地下工程渗漏处理技术.doc

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摘  要：

以地下车库、矿山地下工程、地铁隧道为例简要介绍了地下工程的防渗滑处理技术，分析了地下工程渗漏的原因，并且针对不同形式的地下工程给出了处理渗漏问题的实用方法。

关键词：

地下工程 渗漏 防水 综合治理 注意问题

1 概述

   在地下工程（包括地下车库、矿山地下工程、地铁隧道等）中普遍存在不同程度的渗漏水问题，因受到地下水的侵蚀和渗透，致使工程常年闲置，得不到充分利用，无法发挥他们的经济效益和社会效益，且降低了强度，影响使用年限。

地下工程渗漏处理及防水，其技术复杂，难度大，要求高．长期以来，人们对地下工程防水技术的复杂性、综合性认识不足，在设计、选材、施工中的方法不当，加之其他自然因素，如基础不均匀沉陷、地震、结构变形、膨胀等原因，使得已竣工的地下工程出现不同程度的渗漏水问题。

本文将对不同形式的地下工程渗漏水现象进行简要的介绍，并给出相应的处理方法，以供参考。

   在介绍不同地下工程渗漏处理技术之前，有必要对地下工程渗漏的成因及其分类和检查方法进行简单的分析和介绍，这有利于我们在处理地下工程渗漏问题时，找到更经济有效的方法，达到“药到病除，立竿见影”的效果。

2渗漏原因分析  

2.1 对防水工程重要性认识不足

   一些地下工程的设计和施工，认为渗漏水对结构的安全影响不大，没有对所建工程的地下水环境规律进行分析，因此在设计与施工中对防水工程按程序简单化处理，缺乏有效的防水方案设计，造成工程建成后出现渗漏问题。

2.2 工程水文地质资料掌握不全或不准

   钻探资料少，未按要求进行；凭借其他资料，未加验证，使用年代已久远的地质资料来推断所建地下工程地区的水文地质情况，而造成设计的防水方案失误。

2.3 结构设计与防水设计处理不当

   防水设计与工程结构设计未很好结合，结构形式设计过于复杂，不利于防水；防水和管道线路没有很好的配合，其细部结构不当，往往成为地下水渗入的主要通道。

2.4 施工质量不良

   在防水混凝土施工中，为作业方便，任意加大水灰比；捣固不密实或捣固过久，表面浮浆过厚或漏捣以致出现蜂窝和鼠洞，混凝土中混入杂物，绑扎铁丝穿透混凝土层，出现露筋；砌体缝灌浆不饱满，混凝土或砂浆养护时间不足，表面干燥，聚冷聚热，均引起裂缝而渗漏。

2.5 竣工后工程维护不好

   当工程竣工后，市政管道和路面没有及时敷设和维修，甚至结构长期浸泡在污水中，使得原有的防水层遭到破坏，以致渗漏；覆土回填时，作业不慎损坏了原有的防水层；处于流沙地带的地下工程，由于长期抽水基础下层产生不均匀沉降。

2.6 特殊部位未作防水处理

地下工程的侧墙与基础、侧墙与拱脚等薄弱部位未作特殊防水处理．基层块石夯填不均匀，地基土质差，竣工后产生不均匀沉陷或结构上的负荷变化事前没有作特殊处理，使基础断裂以致渗漏。

