岩溶隧道中防水技术的研究Word文件下载.docx

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在国外,德国和日本比较重视混凝土结构自防水,德国制订了防水混凝土标准集料级配曲线,日本称混凝土结构自防水为躯体防水。

美、英等国家比较重视卷材防水,他们强调地下工程结构外面,必须做上防水衬套,即铺贴完整的卷材防水层,但也同时强调必须做好混凝土结构自防水。

我国从五十年代就开始了结构自防水的研究,经过几十年的探讨和实践,人们对混凝土结构自防水能力的认识、随着这种技术的逐步提高和完善而加深。

一致认为防水混凝土是我国地下工程防水的主要手段。

经研究表明,混凝土抗渗性能的好坏,关键在一定水灰比限值内,有足够的,合乎质量要求的水泥砂浆,能将粗骨料充分包裹起来,并使之成为不接触的隔离体,就能具备较好的抗渗性。

（二）自粘性防水卷材

目前国外出现了一种自粘性防水卷材,英国生产的聚乙烯基沥青橡胶自粘性防水卷材,以聚乙烯薄膜为胎基,上敷沥青橡胶自粘剂,卷材展开后,可以像胶布一样自粘于需防水的结构物表面上,已从根本上改变了油毡卷材施工恶劣作业条件。

另外,聚乙烯薄膜韧性好,不怕折叠、耐腐蚀,这都有利于地下工程防水。

（三）薄板防水法

薄板防水法是用0.3-3.0毫米的合成树脂薄板焊接或粘贴而成的防水层。

薄板防水材多用合成树脂系材料，其中使用较多的是聚氯乙烯、聚乙烯和醋酸乙烯。

这种材料的优点是加热后可熔敷而接合，以形成整体。

地下工程使用薄板防水法的突出优点,是可以避免沥青油毡热施工带来的一系列问题,为地下工程喷锚支护防水处理创造了优越条件。

在地下水位高，裂隙水发育的地层中，在喷锚支护面上敷设薄板防水材，能够更加有效的抗渗、抗漏。

（四）防水砂桨法

在地下工程结构的内表面和外表面做防水砂浆抹面防水,是我国传统的简便有效的防水方法,至今在地下工程中,还广为采用,特别是在结构自防水或外贴卷材防水失败后,往往采用这种方法进行补救。

我国防水砂浆的做法很多,效果比较好的有防水抹面五层作法;

氯化铁防水砂浆;

膨胀剂防水砂浆;

减水剂防水砂浆等。

（五）涂膜防水法

涂膜防水是在地下工程结构物的表面涂刷或喷涂防水涂料,固化成膜后,达到防水目的。

最原始的防水涂料是热沥青或玛蹄脂,但其粘结强度和防水能力都很低,目前在掘开式工程碰到侵蚀性地下水,为保护防水混凝土结构,还有少量使用外,一般很少采用。

常用的乳化沥青,偏氯乙烯,环氧煤焦油、氯丁胶乳改性沥青等防水涂料粘结性能较热沥青或玛蹄脂好,而且是冷施工,可用于辅助防水混凝土结构防水、隔潮、防腐蚀,对提高防水混凝土结构的抗变形、抗震能力也有一定好处。

3.地下工程防水常见的问题

3.1地下工程平面防水

地下工程出现渗漏的位置基本都在地平面或墙立面根部。

地平面防水处理是在基础底板下做防水层，并将基础底板做成抗渗自防水混凝土。

由于自下而上的施工顺序，防水层只能做在基础下部的混凝土垫层上。

防水层赖以存身的垫层是为方便施工所做的辅助工程，它的上部是工程桩支承的建筑体，其沉降量和沉降速率都很小;

