提高我國隧道及地下工程防水技術(shù)水平

提高我國隧道及地下工程防水技術(shù)水平

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主要講三個內(nèi)容

隧道及地下工程防水體系失效性隧道及地下工程防水新技術(shù)地下工程動態(tài)和可維護(hù)防水隧道及地下工程地下工程防水現(xiàn)狀分析地下工程失效性原因分析探索和解決的問題從防水認(rèn)識、基礎(chǔ)上提高防水技術(shù)水平

隧道及地下工程滲漏水是長期以來困擾專家們的一個頭痛問題,也是當(dāng)前地下工程建筑中突出的質(zhì)量通病和亟待深入解決的課題。

隧道及地下工程防水現(xiàn)狀

至2002年底，共有鐵路隧道5711座，總延長2833km出現(xiàn)滲漏，其中嚴(yán)重滲漏水的隧道有1620座、23400處；占總座數(shù)的28.4%。

至2002年底，共有公路隧道1700座，總延長704km出現(xiàn)滲漏，其中嚴(yán)重滲漏水隧道達(dá)500余座，約占總座數(shù)的30%。

隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國北京、上海和廣州的城市地下鐵道中，滲漏水情況已在30％左右；中鐵西南研究院對廣州、沈陽等鐵路局管轄的地區(qū)部分隧道進(jìn)行抽樣調(diào)查：隧道結(jié)構(gòu)滲漏水達(dá)50.4％，有的區(qū)段高達(dá)94%，嚴(yán)重滲漏水的約占調(diào)查數(shù)量的1/3。建設(shè)部曾于1988年對全國10個省市210個混凝土襯砌的地下室迸行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)滲漏水工程占57％；在地下工程較發(fā)達(dá)的日本的在1988年對全國地下工程滲漏水情況調(diào)查，滲漏水也達(dá)到38.2％以上。前聯(lián)邦國，隧道滲漏水的情況在32.6％隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

因此：情況是相當(dāng)嚴(yán)重，這給我們建造現(xiàn)代化的地下工程有相當(dāng)?shù)木嚯x。常言中的“有十洞九漏”不無道理。

對200余座隧道及地下工程防水體系失效原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，

發(fā)生的根源是什么呢？隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以上情況給我們提出2方面的問題：

1.怎樣發(fā)生？怎樣解決？

2.用什么方法來評價(jià)和檢驗(yàn)地下工程防水體系施工階段的可靠性和服役期間的耐久性隧道及地下工程失效性的原因

隧道及地下工程防水體系失效性是指防水體系和材料在使用過程中，由于外部作用侵蝕破壞或內(nèi)部材料弱化，抵抗地下水環(huán)境的能力減弱或全部喪失。隧道及地下工程失效性的原因施工導(dǎo)致防水失效的主要原因

附著夾層防水卷材

①

防水卷材材質(zhì)不能和砼密貼，安設(shè)時的沖擊，突出物等易將防水板扎破.②板與板間的接合部是薄弱環(huán)節(jié)，③如遇砼壁面有較大空洞和凹凸場合，二襯的擠壓及圍巖變形使防水板拉伸,特別是結(jié)合部易發(fā)生斷裂破壞。

噴涂防水①難保均勻性②一般噴涂材料延展性好，抗拉強(qiáng)度低發(fā)生較大外力作用，結(jié)構(gòu)變形和位移，易導(dǎo)致防水膜破裂，致使防水體系失效；③工藝精度要求高，一般很難達(dá)到。自防水混凝土①工作面狹小，搗實(shí)振動密實(shí)難達(dá)到度設(shè)計(jì)抗?jié)B的要求，②施工縫和變形縫是這種防水措施的薄弱環(huán)節(jié)。隧道及地下工程失效性的原因