2.7建筑材料质量不符合要求

   采用的水泥强度虽然很高，但稳定性差，凝固后容易产生裂缝或鼓起。

采用的料石受爆破震裂，以致地下水极易从料石的裂缝中渗入。

3渗漏分类和检查方法

   地下工程防水一旦出现渗漏，不仅影响正常使用功能，而且影响建筑寿命。

要进行维护，首先要分析渗漏的原因和性质，并进行查漏，找出渗漏部位，针对渗漏情况，采取堵漏措施。

3.1 渗漏分类

   a．慢渗：

渗水现象不明显，用毛刷将渗漏处擦干，不能立即发现漏水，经3—5min后，方有湿痕，再隔一小段时间开始有小片集水。

   b．快渗：

渗水较慢渗明显，用毛刷或干布擦后立即出现湿痕，而且很快产生集水，顺着墙面或由高处向低处流动．渗水量在30～60ml／min。

   c.急流：

漏水现象明显．形成一股水流，漏水量在60ml／min。

   d.高压急流：

在渗水处有水柱喷出。

3.2渗漏检查方法

   a．宏观找漏：

通过肉眼观察，直接找出渗漏点．这个方法适用在漏水集中而严重的地段，必要时可以用钢针凿除松动部位，找出真正漏水处．

   b．毛刷找漏，当用肉眼不能分辨漏水孔位置时，可用毛刷找漏，找漏时先甩掉毛刷上的浮水，沾吸衬表面上的水珠，在漏水处很快会出现亮光，即为渗漏部位。

   c.撤水泥粉找漏：

在大面积慢渗地段，日渗水量较小，用毛刷找漏无效时，可擦干浮水，在慢渗范围的表面撤上一层水泥粉，当干水泥面上呈现潮湿处，即为渗漏位置。

   d．胶浆找漏：

在极为轻微的慢渗地段，用以上几种方法无法找出渗漏位置时，可采用胶浆找漏．找漏时，可在基层上抹一层水泥浆，当发现胶浆表面出现水珠，即为渗漏部位．有时在水泥浆上均匀撒一层干水泥粉，如短时间出现湿点，即为渗漏水位置。

   e.凿槽找漏：

当防水工程的转角部位有渗漏时，即要顺水路寻找水源，有时必须在结构上凿槽，才能发现漏水孔。

4 不同形式的地下工程渗漏处理技术

4.1 地下车库渗漏处理技术

4.1.1 防渗漏形式

   地下车库工程防渗漏一般有两种方式，即排水型和全封闭型。

具体采用哪种方式，要根据工程所处地质、水文条件及使用要求来确定．若工程修建在软土地层中，且埋置于地面以下，有水不能自流排出，必须用水泵将地下水排至下水管道，这样不仅消耗电能，而且由于长年抽取地下水，土体易移位，导致地面沉降和结构失稳，故采用全封闭型．反之，若工程修建在较硬土层中，选取排水型较为合适。

4.1.2 防渗漏处理方法

   a．地层超前注浆

   地下军库属于大面积地下结构工程，开挖之前，在围护结构体外进行预注浆，经过凝胶硬化作用后充填和阻塞地层中的缝隙，减小地层渗水系数及开挖时的渗漏水量，并固结软弱和松散岩体，使围岩强度和自稳能力得到提高，从而起到防水和保证开挖安全的作用。

砂类层中注水玻璃浆，卵石层中注水泥一水玻璃浆。

根据不同情况，使用小导管超前注浆或惟幕注浆等方法。

经注浆形成开挖体积外1m范围内的土体稳定、不坍、无明水渗流。

   b.开挖面渗漏水处理

   地下车库工程初期支护采用锚喷混凝土、格栅钢架联合支护形式。

喷射混凝土之前，须对开挖面渗漏水先行妥善处理．若围岩面有大股水流，用硬聚氯乙烯塑料管引接导流：

如流水孔不符合插管要求，用风钻在出水孔处先行扩孔，然后插管引导至侧沟排出。

在软弱裂隙渗水处，用塑料网格夹无纺布引水带引水，引至侧沟排出．围岩有大面积严重渗水时，在渗水相对较强部位以防水砂浆抹腻，以求渗水面集中，然后于渗水面集中部位开凿暗槽引排至侧沟排出．岩面渗水基本止住时，即可施作喷混凝土层。

喷层表面要平顺，不允许出现凹凸不平和铁件露出等影响辅设防水板的因素。

   c．铺设防水层

   在初期支护与二次衬砌之间铺设封闭式的防水层，是结构防水的关键。

防水层的铺设必须封闭，把水挡在二次衬砌之外再排出。

防水层不仅起到防水作用，而且对于初期支护喷射混凝土及二次衬砌模注防水混凝土来说起到隔离及润滑作用．防止二次模注混凝土开裂，保护和发挥二次衬砌模注混凝土的防水作用。

防水层由缓冲层和防水板组成，缓冲层用较柔软且具有相当强度的片材，以克服喷射混凝土基面粗糙凹凸不平易损伤防水板的弊病．防水板应具有不透水性，并且在二次衬砌模注混凝土时，防水板能承受机械作用而不损伤，其边与边搭接宽度10cm。

