鄉村小型蓄水池防滲加固設計

鄉村小型蓄水池防滲加固設計鄉村大大小小的小型蓄水池，是不少山區、缺水鄉村的“保命水罐子”，不管是日常人畜飲水，還是旱季灌溉保收，全靠這些巴掌大的池子撐著。我干鄉村水利工程快十年了，跑過不下上百個村子，見過太多原本好用的老池子，用了十幾二十年慢慢開始滲漏，有的漏得旱季存不住水，村里人要翻半座山挑水，有的池壁裂了大縫，隨時有塌掉的風險。給這些老池子做防滲加固，花很少的錢就能重新投入使用，比挖個新池子劃算太多，也實實在在解決村民的急難愁盼。本文我就結合這些年跑現場摸出來的經驗，從前期勘測到具體設計再到施工控制，完整說說鄉村小型蓄水池的防滲加固設計該怎么做，怎么才能做得實用又省錢。1前期現場勘測與原有病害診斷做設計不能閉著眼瞎畫圖，拿到項目第一步肯定是去現場摸清楚池子到底出了啥問題，底子怎么樣，不然方案做出來也是空中樓閣，解決不了實際問題。1.1基礎資料收集整理大部分鄉村的小型蓄水池都是早年村民集資或者集體投工建的，幾乎沒有留存完整的設計圖紙，所以所有核心數據都得我們自己去現場量。首先要量清楚整個池子的外形尺寸，池深、池底長寬或者直徑，池頂圍堤的寬度和高度，然后摸清楚池子的結構類型，是挖土堆圍的土池，還是用石頭砌的漿砌石池，還是近些年澆的混凝土池。除了池子本身，還要了解池子的匯水面積，日常供水的對象，是只澆果園茶園還是供全村人飲水，當地的降雨情況、最高地下水位，還有周圍的地質情況，會不會發生滑坡，池壁周圍有沒有大樹根扎進去破壞結構。我每次去現場，都會跟著村里管水利的老人繞著池子走三圈，問問池子建了多少年，哪年開始漏的，漏得有多嚴重，夏天漲水的時候池子有沒有變形，這些老百姓隨口說的經驗信息，比書本上的通用參數還管用。1.2常見病害排查分類摸完基礎數據，就得仔細找問題了。鄉村小型蓄水池最核心的問題就是滲漏，滲漏還分好幾種不同情況：第一種是結構開裂滲漏，大多是因為地基不均勻沉降，或者北方地區的凍脹破壞，池底或者池壁裂了大小不等的縫，水順著縫快速漏出去，厲害的一池子水三五天就漏空；第二種是縫隙滲漏，漿砌石池子最多見，原來的勾縫砂漿老化脫落，石頭之間的縫隙都露出來了，水慢慢從縫里滲走，雖然漏速慢，但日積月累也存不住滿池水；第三種是本身沒做防滲，早年很多土池子就是挖個坑拍實了就用，本身土體透水性就大，用久了池底被水流沖得坑洼，滲漏就更嚴重。除了滲漏，還有不少池子伴隨結構病害，比如池壁松動變形、圍堤被鼠洞蟻穴蛀空、局部坍塌，這些結構問題不解決，只做防滲是沒用的，必須先加固結構再做防滲處理。摸清楚了池子的具體問題，定具體方案之前得先把設計的核心原則拎清楚，鄉村工程跟城市里的大工程不一樣，不能講排場拼高標準，得貼合鄉村的實際情況才能落地。2防滲加固設計的總體原則2.1因地制宜，經濟適用鄉村小型蓄水池本身投資就不大，做防滲加固能不拆就不拆，能就地取材就就地取材，盡量控制總成本，不給村里和村民增加額外負擔。比如附近能挖到符合要求的粘土，做土池防滲就優先用粘土，不用買高價的化工材料，實在需要外購材料也選性價比高的，夠用就好，不選最貴的。2.2安全環保，符合功能需求如果是供應村民飲用水的蓄水池，所有接觸水的防滲材料必須符合飲用水衛生標準，絕對不能用有毒有害的材料，這個是底線，一點都不能含糊。如果是灌溉用的蓄水池，也要盡量環保，不能污染土壤和農作物。同時設計的時候要保證原有蓄水容量，不能因為做了防滲加固就把池子內徑縮小，影響正常用水。2.3長效耐用，方便維護做一次加固得保證能用二三十年，不能三五年就壞了又要修，折騰人還費錢。同時設計的時候要考慮村里的維修能力，壞了之后村民自己找本地工匠就能修，不用找專業的大隊伍花大價錢，降低后續維護的難度。