以上說明，高質(zhì)量的防水，施工是重要的環(huán)節(jié)，包括精心施工管理、高品質(zhì)的防水材料、有針對性的防水施工技術(shù)和工藝。因此，應(yīng)針對不同的防水手段制定其施工細(xì)則，建立防水施工監(jiān)測機(jī)制，強(qiáng)化防水施工的重要性。設(shè)計(jì)導(dǎo)致防水失效的主要原因認(rèn)識性問題：一般設(shè)計(jì)者認(rèn)為滲漏水不影響結(jié)構(gòu)的安全，在選用材料和方式上重視程度不夠，因此在防水設(shè)計(jì)方案中結(jié)合結(jié)構(gòu)特征認(rèn)真研究不充分，致使防水設(shè)計(jì)不合理。針對性問題：未針對地下工程防水特殊性和防水施工的可行性進(jìn)行防水設(shè)計(jì)，如采用防水板的隧道，防水板缺乏封閉圍巖和初襯表面裂隙的能力，在地下水豐富的情況下，易導(dǎo)致防水板失效。設(shè)計(jì)導(dǎo)致防水失效的主要原因理念問題：目前地下工程使用壽命都在100年以上，而防水材料的使用壽命均達(dá)不到這一要求，因此地下工程防水設(shè)計(jì)應(yīng)考慮防排水系統(tǒng)的可維護(hù)性和易換性。經(jīng)濟(jì)性問題：盡管防水工程在地下工程中占的工程總費(fèi)用的比例是較小的，但往往設(shè)計(jì)者考慮造價(jià)的原因，選用低廉品質(zhì)差的材料，也是導(dǎo)致防水失效的原因。防水材料變異導(dǎo)致防水失效的主要原因①混凝土中劣質(zhì)添加劑含有高濃度的堿性成分和不易分解的鹽類物質(zhì)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的松軟，析出的物質(zhì)對防水卷材侵蝕作用；②凍融交替使得防水材料結(jié)構(gòu)變異；③巖石微生物侵蝕、粘結(jié)材料變異；④地下水中含有的不同濃度的酸、堿、鹽離子的侵蝕；⑤防水材質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)組織的變異。變異導(dǎo)致防水失效的主要原因

地下工程長期處于復(fù)雜的地下環(huán)境中，產(chǎn)生變異的因素很多，一旦發(fā)生變異，結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)位移和變形、開裂、混凝土剝落等，進(jìn)而使得防水體系失效。

圍巖的流變性：圍巖應(yīng)力在調(diào)整過程中可能會使防水板受到來自一襯和二襯的擠壓，在基面不平整或有突出點(diǎn)處產(chǎn)生穿刺性損傷，造成防水層失效。

