1.河北省水利水电第二勘测设计研究院 河北 050021；
2.邢台市南水北调工程建设委员会办公室 河北 054000
摘要：北方地区河道治理工程中采用的防渗型式通常包括深埋钠基膨润土防水毯、深埋复合土工膜、深埋透气防渗砂以及钢丝石笼或混凝土护砌结合复合土工膜等几种。本文通过对霸州市牤牛河治理工程中河道防渗方式的设计，对以上几种常见的防渗方式在防渗效果、生态功能、工程投资等方面进行比较。
关键词：河道工程；防渗方式；比较
1、工程概况
牤牛河是清北地区的一条重要排水河道，主要功能为排泄固安、永清以及霸州等地的洪涝水。其北起固安境内的苏桥闸，途径固安县和霸州市，紧邻霸州市区东侧汇入中亭河。霸州市牤牛河治理工程治理范围为霸州市区段河道，工程主要建设内容为对河道进行清淤疏浚和防渗处理，并进行多层次景观设计。由于项目区水资源较为缺乏，所以河道防渗工程是整个工程的重点所在。
2、防渗方式初选
根据牤牛河设计条件下的流速、水深床砂粒径及河道平面布置中的水流角等条件，根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）中公式（D.2.2-1）计算河道冲刷深度为0～0.6m。
方案一：深埋钠基膨润土防水毯防渗
防水毯埋于河道最大冲刷深度以下，根据河道计算冲刷深度0～0.6m，确定防水毯埋深为设计河底及边坡以下1.0m，防水毯上部回填素土，埋设范围为河底及河道治理完成后景观蓄水位以上0.5m范围内的河道两侧边坡。
方案二：深埋复合土工膜防渗
土工膜埋于河道最大冲刷深度以下，根据河道计算冲刷深度确定深为设计河底及边坡以下1.0m，上部回填素土，埋设范围同方案一。
方案三：深埋透气防渗砂防渗
透气防渗砂是一种近几年才出现的新型材质，为一种表面经过特殊处理的细砂，密度为1.6t/m³左右，具有防渗性和透气性，目前一般应用于景观蓄水工程，施工时将细砂均匀铺撒于基础层，铺撒厚度一般为1mm～2mm，在进行保护层回填。根据河道计算冲刷深度确定深为设计河底以下1.0m，因为其具有流动性，所以只能敷设于河底，河道边坡用复合土工膜，埋深及敷设范围同方案二。
方案四：钢丝石笼护砌、复合土工膜防渗
新建0.5m厚高镀锌钢丝网石笼护底及护坡，石笼缝隙内采用砂砾石土回填，护底下设0.3m厚砂砾石及复合土工膜。防护范围同方案一。
方案五：钢筋混凝土护砌、复合土工膜防渗
新建0.2m厚钢筋混凝土护底及护坡，表层配φ8@200钢筋网，纵、横向每4m设伸缩缝一道，缝间设橡胶止水。混凝土下设复合土工膜，膜下设5cm厚中粗砂垫层，防护范围同方案一。
以上各方案单平米直接费估算见下表。
3、防渗方式比选
方案一：深埋钠基膨润土防水毯方案。其优点包括：1、工程投资较少；2、在工程所在地已建成的多个类似工程采用该技术，效防渗效果较好；3、防水毯表层防护为素土，适宜水生植物生长，且防水毯具有一定的透气性，不会完全阻隔河底气体交换，施工完成后可逐渐恢复河道本身生态功能，贯彻了河流生态治理的理念。其缺点为：1、防水毯对施工工艺及基础层平整度要求较高，施工过程中易对防水毯造成损坏，影响防渗效果。
方案二：深埋复合土工膜方案。其优点包括：1、工程投资较少；2、该技术在北方地区水利防渗工程中应用较多，施工技术较成熟，防渗效果好；3、复合土工膜表层防护为素土，适宜水生植物生长。其确定包括：1、复合土工膜与防水毯类似，均对施工工艺及基础层平整度要求较高，施工过程中易对复合土工膜造成损坏，影响防渗效果；2、复合土工膜不具有透气性，阻隔了河底气体交换，工程完工蓄水后水体容易变质。
方案三：河底深埋透气防渗砂、边坡深埋复合土工膜方案。其优点包括：1、投资相对较少；2、透气防渗砂不仅具有防渗性，还具有透气性，且其表层防护为素土，适宜水生植物生长，且不阻隔河底气体交换，工程完工蓄水后，水体不易变质。其缺点为：1、透气防渗砂是一种近几年才出现的新型材质，目前几处教成功的工程实例均为景观湖工程，存蓄水体不具流动性，而牤牛河为行洪河道，汛期行洪流量较大，该种情况下透气防渗砂的稳定性和功能性有待验证；2、由于砂就有流动性，所以只能应用于河底，河道边坡防渗需要采用复合土工膜，两种防渗材料的衔接后的防渗效果有待验证；3、由于透气防渗砂铺设厚度仅为1mm～2mm，且其具有流动性，所以其对铺撒基础层的平整度及压实度要求非常高，施工难度较大。
方案四：钢丝石笼护砌、复合土工膜防渗方案。该方案优点包括：1、行洪河道内利用钢丝石笼护砌，抗冲效果较好；2、该种防渗方式类似工程中应用较多，技术较成熟；3、利用土工膜进行防渗，防渗效果好；4、石笼空隙采用砂砾石土回填，水生植物可以生长。其缺点包括：1、工程投资高；2、复合土工膜不具有透气性，阻隔了河底气体交换，工程完工蓄水后水体容易变质。
方案五：钢筋混凝土护砌、复合土工膜防渗方案。该方案优点包括：1、行洪河道内利用硬质护砌，抗冲效果较好；2、该种防渗方式类似工程中应用较多，技术较成熟；3、利用土工膜进行防渗，防渗效果好。其缺点包括：1、工程投资高；2、钢筋混凝土护砌完全阻隔了河底气体交换，工程完工蓄水后水体容易变质；3、钢筋混凝土护砌后水生植物将无法种植。
牤牛河治理段位于霸州市现有城区和规划城区之间，其工程任务为在满足河道行洪功能的基础上，通过进行河道景观绿化打造，适应霸州城区发展，提高人民生活环境质量，形成良好的水生态环境，实现人与自然和谐相处。所以河道防渗方式的选择，在满足功能性要求的同时，满足生态功能是非常重要的条件。对以上五种防渗方案在工程投资、防渗效果、施工难易、技术成熟度、生态效果等几个方面进行综合比较，结合河道治理理念，确定方案一作为设计方案，即采用深埋钠基膨润土防水毯方案。
4、防渗方案设计
钠基膨润土防水毯埋深1m，防渗层自上而下依次为保护层、钠基膨润土防水毯和基础层。对于河底处的防水毯，其基础层设计压实度不应小于90%（当基础层为无粘性土时，其设计相对密实度不应小于0.60），保护层压实度不应小于80%。对于河道边坡处的防水毯，其基础层和保护层设计压实度应满足所在堤防压实度要求在钠基膨润土防水毯铺设区域边缘开挖锚固沟，沟底宽和沟深度不应小于500mm，防水毯埋入时应紧贴沟壁和沟底，再回填夯实。
5、结束语
以上几种防渗型式都有各自的功能特点和适用范围，好与坏不能一概而论，对于不同的工程，应根据功能定位和治理理念选定适宜的防渗方式。
论文作者:邵长乐1,贾兆梅2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/2/3
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