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摘要： 针对建筑工程边坡开挖弃土露天无序堆存易引发的土体软化、边坡失稳及地下水污染问题，本文提出了一种适配山地边坡工况的“分区复合防渗结构+机电排渗监测系统”协同构建方案。研究基于非饱和土渗流与边坡应力耦合理论，设计了坡顶、坡面、坡脚差异化复合防渗构造，重点解决了传统单层防渗膜抗变形能力差的问题。同时，引入机电协同理念，构建了集穿孔集水管网、液位传感监测与自动排水泵组于一体的智能排渗系统。工程实践表明，该方案通过标准化施工工艺与全过程机电质控，有效实现了渗滤液的快速导排与防渗层运行状态的实时感知，显著降低了边坡地质灾害风险，为建筑弃土场的绿色施工提供了技术支撑。

关键词： 建筑边坡；弃土堆场；复合防渗结构；机电协同；自动化监测

1. 建筑边坡弃土堆存防渗层核心理论与机电耦合机制

本文基于非饱和土渗流理论、边坡应力耦合理论及毛细阻滞理论展开研究。水力特性：非饱和土渗流理论揭示了雨水在弃土堆体中的竖向入渗与侧向迁移规律，明确了坡顶漫流区、坡面径流区及坡脚汇水区为渗流控制的关键部位[1]。力学特性：边坡应力耦合理论指出，弃土自重及不均匀沉降产生的剪切力是破坏防渗层完整性的主因，要求防渗结构具备良好的延伸率与抗撕裂性能[6]。机电耦合：引入机电系统后，通过监测渗滤液水位（液位传感器）反演防渗层的导排效率，利用自动控制设备（PLC/控制柜）调节排水泵组运行，形成“结构防渗-机电导排-数据反馈”的闭环控制机制。

2. 现存工程痛点分析

2.1 防渗结构设计缺乏岩土工程适配性
当前施工现场多照搬平地固废填埋场工艺，忽视了边坡的“倾角效应”[2]。材料选型单一：单层光面HDPE土工膜在坡面抗滑移能力不足，且无法适应土体不均匀沉降产生的拉伸变形。构造设计缺失：未针对坡脚应力集中区进行加强设计，且缺乏与机电排水设施的接口预留，导致排水盲沟与防渗层衔接处易发生渗漏[3]。

2.2 机电设施与土建施工协同性差

管线冲突：排水管网、电缆敷设与防渗层施工缺乏统筹，常出现后期开孔破坏防渗层的情况。监测缺位：缺乏对渗滤液水位的实时监测手段，无法在雨季高水位时自动启动强排，导致坡脚长期浸泡，软化地基土体[5]。

3. 适配边坡工况的“土建+机电”协同构建策略

3.1 分区差异化复合防渗结构设计

依据边坡不同区域的应力分布与渗流特征，将防渗结构划分为坡顶、坡面、坡脚三个功能区，并采用差异化的复合结构进行针对性设计[7]。坡顶截水锚固区自上而下依次为20cm厚级配碎石截水沟、1.5mm厚双糙面HDPE土工膜、30cm厚压实黏土毛细阻滞层，并在坡顶后缘设置宽80cm、深60cm的混凝土锚固沟，将土工膜端头牢固锚固，形成封闭的防渗屏障，有效阻断雨水绕流[4]。坡面抗滑稳定区的核心防渗层采用双糙面HDPE土工膜，以增大膜与上下接触面的摩擦系数，防止结构层沿坡面滑移，膜下铺设长丝针刺土工布作为缓冲保护层，膜上设置10cm厚碎石导流层，且膜下黏土垫层的压实度需严格控制在93%以上，以提供均匀、稳定的支撑。坡脚汇水加强区作为渗滤液汇集的核心区域，采用“1.5mm厚HDPE土工膜+膨润土防水毯（GCL）”的主次双层防渗结构，并在防渗结构底部预埋纵向碎石排水盲沟，盲沟内敷设穿孔HDPE集水管，将管道末端接入集水井，为后续机电排渗系统提供物理接口[3]。

3.2 标准化施工工艺与全过程质控

为确保设计意图的精准实现，必须建立标准化的施工流程与严格的质量控制体系。施工前需彻底清除坡面浮土、树根及尖锐石块，确保基面平整、密实，平整度应控制在±20mm/m²以内，从源头上杜绝土工膜被刺破的风险。HDPE土工膜的拼接必须采用双轨热熔焊接机进行，确保焊缝宽度不小于10mm，焊接完成后100%采用气压检测法进行无损检测，标准为充气至0.25MPa后，5分钟内压力下降不超过10%即为合格。防渗层施工完成后，严禁重型机械直接在其上碾压，对于必须穿越防渗层的机电管线（如电缆、监测导线），应预先安装柔性防水套管，并对套管与土工膜的连接处进行加强密封处理，确保防渗系统的整体完整性。

3.3 智能排渗与监测系统集成

为实现对渗滤液的主动、高效管理，构建一套集自动排水与实时监测于一体的智能化机电系统。在坡脚集水井内安装两台高扬程潜污泵（一用一备），并配备高可靠性投入式液位变送器，实时采集井内水位数据，在PLC控制柜中设定分级控制策略，当液位达到“启泵水位”（如1.5m）时，自动启动一台水泵，液位降至“停泵水位”（如0.5m）时，自动停泵，若液位异常升高至“报警水位”（如1.8m），则两台泵同时启动并触发声光报警，通知运维人员。同时，在防渗层后方及弃土堆体内部关键位置，分层埋设孔隙水压力计，用于实时监测堆体内的浸润线位置和孔隙水压力变化，评估边坡稳定性，并通过LoRa或NB-IoT等无线传输模块，将液位、水压等监测数据实时上传至云端监控平台，平台可对数据进行分析和可视化展示，并在数据超限时自动推送预警信息，实现无人值守下的远程智能运维。

4. 结束语

建筑边坡弃土堆存的稳定性不仅取决于防渗结构的物理阻隔能力，更依赖于渗滤液的高效导排与机电系统的协同运行。本文提出的分区复合防渗结构解决了边坡不均匀沉降导致的渗漏难题，而配套的自动化排渗监测系统则实现了从“被动防渗”向“主动导排”的转变。该方案工艺成熟、机电联动性强，具有较高的工程推广价值。

参考文献

[1] 陈朱辉, 董志勇. 水利水电工程施工中的边坡开挖支护技术分析——以黄梅蔡山灌区水利工程为例[J]. 城市建设, 2026, (5): 134-136.

[2] 吴翔. 南方多雨地区农田水利灌区防渗抗冲施工技术创新[J]. 城市建设, 2025, (28): 47-49.

[3] 刘斌. 涧沟站基坑降水防渗方案及施工质量控制[J]. 云南水力发电, 2024, 40(11): 89-92.

[4] 王正达, 熊俊才, 王峰, 等. 河床冲洪积覆盖层箱涵与引水隧洞明暗结合部开挖与支护方法[J]. 云南水力发电, 2024, 40(7): 103-106+122.

[5] 李岩琛. 路基高边坡稳定性的影响因素及控制措施[J]. 交通世界, 2024, (17): 68-70.

[6] 李远鹏, 卢祥, 裴亮, 等. 基于分段反演的岩质边坡力学参数反分析方法[J]. 水利规划与设计, 2024, (5): 106-113.

[7] 中华人民共和国住房和城乡建设部. CJJ 113-2007 生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2007.

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