四季溫差較大的場合：常年凍融交替，受凍脹力強(qiáng)烈作用，殘余變形逐年積累，使襯砌結(jié)構(gòu)位移和開裂，導(dǎo)致防水層逐步失效。

結(jié)構(gòu)材料劣化：引起的變異，如混凝土碳化、鹽害、堿性集料反應(yīng)等，其溢出物已是造成防水體系破壞的原因。

維護(hù)管理不善導(dǎo)致防水體系失效

排水系統(tǒng)堵塞，導(dǎo)致排水系統(tǒng)不暢，如維護(hù)不善，將導(dǎo)致較大的水壓，長期積累致使結(jié)構(gòu)開裂，破壞防水體系；嚴(yán)寒地區(qū)的隧道，冰凍產(chǎn)生的凍漲力是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂和排水管堵塞破裂的重要原因，因此地下工程的維修養(yǎng)護(hù)是十分重要的。需要研究和改善的問題研究和改善的問題隧道建設(shè)期間防水質(zhì)量問題服役期間防水的失效性問題地下工程服役期間防水的失效性地下工程服役期間防水的失效性解決問題：1.地下結(jié)構(gòu)（圍巖）環(huán)境不均勻變形對防水體系產(chǎn)生的失效性，即防水體系的力學(xué)環(huán)境2.防水材料的失效性，即防水材料的地質(zhì)環(huán)境隧道及地下工程環(huán)境與其它建筑工程不同，作為附著層的高分子材料，其服役期間耐久性的因素是很獨(dú)特的，除一般由溫度、濕度、光照、酸堿環(huán)境作用引起材料老化和降解而失效外，還要考慮地下圍巖和襯砌結(jié)構(gòu)的長期相互作用產(chǎn)生的擠壓、變形因素對防水體系產(chǎn)生的侵害作用。地下熱工程存服役舌期間照防水狐體系毅失效躺對策眾所厭周知杜，地裝下環(huán)較境特塑殊的腎外力符（水派壓、扁凍脹蔥力、麗塑性捆地壓籃，圍潛巖松秀弛地抹壓、室偏壓靈、承鴨載力焦不足磨、地刪震等弊）施映加于箱結(jié)構(gòu)愁，造看成結(jié)坡構(gòu)產(chǎn)毀生不乎均勻燦變形解甚至宅開裂鍋，致伯使防室水層瘡承受凳局部奴較大躬的壓蝦力、褲剪力費(fèi)和拉杰伸力翻的作仇用而龜破壞梢。這就商是防導(dǎo)水層購在地償下工柳程中成的力盒學(xué)環(huán)睡境，崇一旦郊某項(xiàng)甘力學(xué)咐指標(biāo)趣超過萍了防原水層殖的容秀許值震，防純水層咳完整留性發(fā)燦生破四壞。結(jié)果故：防記水材嗎料耐久殿性將席發(fā)生劇變化，即貪力學(xué)美環(huán)境將加速叛材料聽老化，造但成防嬌水層鞋的加速識失效。地下洗工程耗服役他期間睜防水東體系罰失效樸對策解決阿的途肚經(jīng)和濁對策翁:1.巖防水釣層要序和支主護(hù)結(jié)槳構(gòu)密揀貼，蜜共同忍變形2.丟研究艷動態(tài)筋防水統(tǒng)在地銅下工鍵程中喜應(yīng)用浙的相旁關(guān)技陪術(shù)3.題研究抹地下虜工程般防水陷體系咱的可寇維護(hù)芝性設(shè)清計(jì)施梳工技皂術(shù)。地下至工程薪服役垮期間掘防水忠體系相失效悄對策對于盒地下教工程曾防水挑材料犁，由揮于處矮于密掃閉環(huán)傳境中厚，極逃少受爸到大海氣紫廳外線爛輻射裹，因悶此上牲述環(huán)霉境因廢素所產(chǎn)產(chǎn)生迎的老榮化影畫響是掌次要幼的，甜主要額影響將因素流為環(huán)決境介希質(zhì)即定化學(xué)趕腐蝕遮性介裕質(zhì)（昆酸、禍堿、婆鹽）有、水仔以及仰霉菌嘗和細(xì)龍菌等帽微生存物的唐影響賀。防水劍材料木服役羞期間連的失基效性:目前再對其耐失效焰性的配研究薯主要復(fù)集中酷在高菠分子互材料累的光母熱老肥化、舌熱氧貍老化各、光游氧老隨化、灘化學(xué)刑介質(zhì)尤中的禽老化酸機(jī)理提及穩(wěn)瓜定性釀進(jìn)行掃研究左。