我一直跟我們團隊的年輕人說，我們做鄉村工程，要多站在村民的角度想，你設計個花里胡哨的復雜工藝，壞了沒人會修，等于白做。定好了核心原則，接下來就是針對不同類型的蓄水池，做具體的防滲加固設計，這也是整個設計的核心部分。3不同類型小型蓄水池的防滲加固具體設計鄉村常見的小型蓄水池主要分三種結構，我們分開說具體的設計方案：3.1土壩圍合型土池的防滲加固設計土池是鄉村最原始也最常見的類型，大多是挖地成坑、堆土成圍，造價低，滲漏問題也最多。3.1.1池底防滲加固處理首先第一步必須清淤，把池底多年沉積的爛泥、樹葉、雜物全部清出去，一直清到原來的硬土層，然后把池底整平，用打夯機分層壓實，壓實度最好能達到90%以上，避免后續再發生沉降開裂。如果只是輕度滲漏，就地能挖到合格的粘土，就做粘土防滲層，把粘土打碎，去掉里面的樹根石塊，分層鋪在池底，每層鋪20公分，夯實之后再鋪下一層，總厚度控制在30到50公分，壓實之后再整平抹光，這種方法成本極低，村民自己投工就能干，防滲效果也完全能滿足普通灌溉的需求。如果滲漏比較嚴重，或者附近找不到合格的粘土，就用復合土工膜防滲，選厚度不小于0.5毫米的國標復合土工膜，鋪的時候相鄰膜片要重疊15到20公分，接縫用熱焊機焊牢，鋪完之后上面蓋20公分厚的素土保護層，再在最上面壓一層10公分厚的素混凝土或者碎石，防止土工膜被樹根、雜物刺破，也防止放水的時候被水流沖走。我之前做過一個山腳下的茶園灌溉土池，用這個方法做了之后，用了快八年了一點都沒漏，造價只相當于新建池子的三分之一，茶農都很滿意。3.1.2圍堤池壁的加固防滲處理先檢查圍堤有沒有松動坍塌、鼠洞蟻穴，有的話把壞掉的部分挖掉，重新用粘土分層回填壓實，坡度控制在1:2到1:2.5之間，不能太陡，防止下雨的時候滑塌。迎水面的防滲可以和池底連起來做，如果用土工膜就整體連續鋪設，土工膜的頂部要埋入圍堤頂部的封頂土里面，壓密實，防止滑落。如果不用土工膜，可以做水泥土護面，用水泥和當地的粘土按1:8到1:10的比例拌均勻，分層抹在池壁上，總厚度15到20公分，壓實抹光，防滲效果也不錯，成本還低。3.2漿砌石結構蓄水池的防滲加固設計漿砌石池子是過去幾十年鄉村蓄水池的主流，大多是塊石加水泥砂漿砌的，整體結構結實，但是用久了砂漿老化，很容易出現滲漏。3.2.1前期結構加固處理做防滲之前必須先把結構問題處理好，先把池壁上松動的石塊、脫落的舊砂漿都敲掉，露出堅實的基面，有空洞或者大縫隙的地方，清理干凈之后用水泥砂漿填實，大的裂縫要鑿成V型槽，灌上膨脹水泥砂漿再抹面。如果池壁因為不均勻沉降有點傾斜變形，不要直接拆了重建，可以在池壁外側培土加固，或者沿著池壁頂部做一圈10到15公分厚的鋼筋混凝土圈梁，把整個池壁箍住，防止進一步變形，這樣比拆了重建省很多錢。我前年在一個偏遠山村做過一個這樣的池子，池子用了快三十年，池壁裂了能塞進拳頭的大縫，還有點往外歪，村里本來打算湊十幾萬拆了重建，我們最后做了圈梁加固加內層防滲，只花了不到四萬，現在用得好好的，村里書記拉著我們的手一個勁謝，說給村里省了大價錢，能拿去修別的路了。3.2.2內層防滲層設計結構處理好之后，就可以做防滲層了，最常用也最經濟的就是鋼絲網水泥砂漿抹面防滲，先把整個池壁鑿毛，沖洗干凈，鋪上一層熱鍍鋅鋼絲網，鋼絲網的絲徑2毫米，網孔10厘米乘10厘米，用膨脹螺絲固定在池壁上，然后抹兩層水泥砂漿，總厚度2.5到3公分，第一層打底糙抹，第二層壓光，做好之后養護到位，防滲效果能保持二三十年。