来自 包装材料 2019-10-18 15:43 的文章
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我国地下工程防水技术发展述评 - 装饰材料资讯 - 装饰材料网

50年来,我国地下工程防水技术随着不同时期各类地下工程建表1地下工程防水等级防水等级标准级不允许渗水,围护结构和内衬结构表面无湿溃n级不允许漏水,围护结构和内衬结构表面可有少量、见湿滇房屋建筑地下室:总湿溃面积不应大于总防水面积(包括顶板、墙面、地面>的1/1000;任意100m2防水面积上的湿溃不趄过1处,单个湿溃的最大面积不大于0.1m2其他地下工程:总湿溃面积不应大于总防水面积的6/1000;任意100m2防水面积上的湿溃不超过4处,单个湿渍的最大面积不大于。2m2m级有少量漏水点,不得有线流和漏泥沙任意丨00m2防水面积上的漏水点不超过8处,单个漏水点的最大漏水量不大于3L/d,单个湿溃的最大面积不大于0.4m2IV级有漏水点,不得有线流和漏泥沙整个工程平均漏水量不大于任意100m2防水面积的平均漏水量不大于4L/(m2-d>注。防水等级为丨级的工程使用内衬结构时,围护结构的防水等级可降低一级。

隧道及地下工程渗漏水是长期以来困扰专家们的一个头痛问题,也是当前地下工程建筑中突出的质量通病和亟待解决的课题。我国北京、上海和广州的城市地下铁道中,渗漏水情况也已在30%左右。在地下工程较发达的日本,据调查渗漏水也达到30%以上。由此可见,隧道及地下工程渗漏水的情况十分严重。

表2不同防水等级的适用范围防水等级适用范围工程类别1级人员长期停留的场所;因有少、偶见湿溃会使物品变质、失效的贮物场所及严重影响设备正常运转和危及工程安全运营的部位;极重要的战备工程住宅、办公用房、医院、,厅、旅馆、娱乐场所、商场、粮库、金库、档案库、文物库、通信工程、计算机房、电站控制室、发电机房、配电间、要求较高的生产车间、铁路旅客站台、行李房、地下铁道车站、指挥工程、防护专业队伍工程、军事地下库等n级人员经常活动的场所;在有少量、偶见湿溃的情况下不会使物品变质、失效的贮物场所及基本不影响设备正常运转和工程安全运营的部位;重要的战备工程一般生产车间、空调机房、燃料库、冷库、储藏库、地下车库、电气化铁睁隧道、高速铁路及公路皤道、寒冷及严寒地区铁路和公路道、地铁区间隧道、城市公路篇道、水底篇道、一般公路隧道拱部、城市地道、水泵房、人员掩蔽工程等m级人员临时活动的场所;一般战备工程电缆隧道、城市共用沟、取水隧道、非电气化铁路隧道,一般公路隧道侧墙、战备交通雄道和疏散干道等w级对渗漏水无严格要求的工程自流污水排放道、乡间人行通道、涵洞等注:①地下工程防水等级,除按工程类别划分外,还可按组成单元设的发展,取得了令人瞩目的进步。

根据对隧道及地下工程防水体系的失败原因进行了统计分析,分析数据表明:由于施工原因导致渗漏水的占34.2%,设计不合理占10.4%,防水材质在不同水环境条件下变异占33.1%,结构变异致使防水体系失效占11%,维修养护不善占2.3%。由此可见,发生渗漏的原因是多方面,因此研究和分析这些原因将对提高地下工程防水质量起到重要的作用。

我国地下工程防水技术发展的基本状况与特征是:随着石油、化工、建材工业的快速发展和科技事业取得的成就,防水材料已从少数品种迈向多类型、多品种格局。合成篼分子材料、高聚物改性沥青材料、防水混凝土、聚合物水泥砂浆、水泥基防水涂层材料和各类堵漏、止水材料,已在各类防水工程中被广泛应用。防水设计从总体上肯定了遵循“防、排、截、堵,刚柔结合,因地制宜,综合治理”和坚持“多道设防、多种材料复合使用”的原则,并总结出了在不同类型工程中采用防排结合(或是以堵为主,以疏为辅)、材料防水与构造防水结合、柔性防水材料与接缝密封材料互补并用等设计方法。施工技术和工艺装备日趋成熟,基本上可以适应各类新型防水材料的发展,掌握使用要求并进行规范化作业。80年代制订的国家标准《地下工程防水技术规范》(GBJ108-87)和《地下防水工程施工及验收规范》(GBJ208-83)为设计、施工单位选取防水标准和防水方法提供了可遵循的依据与准则。这些防水技术的发展,为全面提高地下工程的防水质量和可靠性发挥了重要作用。