纵向搭接与横向搭接交接，除按正常施工外，还应铺盖一层同类材料的防水板井用热焊焊接．防水板铺设要求平顺、无褶皱、无隆起，焊缝热熔牢固，不允许热熔烧破防水板。

   d．结构自防水

   采用外加剂防水混凝土作为结构自防水，它是依靠混凝土本身的密实性达到自防水的目的．它不但在工程结构中承担防水作用，而且还起着承重和围护作用，使结构防水和承重成为一体．因此，它是防水之本，施作时必须严格按有关规定实施。

   e．施工缝防水

   地下车库主体结构、各出入口与正洞相交处、明暗相交处的施工缝，均预埋复合式遇水膨胀橡胶条（以下简称橡胶条）。

橡胶条设在二次衬砌缝的中部，橡胶条之间的连接采用斜搭接，斜接面采用丁基橡胶粘结剂。

要求安设橡胶条接触处已砌筑好的混凝土基面平顺、干净、不潮湿。

   f.变形缝防水

   地下车库结构断面变化处设变形缝，变形缝由于受气温变化、基础不均匀下沉等因素的影响，致使主体结构产生沉降和伸缩现象。

为使在变形条件下不产生渗水，变形缝防水设计要满足密封防水，适应变形的要求。

4.2矿山地下工程渗漏处理技术

   采矿生产需要修建各种水池、机坑和地道等．这些工程结构复杂，大多连在一起施工，有较多的穿墙配管和预埋铁件。

针对矿山地下工程的施工缝渗漏水、穿墙管渗漏水、底板预埋件渗漏水、变形缝渗漏水，我们给出以下的防治方法。

4.2.1 混凝土施工缝渗漏水

   尽量不留或少留施工缝，底板混凝土必须连续浇灌，不留施工缝。

底板和墙壁确实需留施工缝，应留在墙壁上，缝要水平，缝高出底板30cm为宜．沉井施工的井壁设置凹槽，延长地下水渗透路线，封底要确保底板混凝土质量。

4.2.2 穿墙管渗漏水

   穿墙管包括工艺穿墙配管和施工穿墙配管和穿墙螺栓，以圆形为多，其材料又大多为钢、铁铸件，外缘较光滑，与混凝土难以牢固地、紧密地结合，二者结合部常常变成渗漏水的主要通道．据统计，地下建筑物约有87％的穿墙配管存在着不同程度的渗漏水问题。

因此，穿墙管的渗漏水问题应给予足够的重视。

   穿墙管防渗漏的措施：

a．所有穿墙管预先埋设，避免事后开凿。

b.增加渗水长度，工艺配管埋设要设置止水法兰盘，位置固定后再浇筑混凝土。

施工墙壁混凝土结构时，尽量不用或少用穿墙螺栓，减少渗漏机会．必须设置穿墙螺栓时，螺栓中间必须设置一道以上的止水环带，c．对穿墙管表面进行处理，砂浆、残渣和锈蚀层都必须清理干净。

d.加强对穿墙管周围混凝土振捣，必要时采用大流动混凝土或其它特殊处理，保证不产生裂缝。

e．浇筑时振捣棒别碰穿墙管。

对由于温差、不均匀沉降引起的穿墙管变形，穿墙管与混凝土之间最好采用柔性连接．先埋一节与墙壁厚度等长、直径比穿墙管大l0cm的过墙套管，再把穿墙管与套管之间的空隙用石棉水泥或油膏嵌填，以适应穿墙管变形。

4.2.3预埋件渗漏水

   预埋件体积小，不起眼，其重要性常被忽视，但预埋件对工程的影响难以估计。

预埋件施工质量如有问题，可能产生重大生产安全事故，如结构报废，生产停顿，防水混凝土渗漏．故施工预埋件不能马虎，应严把质量关。

   预埋件渗漏防治措施：

a．预埋件设计成L形，不得穿透底板和墙壁，保护层厚度不小于5cm。

b.预埋件布置要合理，以方便施工，保证浇筑质量，加强振捣，必要时在预埋件处采用大流动混凝土。

c．预埋件表面要清理干净，使之与混凝土粘结牢固。

d.对预埋件要保护，防止碰撞，对无法避免的，应事先制成混凝土预制块，表面做防水抹面处理，稳定于固定位置，再与混凝土浇灌成整体。

4.2.4变形缝渗漏水

   变形缝有沉降缝和伸缩缝两种，是地下工程重要的防水部位。

变形缝力求形式简单，目前常用的变形缝防水构造大多为埋入式橡胶止水带或后埋式止水带。

由于施工条件限制，防水材料质量差以及施工方法不合理等诸多因素的影响，出现渗漏水，使得地下工程不能充分利用，矿山地下工程结构变化多，变形缝也多，因而对变形缝施工质量的要求也更高。