如果是飲用水池，想要防滲效果更好，可以在抹面之后再刷一層水泥基滲透結晶型防水涂料，這種涂料能滲透到砂漿和石塊的縫隙里面，把微小的孔隙都堵死，而且無毒無害，符合飲用水標準，價格也不貴，性價比很高。3.3混凝土結構小型蓄水池的防滲加固設計近些年新建的不少小型蓄水池都是混凝土澆筑的，大多因為混凝土收縮開裂出現滲漏問題。3.3.1裂縫預處理先把所有裂縫找出來分類處理，寬度小于0.2毫米的微小裂縫，直接把表面清理干凈，刷兩遍滲透結晶防水涂料就行；寬度大于0.2毫米的裂縫，要沿著裂縫鑿出5公分深、8公分寬的V型槽，把槽里面的碎渣清理干凈，刷界面劑之后用環氧樹脂砂漿填實抹平，表面再做整體防滲。3.3.2整體防滲處理如果混凝土表面碳化起砂比較嚴重，就把整個池壁池底都鑿毛，清理干凈之后做一層1.5到2公分厚的聚合物水泥砂漿防滲層，聚合物水泥砂漿比普通水泥砂漿的柔韌性好，抗拉強度高，不容易開裂，防滲效果更好。如果滲漏特別嚴重，也可以在混凝土內層鋪設土工膜防滲，做好保護層就行，不過這種方法用得比較少，一般前面的方法就能解決大部分問題。除了主體的防滲加固，細部構造最容易出問題，很多池子做完防滲沒多久就漏，大多是細部沒處理好，所以這塊也不能大意。4防滲加固的細部構造設計要點4.1進出水口連接部位處理進出水口的管道和池壁連接的地方，是最容易出現滲漏的部位，因為不同材料的收縮率不一樣，很容易開裂出縫。設計的時候，連接部位要把原來的混凝土或者砂漿鑿毛，清理干凈之后，在管道周圍嵌一道遇水膨脹止水條，然后用微膨脹水泥砂漿把縫隙填實抹平，再和整體防滲層一起施工，就能把這個節點堵死，不會再漏。4.2池底池壁轉角部位處理轉角是應力集中的地方，很容易開裂，所以做防滲的時候，不能留直角，要把轉角做成半徑不小于5公分的圓弧形，然后在轉角部位多做一層增強層，比如多刷一遍防水涂料，或者加一層無紡布增強，避免轉角開裂。我剛參加工作的時候做過一個池子，就是沒注意轉角處理，做完不到一年轉角就裂了漏了，跑過去返修之后，我就記住了這個點，這么多年再也沒出過同樣的問題。4.3池頂與附屬構造處理如果是飲用水池，池頂最好做封閉處理，只留一個可以上鎖的檢修口，防止落葉、蟲子、動物掉進去污染水質，同時要留一個通氣孔，通氣孔要加防護網，避免雜物進去，也能平衡池子內外的氣壓，防止水位變化的時候池體受壓力變形。灌溉用的敞開式池子，池頂圍堤也要做封頂，抹一層砂漿，防止雨水沖刷把圍堤沖壞。設計做得再好，施工過程控制不好，最后效果也會打折扣，所以設計的時候也要明確施工的質量控制要點，給施工的人和村里講清楚要求。5施工過程質量控制要點5.1基層處理要求不管做哪種防滲，基層處理是第一步，也是最關鍵的一步，基層必須堅實、干凈，沒有松動的石塊、砂漿，沒有淤泥、積水和油污，不然后續的防滲層粘不牢，很容易脫落開裂。所以我們每次做設計交底，都會跟施工方反復強調，一定要把基層處理到位，不能偷懶，省那點功夫最后出問題，反而更麻煩。5.2材料質量控制所有進場的材料都要檢查質量，水泥要看有沒有過期結塊，防滲膜要檢查有沒有破洞，防水涂料要有合格證明，尤其是飲用水池，必須要有正規的衛生檢測報告，不合格的材料絕對不能用。我見過不少施工隊圖便宜買不合格的防滲材料，用了兩三年就壞了，最后受苦的還是村民，所以這塊我們卡得特別嚴，一點都不能讓步。5.3成品養護要求防滲層做完之后，一定要做好養護，水泥砂漿類的防滲層做完之后，12小時就要開始灑水養護，養護時間不能少于7天，夏天溫度高還要多蓋草簾防曬，養護期間不能進去踩踏，更不能提前放水。很多村里著急用水，做完沒兩三天就放水，結果防滲層沒強度，開裂了，白忙活一場，所以我們每次都會反復跟村里打招呼，不急這十天八天的，養好護再用，能用幾十年，不差這點時間。