防水渗漏原因分析

地下工程分类及其主要防水措施1.1地下工程分类根据建造环境,地下工程的类型包括穿越山体,在山体内、地面下、水下等状况根据建造方式与用途,大体可作如卞分类。

隧道及地下工程防水体系失效性是指防水体系和材料使用过程中,由于外部作用侵蚀破坏或内部材料弱化,抵抗地下水环境的能力减弱或全部丧失。分析和研究地下工程在不同地下工程在不同地下水环境介质中的失效影响因素与机理、失效材料所产生的物质对周围结构体性能的影响、建立评价各种失效影响因素指标及失效检测方法,是地下工程防水体系应研究的重要问题。

隧工程:铁路、公路隧道,地下铁道,越江隧道以及水工、电缆隧道等。

一、防水施工原因

地下构筑物:军事、人防工程t城市共用沟,水工构筑物,贮水池,游泳池等。

前述统计数据表明,防水施工阶段是地下工程防水渗漏的主要环节,对部分防水渗漏案例进行分析后发现,既有施工不精心和工艺方面的原因,也有施工管理和检测方面的原因,同时采用不同施工方法的地下工程,其防水渗漏原因也不尽相同。

地下建筑物:建筑物地下室,地下厂房、仓库、车库,地铁车站,城市地道、商业街等。

1.复合衬砌隧道一般采用高分子防水板,其失效原因主要有:a、防水卷材材质本身不能和喷射混凝土初衬密贴,安设时的冲击、背面突出物等易将防水板扎破,导致漏水;b、板与板间的接合部室薄弱环节,稍有不慎会导致整个防水体系失败;c、如遇混凝土壁面有较大空洞和凹凸的部位,二次衬砌的挤压及围岩变形会使防水板拉伸,特别是结合部位易发生断裂破坏。

由于各类工程的场地、环境、水文、地质等条件不同,施工方法各异,总体上可分为明挖法和暗挖法,其中包括特殊施工法结构:盾构法隧道、沉井、地下连续墙、逆作结构、喷锚支护、顶管等,因此对防水技术的要求也不尽相同。在不同使用条件下,较多地下工程的设计不仅需要做好防水处理,保证不出现或少出现渗漏,还需综合考虑解决排水、防潮、通风、保温、隔热、噪声等方面的问题。

2.喷涂防水的隧道及地下工程防水体系渗漏的原因有:喷涂防水膜很难保证其均匀性,虽然一般喷涂材料延展性较好,但抗拉强度较低,如发生较大外力作用,结构会发生变形和位移;易导致防水膜破裂,致使整个防水体系失效;另外该施工方法对喷涂的施工工艺精度要求高,但一般工程很难达到。

1.2地下工程防水等级分类地下工程长期受地下水位变化影响或处于水的包围之中,如果防水措施不当出现渗漏,不但不易修缮,影响工程正常使用,而且会使主体结构产生腐蚀、地基下沉,甚至被淹没,危及工程安全,因此对地下工程的防水设防应提出严格要求。正在修订中的国家标准《地下工程防水技术规范》仍考虑将地下工程防水等级分为4级,并增加对每个防水等级标准的量化,这是十分必要的。

3.自防水混凝土的防水体系失败的原因有:地下工程工作面狭小,混凝土振捣密度实度很难达到设计抗渗的要求,另外施工缝合变形缝也是这种防水措施的薄弱环节。

1.3不同防水等级的适用范围设计单位应根据工程的重要性和使用中对防水的要求,按工程类别选定防水等级,见表2.按表2要求,以地下建筑物防水等级为例,大多数工程应达到一级标准,部分工程应达到二级标准。《规范》对防水等级的划分及其适用范围的明确,体现了因工程制宜的要求,便于进行定性、定量检,保证防水工程的质量和可靠性。

以上原因说明,防水施工过程是保证工程质量的重要环节,因此应强化防水施工的重要性,针对不同的防水方法制定相应的施工细则,并建立防水施工质量检测机制。

1.4地下工程防水措施目前我国地下工程采取的防水措施是多种多样的。按工程分类,其设计采用的围护结构形式、主体防水方案和选用防水材料种类,大致可归纳于表3.各类地下工程防水措施分析地下工程防水作用与功能的发挥,主要取决于围护结构防水设计方案,包括各种接缝和节点部位的防水处理、防水材料的选用及其质量,以及施工技术水平诸方面。现以各类工程围护结构的形式为主题,对当今采取的一些防水措施略作分析。