下部是受到扰动、无法均匀压实，且浸泡在水中的土体，很容易出现较大沉降和局部较快沉降。

下部沉降大于上部沉降，垫层会随着下部土体一起下沉而与上部基础脱离。

并且，上部建筑的压力是不均匀、不规则的，沉降是不平衡的。

这种不平衡力作用在基土软弱、自身削薄的垫层上，垫层必然会出现折裂损坏。

损坏裂隙即使是0．1mm，在地下水包围中也会出现大面积进水。

使基础底板浸泡在地下水中，使受力钢筋和混凝土遭到锈蚀。

在垫层上做防水层，是基于下部垫层与上部基础永远稳定可靠，不会变形损坏的设想之上。

如此，则上下夹护之中的防水层当然能起到作用，而且它也无须与垫层实现粘合。

现实情况是，这种设想根本不成立。

至于在垫层上涂刷水泥基渗透结晶涂料的做法，只要垫层会出现破坏，其作用也毫无意义。

有施工方案介绍，在垫层上撒水泥基渗透结晶涂料干粉或者抹稀浆料，浇注混凝土后会向上反渗，发挥堵漏作用。

浇注混凝土冲泻而下，干粉或稀浆料容易被冲失。

即使均匀存在，但也会与混凝土同时进行反应，而不是在混凝土凝固后渗入毛细孔进行反应，所以，其作用也会大打折扣。

该涂料主要成分为水泥和石英超重超细粒子，其向下及水平向渗透可以保证，向上反渗则不易让人接受。

自防水混凝土加贴防水层出现渗漏、同时失效，这难道是一种巧合?

是自防水混凝土出现问题引发防水层失效，还是防水层失效影响到自防水混凝土？

抑或防水层根本就没有起到作用，是自防水混凝土一有问题，就会立即表现出来?

显然，防水层失效与否，都不会影响自防水混凝土的工作性能。

反之，混凝土出现问题也不会影响防水层。

事实是混凝土存在问题才导致了渗漏。

混凝土出现问题，本来需要外防水层来保护，关键时刻防水层失去作用应当是其本性必然。

所以，指望在垫层上做防水层达到防水目的，是行不通的。

不管是自粘型卷材，还是水泥基渗透结晶涂料，都没有与上部基础相关联，摆脱对垫层的依赖，所以都难以起到防水作用。

自防水混凝土在近年来有了很大发展，也取得了一定成效。

所谓自防水混凝土，就是经过掺加外加剂减少毛细孔和裂缝，杜绝渗水通道来达到防水目的。

混凝土是由水泥和沙石胶凝形成的一种人造石。

它的构造机理是不均匀、非致密的。

所以很难通过材料改性达到理想的不渗水状态。

它的干收缩和冷收缩裂缝及其与水的亲和性等特性，导致其对水不起作用。

施工中的不确定性也无法保证质量的严格标准。

更为重要的是，面对裂缝，自防水混凝土无法自行修复和抵抗。

设计规范中，混凝土构件允许出现不大于1/400的挠度和小于0．4mm的裂缝。

在漫长的应力变化和复杂的受力条件下，混凝土变形和裂缝是必然的。

自防水混凝土无论其密实性多么好，也无法适应以达到明确的防水预期。

面对这种现状，自防水混凝土无法独挡防水重任，它必须以柔性卷材作为防护。

3.2地下工程立面防水

外墙立面防水做法，是墙体自防水混凝土外贴防水层，再由回填灰土起到隔水保护作用。

从渗漏报道中看到，出现渗漏的地方多发生在后浇带、伸缩缝、施工缝、或者混凝土振捣不实之处。

发生渗漏说明:

