂基上，采用旋耕犁旋耕铺设好的所述减渗剂与所述河道土砂基，使其混合，用震动碾压压实，重复上述旋耕、压实步骤3-6次，得所述减渗层；

若所述虚铺施工厚度＞40mm，则所述减渗层至少分两次进行施工，每次施工时所述减渗层的虚铺厚度均≤240mm，并且每次施工时所述基料与所述减渗剂的比例相同，每次施工时先将所述基料铺设在所述河道土砂基上，再将所述减渗剂铺设在所述基料上，采用旋耕犁旋耕铺设好的所述减渗剂与所述河道土砂基，使其混合，用震动碾压压实，重复上述旋耕、压实步骤3-6次。

9.根据权利要求7所述的景观河道土砂基减渗的工程方法，其特征在于，所述选择渗透系数≤5.0×10^-11m/s，粒径下限目数值为150目，粒径上限目数值为所述平均粒径目数的膨润土之前，还包括：

采用破碎机将渗透系数≤5.0×10^-11m/s的原料膨润土破碎；

用风选方法将破碎的膨润土中≤150目的细物料抽出；

用粒径为所述平均粒径的筛子筛选余料；

筛上物返回所述破碎机重新破碎；

筛下物即为所述膨润土。