二.防水设计原因

划分;②对防湖要求较离的工程,除应按丨级防水等级设防外,还应采取相应的防措施。

一部分设计师对防水重要性的认识不够,认为地下渗漏水不影响结构的安全问题,在选用材料和设计方式上重视程度不够,因此在防水设计方案中结合结构特征认真研究不充分,致使防水设计不合理。由防水设计理念问题引发的渗漏:目前地下工程使用寿命都在100年以上,而防水材料的使用寿命均达不到这一要求,因此地下工程防水设计应考虑放排水系统的可维护性和易更换性。

表3各类地下工程的防水措施工程类别围护结构

有防水设计经济性问题引发的渗漏:尽管防水工程在地下工程中占得工程总费用比例是较小的,但往往设计者考虑造价的原因,仍选用价廉差的材料,也是导致防水渗漏的原因。

2.1隧道工程隧道工程围护结构的衬砌材料主要是钢筋混凝土,因此必须采取各种措施提高混凝土自身的防水性能,所用防水混凝土的抗渗等级不得低于P8.同时还应周密处理衬砌各部位的接缝防水,尤其是现浇混凝土衬砌的施工缝和变形缝,以及预制混凝土衬砌管片的接缝与注浆孔,这对保证衬砌防水质量更为重要。隧道衬砌结构有以下3种基本形式:喷射混凝土衬砌结构或现浇钢筋混凝土衬砌结构;喷射混凝土衬砌或现挠钢筋混凝土衬砌附加离壁式墙体(衬与运用的问题。

三.防水材料变异的原因

3.1促进优质防水材料推广应用的比重近几年国内研制与引进的新材料、新产品越来越多,虽其性能大同小异,但不乏优质者,然而设计、施工和建设单位在选用时难以鉴别其内在质量及耐久性,或因价格因素而放弃选用优质防水材料。为此,有必要加强产品质量的检验和监督,建立科学、严格的产品质量认证制度,把好材料质量关,正套)结构。

根据研究,发现由于防水材料材质的变异导致防水体系失效的情况占有较大的比例,其原因有地下水环境和微生物侵蚀对防水材料性能的弱化、已有防水材料材质固有的弱点随使用的环境的恶劣和使用时间推移逐渐丧失的防水功能。如某铁路隧道在维修养护时,其防水卷材已变质老化。发生这些情况归纳起来,主要有以下原因:a、劣质的混凝土添加剂中含有高浓度的碱性成分和不易分解的盐类物质,导致混凝土结构的松软,析出的物质对防水卷材起了侵蚀作用;b、冻融交替使得防水材料结构变异;c、微生物侵蚀、粘结材料变异;d、地下水中含有不同浓度的酸、碱、盐离子对材料的侵蚀;e、防水材料材质结构的不稳定导致材料结构组织的变异。

在早期,这3种结构采用的混凝土都以使用级配法防水混凝土为主,有些工程还掺加适量防水剂。其中,喷射混凝土和现浇混凝土衬砌在做好预注浆防水和周密处理施工缝、变形缝的情况下,一般不易出现大面积渗漏。当衬砌和接缝局部存在孔洞、孔隙,出现涌水时,较多采用甲凝、丙凝、氰凝等注浆止水材料进行后注浆封堵,可获较好效果。管片衬砌结构主要用于越江隧道及地铁工程;离壁式墙体结构较多用于隧道洞口区段、地铁车站、地下厂房,以及军事人防指挥工程等。这两类结构的防水效果,主要取决于是否具备正确合理的防水设计方案和周密精湛的施工技术条件。

四.工程结构变异原因

近10多年来,隧道衬砌结构的形式虽无多大变化,但在衬砌防水和接缝防水方面有了许多可供选择的新型防水材料和应用技术。如以掺加各类外加剂为主的防水混凝土,多品种的灌浆材料、抹面材料合成篼分子防水卷材和防水板(在铁路隧道和地铁工程中使用防水板较多),各种止水带、遇水膨胀止水条及橡胶条等止水堵漏材料的应用效果颇为显著。又如许多施工单位通过大量工程实践,总结制订出的一些适用多种环境或部位,能够解决渗漏水问题的操作规程或防水工运,都为保证防水工程的质量发挥了重要作用。

地下工程长期处于复杂的环境中,致使结构产生变异的不利因素很多,一旦发生变异,衬砌结构就会出现位移和变形、开裂、混凝土剥落等现象,进而使得防水体系失效。如由于围岩具有流变性,后期的围岩应力在长期的调整过程中可能会使防水板受到来自一衬和二衬得长期挤压,在基面不平衡或有突出点处产生穿刺性损伤,造成防水层失效。在四季温差较大的场合,常年冻融交替,在冻胀力的强烈作用下,残余变形逐年积累,使衬砌结构位移和开裂,导致防水层逐步失效。结构本身材料劣化引起的变异,如混凝土碳化、盐害、碱集料反应等,其析出物也是造成防水体系破坏的原因。

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