防水嘩材料驢服役瓦期間瞎的失疑效性：地質(zhì)象環(huán)境首中的昆霉菌賽等微務(wù)生物1類吵是賦腳存與吼地質(zhì)代環(huán)境納中的射微生詢物,鞋對防滿水材葛料的姥侵蝕戒;另1窮類是順在潮水濕恒蝦溫地封下環(huán)兇境中拐，材捧料產(chǎn)遇生的蠟霉菌糾的分耳泌物潔引起隨材料艷分解本并轉(zhuǎn)鏈化為拘醇類炸和有則機(jī)酸它等物學(xué)質(zhì).這些頭物質(zhì)拋的存路在為悅霉菌魔和微若生物界生長常繁殖田提供殖了養(yǎng)貿(mào)料，朋促進(jìn)殃其向猾縱深料發(fā)展網(wǎng)，形民成材多料降域解導(dǎo)編致其乎性能黑失效致.防水靈材料射服役寸期間驅(qū)的失洽效性地下強(qiáng)工程帳中的易防水飛材料澤與地且下水啦是密同切接崗觸的納，長神期接煎觸會仍在防欲水材鐘料表幟面形高成水罪膜，自滲入眠到材詠料的翠內(nèi)部壞，使萍材料施含有潮親水餓基團(tuán)享的某乞些水宋溶性莖物質(zhì)團(tuán)被溶敢解、漁抽提乒或吸戶收，亦從而尖改變?nèi)噶瞬纳系嫩櫟M成址而促道使材莫料加碗速老毫化甚滴至使梯得材童料功摔能失嗚效器.防水晚材料性服役勝期間深的失父效性地下絡(luò)工程孟中通餅常腐藍(lán)蝕介磚質(zhì)有混凝孔土異障化溢遣出強(qiáng)慈堿和妖鹽等靈，地下爆水中靜含有左腐蝕禾性化處學(xué)元化素。防水那材料姐與這儲類腐富蝕性擔(dān)介質(zhì)肯接觸責(zé)，它魄們之贏間的柏作用和比起霉高分合子材刊料光嚼氧化鎖、熱鵝氧化進(jìn)等要估復(fù)雜伸得多廁.主塵要是株材料孝的膨梯脹、享軟化依或溶但解，憑發(fā)生泉系列暈的化粉學(xué)反譜應(yīng)，顧最終喂導(dǎo)致咳材料別外觀足改變蔥和物萌理性贊能下奶降，虎材料削所具撓有功兇能逐叉漸失助效.防水羞材料位服役豬期間脾的失秋效性目前登我國羅采用娘的檢算測方俗法這些鈴方法納能在跨短期清內(nèi)獲儉得材價(jià)料老昂化失杰效單武因素配實(shí)驗(yàn)削結(jié)果臂，但性針對探地下丈工程鼠特定乞領(lǐng)域懂材料柜的失杜效特斑點(diǎn)及跳機(jī)理倚很難掘做出向定量遣評判扔。自然怨環(huán)境鋪老化揮實(shí)驗(yàn)廳和人苗工加焰速老清化實(shí)聚驗(yàn)，昏在室輝內(nèi)模撈擬近仗似環(huán)僅境條都件，況強(qiáng)化山某些劣因素召進(jìn)行吉快速批累計(jì)巴試驗(yàn)傻.如強(qiáng)酸挽、強(qiáng)蓋堿、純各種累濃度旨鹽溶協(xié)液等到化學(xué)還腐蝕痰性介左質(zhì)對錦材料森的腐剪蝕老援化;無氧淺高壓穴力下劇微生多物的厲繁殖勒以及疫對材頁料侵憑蝕:流動膛介質(zhì)蒼作用借下的直凍融孕實(shí)驗(yàn)躲等.防水乖材料擾服役魯期間家的失仗效性:國外薯同行厘學(xué)者游研究傍認(rèn)為地下溫工程同防水濱使用摧的材演料在圖使用繳過程淹中宏窗觀物纖理性陷質(zhì)發(fā)礦生了底不可胞逆轉(zhuǎn)柔的變牌化，籍原因璃是材少料內(nèi)笛部微失觀結(jié)勿構(gòu)發(fā)請生改誘變。提出晉采用瘡微觀恰分析合來評叮價(jià)材樂料失豪效性軍,負(fù)研究飾手段雖主要置有:FT附IR鞭、U呈V劑、N吳MR丸、G嚴(yán)C、弟GC拿-M壓S等仍技術(shù)礙和A喚FM完、S錯EM幅、T行EM熊、X幟RD摧等設(shè)魔備；結(jié)合讀材料型在失鐘效過公程中桂所發(fā)剪生的福力學(xué)匠性能魚變化尚，如繭拉伸潑、伸婆長率炒等