1）回填灰土的钙化固结需要较长时间，实际施工中，回填

后一般只有2个月左右就要停止降水。

所以土体固结不充分。

而且在地下水层中，固结了的灰土能否挡水也是个问题。

2）外贴防水层与墙体无法持久有效粘连，在地下水浸泡中搭接处极易开裂。

在建筑物沉降与外部填土的错动中，土体容易变形，防水层就会脱落，出现进水。

3）混凝土接缝处理一直是防水薄弱环节。

止水带的无缝连接和紧密嵌固，是接缝防水的关键所在，需要加强。

但施工质量和检查监控尚无法严格保证。

使用的橡胶遇水使止水条膨胀，其膨胀遇水环境、膨胀速度、干缩条件等，均未见到技术指标和检验方法。

如果在浇注混凝土时吸水膨胀，混凝土凝固干燥后又会干缩，形成空隙，反倒成为进水通道。

当出现进水时，止水条反应之前就会出现渗漏。

止水条再次膨胀的止水效果将受到考验。

在混凝土施工缝处预埋外贴式橡胶止水带，与外墙面作埋平处理。

止水带表面光滑，与混凝土性质迥异，混凝土与之互不吸附。

凝固后与混凝土之间会有缝隙，此缝隙可能形成渗水。

混凝土相互之间的接缝效果要好于混凝土与其它材料间的接缝。

渗漏需用漫长的时间。

没看到渗漏，并不能保证下面的防水层依然完好，也无法保证自防水混凝土真正阻断了渗水。

地下防水不是为了看不见渗漏、放心使用而已。

而是为了钢筋混凝土免受侵蚀。

否则，防水的目的就没有真正实现。

在渗漏的工程事例中，厚度较薄的基板比厚基板就显出偏多、偏早。

说明渗漏隐患依然存在。

3.3关于工程桩头防水

桩头防水做法近几年不断变化，现行做法是在桩头平面和侧立面涂刷刚性防水涂料。

工程桩与基础属于紧密连接。

在基础及上部压力大于桩的承载力时，会发生沉降。

但基础与桩的沉降是同步的，紧密连接的情况不会改变。

当垫层下沉时基础下平面与桩身间缝隙将成为渗水通道。

在地震力作用下，桩头会与基础间缝隙扩大，甚至出现折裂或桩筏脱离现象。

使桩头与基础脱离的其他可能性则甚微。

照此情况，在桩顶面和外立面刷水泥基渗透结晶涂料并不能起到较好作用。

如在基础底面与桩身处用柔性材料连接堵缝，能起到更好的堵防作用。

现有材料尚无法完成此项工作。

4解决地下工程防水问题的措施

4.1新思路

1）基础混凝土下应设柔性防水材料，但必须与上部混凝土相连接，摆脱对下部垫层的依赖。

故此需要研制新的防水材料及其与混凝土连接的构造方式;

2）这种材料除了具有防水性能高、耐腐蚀、耐久性及稳定性好、无毒害成分、生产成本低、施工方便等优点以外，还能根据工程结构与工程环境情况，就抗压、抗拉以及弹性伸长等，进行计算设计。

使之能适应不同工程情况的防水需要。

3）这种材料除在基础平面、外墙立面应用，还能经过改变材料成分用在屋面、隧道以及水利工程中。

结合相关处理方式，将地下工程防水做到万无一失。

4.2新技术

“嵌联式卷材”技术:

采用特定柔性材料做成卷材，上面有均匀密布的突出颗粒即嵌联粒。

在垫层上铺放以后，可以在上面直接浇注混凝土。

使卷材与混凝土互相紧密连接，形成一体共同工作。

通过与混凝土相互嵌联，就像给混凝土穿上了不可脱落的雨衣，达到持久可靠。

另外，在嵌联颗粒之间还有网状交叉的防水肋，它既可加强片材的强度，也可以防止局部破损后的窜水现象。

该材料以其弹性伸长来适应混凝土构件的挠曲和裂缝变形，以此实现对建筑物的长久保护。

4.3新材料

直接在防水卷材上绑扎钢筋浇注混凝土，会对卷材产生压力;

工人举步行走会对嵌联颗粒产生水平弯剪力;

卷材受到各种拉扯会产生拉力;

建筑物沉降与外部填土产生错动使嵌联颗粒出现剪切力;

混凝土构件的挠曲变形和裂缝，会令卷材拉伸变形;

温度会对卷材的力学性能产生改变;

卷材暴漏在外时，温度和紫外线也使卷材的耐

久性出现变化。

达到了这些理化强度要求，该方案就能建立起来。

这些都是卷材选料和设计需要认真考虑的首要因素，也是卷材生产的重要技术指标。

针对各种典型的地下工程环境，可以对卷材构造进行计算设计，将卷材做成几种形状，以适应不同的工程防水需要。

5结论与讨论

1）垫层破坏既然是导致防水层失效的主因，那么，在垫层上所做的各种防水层都自身不保，难以发挥防水效能。

2）自防水混凝土由于无法面对裂缝问题，所以无法单独起到防水作用，它离不开柔性外防水层的防护。

3）嵌联式卷材理论技术摆脱了对垫层的依赖，是地下工程防水行之有效的新型专利技术。

4）嵌联式卷材摆脱了现有防水困境，开辟了全新的防水思路，能够彻底解决地下防水问题，有望成为持久产品形态。

参考文献

［1］李书山，熊稚军，邓天宁．地下室底板柔性外防水层防水作用商榷［J］．中国建筑防水，2004（10）:

20－22．

［2］孙福江，王斌，段先军．首都机场T3A地下室局部渗漏治理［J］．中国建筑防水，2009（12）:

35－38．

［3］牛光全．当前我国防水材料行业发展中存在的几个问题［J］．中国建筑防水，2004（9）:

4－7．

［4］刘绪光，游宝坤，赵顺增．我国刚性防水技术的发展［J］．

中国建筑防水，2009（12）:

9－12．

［5］GB50108—2008地下工程防水技术规范［S］．北京:

中国

计划出版社，2008．

［6］贺少辉，叶锋，项彦勇，李兆平.地下工程.清华大学出版社，北京交通大学出版社，2002.

［7］冯建荣.地下工程防水现状、存在问题及解决措施之研究.隧道建设.2010.

［8］王友亭.地下工程防水综述.工程兵学院筑城教研室.