[发明专利]一种人工湿地的土工膜防渗层保护结构

说明书

本发明涉及一种人工湿地的土工膜防渗层保护结构，包括设置在人工湿地底部的防沉降结构单元以及设置在人工湿地墙体底部内侧的土工膜保护结构单元，所述防沉降结构单元包括自下而上依次铺设的第一铁丝网层、球形石料膨胀层、第二铁丝网层，所述土工膜保护结构单元包括底板机构、顶板机构、支撑柱机构、复合土工膜，所述复合土工膜与所述支撑柱机构之间通过嵌套在所述支撑柱机构上的密封橡胶圈进行密封。本发明通过在人工湿地底部构建防沉降结构和防渗层保护结构，使得在人工湿地底部发生沉降时，可有效防止土工膜拉伸破裂及土层沉降后造成的湿地结构破坏和底部渗漏等问题。

技术领域

本发明涉及生态环境领域，特别是涉及一种人工湿地的土工膜防渗层保护结构，尤其适合在土质较疏松的地区使用。

背景技术

人工湿地污水处理系统是上世纪七八十年代兴起的一种近天然的污水处理系统，该系统对常见类型的污水均可进行有效的处理，并且可用于地面径流雨水、河道水及垃圾渗滤液等特殊污水的处理，具有投资低，处理效果稳定，天然无毒无害，运行维护方便，调节气候，增强周边景观效果等特点。

由于人工湿地技术在我国起步较晚，很多问题有待研究和解决，比如人工湿地设计中的防渗技术、人工湿地运行过程中的堵塞问题以及人工湿地的强化除磷等。其中，人工湿地的防渗问题是制约人工湿地大规模推广的主要因素之一，现有的人工湿地防渗材料造价高或者施工难度大并且容易造成二次污染，土工膜作为一种新型的防渗材料，抗渗性能好、抗拉性强、能适应池体变形等优点，大有取代传统的黏土心墙、黏土斜墙等防渗体的趋势，尤其在中小型湿地防渗中应用广泛。复合土工膜技术在国内外的水利工程中也有所应用，从最初的应用技术来看，土工膜在各行各业都有比较广阔的发展，特别是在水利工程中，这项技术主要在土石坝、低水头渠道等工程中有着广泛的应用，近年来才逐步应用于人工湿地中。

但是，土工膜厚度薄、渗透系数小，铺设后很难对下部结构进行检查，且土工膜经常铺设于可压缩土层之上，可压缩土层在降解、自重或上覆压力作用下将发生沉降，使得可压缩土层与刚性结构物之间存在差异沉降，土工膜在差异沉降作用下将产生变形和内力，一旦其应变或内力超过容许值，土工膜可能被拉断从而导致其防渗性能失效。因此，防止因土层沉降引起的土工膜过度拉伸断裂及底部渗漏，对人工湿地中土工膜防渗工程具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对人工湿地中土工膜防渗层因可压缩土层沉降作用引起的拉断或破裂造成湿地渗漏等问题，提出一种人工湿地的土工膜防渗层保护结构，通过在人工湿地底部构建防沉降结构和防渗层保护结构，并将一部分冗余土工膜预留于保护结构空腔内用于沉降后释放，使得在湿地底部发生沉降时，可有效防止土工膜拉伸破裂及土层沉降后造成的湿地结构破坏和底部渗漏等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种人工湿地的土工膜防渗层保护结构，包括设置在人工湿地底部的防沉降结构单元以及设置在人工湿地墙体底部内侧的土工膜保护结构单元，所述防沉降结构单元包括自下而上依次铺设的第一铁丝网层、球形石料膨胀层、第二铁丝网层，所述土工膜保护结构单元包括设置在所述人工湿地墙体内侧和第二铁丝网层上的底板机构、倾斜设置在所述底板机构上的顶板机构、设置在所述底板机构与顶板机构之间用于支撑所述顶板机构的支撑柱机构、穿过所述底板机构与顶板机构之间且铺设在人工湿地内侧的复合土工膜，所述复合土工膜与所述支撑柱机构之间通过嵌套在所述支撑柱机构上的密封橡胶圈进行密封。

优选地，所述球形石料膨胀层由球形石料层与膨润土颗粒层铺设而成；所述膨润土颗粒层铺于所述第一铁丝网层之上，铺设厚度为1～1.5cm；所述球形石料层铺设于膨润土颗粒层之上，粒径为3～5cm。

优选地，所述第一铁丝网层与第二铁丝网层均采用六角冲孔网制成，所述第一铁丝网层与第二铁丝网层平行设置，所述第二铁丝网层孔径同时小于人工湿地的基质与球形石料粒径，所述第一铁丝网层的孔径大于所述球形石料膨胀层中填充的球形石料粒径。