   变形缝渗漏防治方法；a.清除止水带周围的杂物，检查止水带有无损坏，再浇筑混凝土。

b．埋入式止水带按设计规定固定，位置准确，严禁止水带中心圆环处穿孔，变形缝的木丝板要对准中心圆环处。

c．底板混凝土垫层要振捣密实，埋入式止水带由中部向两侧挤压按实，再浇筑混凝土．墙壁上的止水带周围应加强振捣，防止粗骨料集中，必要时采用大体积流动混凝土。

d．后埋式止水带凹槽的宽度和深度尽量大些，变形缝木丝板要对准止水带中心环以延长渗水路径．凹槽不合格要重新剔槽，凹槽内作抹面防水层，防水层表面应呈麻面，转角处做成半径为 15—20mm圆角。

e．后埋式止水带表面要用锉刀或砂轮打毛，以增强与混凝土的连接。

f．后埋 式止水带铺贴时，凹槽内用5mm水泥砂浆抹一层，沿底板中部向商侧铺贴，用手按实，赶出气泡，表面再用稠的水泥浆抹严实．g.混凝土覆盖层应在后埋式止水带铺贴后立即浇筑，配合比宜小不宜大，以减少收缩。

h．为确保变形对覆盖层按设计位置开裂，覆盖层的中间应用木板或木丝板隔开。

4.3 地铁区间隧道渗漏水处理技术

   隧道衬砌在饱和土体中，受静止水压力作用，管片接缝是渗漏水薄弱的部位。

虽然采用橡胶止水带等措施，由于施工不规范，材料性质缺陷，常常因渗漏造成运营使用障碍。

因此，地铁区间隧道渗漏水原因可以从管片、止水带及管片间的缝隙等几个方面来研究。

4.3.1 渗水原因分析

   a.管片

   地铁区间隧道一般采用无外防水层的钢筋混凝土管片，制作时采用高精度钢模成型，混凝 土为C50级，抗渗等级S8。

在正常情况下，管片能做到结构自防水．但有时由于在制作过程中选定混凝土的配合比、水泥用量、入模温度、浇捣顺序、养护时间等环节上出现失误，表面收缩开裂。

在吊装、运输、拼装过程中的操作不当，造成管片丢角、损边，甚至出现贯穿性裂缝，拼装成隧道后，管片自防水达不到设计要求的抗渗等级．

   b．止水带

   实践证明，密封垫材料性能极大影响接缝防水效果，因此对它要有严格的控制要求。

尤其是对防水功能的耐久性要严格控制，使得密封垫能长时间保持接触面应力不松弛．它的主要物理力学性能指标为：

耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等，对水膨胀橡胶还要求能长期保持其膨胀压力．这些性能指标要与隧道施工和运营情况、沉降变形、接缝开张度相适应。

   c.管片间的缝隙

   衬砌的构造形式不可避免使管片间存在缝隙，管片间的缝隙主要靠相邻管片间的橡胶止水带相互挤密压实，阻止地下水从管片外侧进入隧道内，达到止水效果．当管片间的缝隙超出允许范围，使得橡胶止水带之间以及止水带与管片之间应有的压力不够，就会引起漏水．

4.3.2渗漏水处理方法

   根据渗水的不同形式进行分析，同时核查施工记录，在弄清漏水原因后，就可以有针对性地采取具体措施进行处理，

   a.对于进出洞口连续几环集中漏水且漏水量较大的区段，采取壁后注浆。

在钻穿管片压浆孔后压入水泥和粉煤灰浆液，使浆液在管片外形成外防水层．其要点在于浆液量一次性要压足，压力也要控制在一定的幅度范围内。

   b．对于环缝、螺孔处渗漏、点漏、线漏，宜在漏水处埋入注浆嘴（用速凝水泥封缝），其周围环缝采用工字型水膨胀腻于条加封氯丁胶乳砂浆作整环嵌缝处理，或者采用快凝水泥抽管封缝处理后，压人防水浆材，使浆液充满整个环缝，浆液遇水发生反应凝固或自身反应凝固，堵住渗水通道而达到止水效果．对于螺孔还应先将螺帽拧下，将水放掉后，重新换上新的密封圈。

部分渗水量不大的环向缝隙，也可以采取抽管封缝处理的方法，将水引导到底部，流入排水沟．抽管的作用是在环缝内形成一条通道，使水顺着通道向下流淌，达到引流的目的。

   c.对管片碎裂、边角缺损部位，可清除碎裂部分，清洗干净，采用高强、快凝、粘接良好的材料（如环氧树脂）修补。

必要时也要采取钻孔埋管注入环氧树脂的办法堵漏．当管片出现潮湿或微渗漏时，说明裂缝很小，可以采用无机水性高渗透密封剂涂刷封闭处理。

   对营运地铁隧道渗漏水的防治工作，应根据具体隧道情况采取洞内与洞外不同的整治方案以及堵排结合的方法。

对于埋深大，漏水区段小，行车密度不是很大的隧道，可采用在洞内堵排结合的方法，有针对性地对漏水地段进行堵漏，而辅以“排”措施，达到防水目的。

如果隧道埋深浅，漏水区段长，行车密度大，可采用将洞外水通道堵住的方法，达到永久整治的目的。

5渗漏综合治理

   对地下工程，无论何种渗漏，一经发现必须立即处理。

堵漏的原则为大漏变小漏，缝漏变孔漏，即将大面积的渗漏水缩小为小面积或集中于一点，最后堵塞漏水。

堵漏的方法有如下几种：

   a.直接堵漏法．无论是孔漏还是缝漏，只要是水压不大（水位在2m以内），无论出现在结构的哪个部位，都可用直接堵漏法，即在漏孔处剔出一个直径20mm、深40mm左右的圆柱槽，缝漏处沿缝剔成“八”字形边坡沟槽，用水洗干净，将制好的水泥胶浆搓成圆锥形或条形，待开始凝固时，分别塞入圆槽或缝槽内，用力压实，使胶浆与槽壁紧密结合，粘结严密。

检查无渗漏，用砂浆把沟槽扫毛，待其有一定强度，再做防水层。

   b．下管堵漏法．对水压较大（水位2～4m）的渗漏，在孔漏处、缝漏水处都可采用下管堵漏，变缝漏为孔漏。

打一孔，下一根直径<10mm的漏水管，把漏水管周围的沟槽或圆槽先用水泥胶浆灌满并压实，经检查无漏，再做防水层。

防水层最好做柔性和刚性两道防线（特别是穿墙管有渗漏处）。

柔性防水是涂刷聚氨酯防水涂料或硅橡胶防水涂料3—4遍，涂刷的重点是胶浆与穿墙管的交接处和漏水管四周，涂刷半径20cm刚性防水一般选用阳离于氯丁胶乳水泥砂浆，配比为水泥：

中沙：

乳胶：

水，为1：

2：

0.14：

0.12。

涂抹半径为25～30cm，厚度l5mm，起防水和保护层作用。

防水层的涂抹半径一定要注意比漏水处剔出的沟槽大，待刚性防水层达到一定强度后，拔出漏水管，用直接堵漏法或注浆法堵水，注浆用水泥—水玻璃，最后做一遍防

   c．对水压很大（水位在4m以上）的裂缝渗水或较大的孔洞渗水，先将一根直径30~50mm的铁管埋在漏水处剔好的槽内（缝漏变孔漏可用半圆贴片法），再施工防水层，也可做刚性防水和柔性防水。

最后将铁管堵死，井在渗水范围内做一遍防水层．

   d．变形缝处的渗漏，可采用粘贴氯丁橡胶片、涂刷氯丁胶片的方法堵漏。

施工前先将变形凹槽清理干净、平整、干燥，涂刷氯丁胶作为底胶层。

如采用粘贴法，应在底胶层干燥后再均匀涂刷界面胶1～2mm。

粘贴时用手背接触胶层不粘手为宜，粘贴后局部如有空鼓，应割开后补贴一层胶片。

施工时要注意粘贴胶片的长度不宜超过2m，搭接长度10cm．覆盖层应在胶层溶剂挥发后（1—2d）进行。

应先抹素浆一道，再做混凝土覆盖面层，要求用木板或木丝板将覆盖层隔开。

若采用变形缝堵漏方法涂刷，涂刷次数不应小于5～6遍，中间设1—2层脱腊玻璃布作为衬托层，每层涂刷应在前层干燥后进行。

涂刷应均匀，防止气泡存在，转角处玻璃布贴铺时不要绷紧。

涂刷最后一遍时，表面应上砂粘，再做混凝土覆盖层。

6 结语

   地下工程渗漏处理技术是一项复杂的系统工程，它涉及到建筑与结构设计、工程材料、施工操作和管理维护等诸多因素，是多种学科的综合体现．其难度大，技术性强，在整治过程中要遵循“防堵结合、刚柔相济、因地制宜、综合整治”的原则．根据现场实际情况，分别采用“堵、排、涂、抹”的施工方法，可以达到治渗漏与防水的目的。

参考文献

1 高树蜂．北京饭店地下防水设计与施工．地下空间，2001年 

2 陈勇，朱继文．上海地铁区间隧道渗漏水发生机理与防治．地下空间，2001年

3 张文渊．地下工程渗漏水综合防治技术．防水材料与施工，2000年

4 杨其新，隧道及地下工程水环境与防排水技术．2003年