地下工程防水技術(shù)的發(fā)展及存在問題

柯明 段飛

1 地下工程防水的重要性

地下工程是在含水的巖土環(huán)境中修建的結(jié)構(gòu)物，在其施工和使用過程中，時刻都受到地下水的危害。由于地下水的滲透和侵蝕作用，使工程產(chǎn)生病害，輕者影響使用功能，嚴(yán)重者使整個工程報(bào)廢，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會影響。如我國既有鐵路隧道中，由于防排水工程存在問題，有相當(dāng)一部分隧道存在漏水現(xiàn)象，其中不少隧道漏水嚴(yán)重［1］(截至1995年末，已交付運(yùn)營的隧道共4 855座，其中嚴(yán)重漏水的有1 428座)。由于滲漏危害，嚴(yán)重地影響到鐵路隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和運(yùn)營安全。與鐵路隧道一樣，公路隧道、地下鐵道等交通地下工程因滲漏而影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、使用功能和運(yùn)營安全的現(xiàn)象普遍存在。因此，杜絕水對地下工程的危害，做好地下工程的防水是地下工程設(shè)計(jì)施工的重要課題。

2 國內(nèi)地下工程防水的發(fā)展

我國地下工程防水技術(shù)發(fā)展的基本狀況與特征是:隨著石油、化工、建材工業(yè)的快速發(fā)展和科技事業(yè)取得的成就，防水材料已從少數(shù)品種邁向多類型、多品種格局。合成高分子材料、高聚物改性瀝青材料、防水混凝土、聚合物水泥砂漿、水泥基防水層材料和各類堵漏、止水材料，已在各類防水工程中被廣泛應(yīng)用。防水設(shè)計(jì)從總體上肯定了遵循“防、排、截、堵，剛?cè)峤Y(jié)合，因地制宜，綜合治理”和堅(jiān)持“多道設(shè)防、多種材料復(fù)合使用”的原則，并總結(jié)了在不同類型工程中采用防排結(jié)合、材料防水與構(gòu)造防水結(jié)合、柔性防水材料與接縫密封材料互補(bǔ)并用等設(shè)計(jì)方法。施工技術(shù)和工藝裝備日趨成熟，基本上可以適應(yīng)各類新型防水材料的發(fā)展，掌握使用要求并進(jìn)行規(guī)范化作業(yè)。20世紀(jì)80年代制定的國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ 108-87地下工程防水技術(shù)規(guī)范和GBJ 208-83地下防水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范為設(shè)計(jì)、施工單位選取防水標(biāo)準(zhǔn)和防水方法提供了可遵循的依據(jù)和準(zhǔn)則。這些防水技術(shù)的發(fā)展，為提高地下工程的防水質(zhì)量和可靠性發(fā)揮了重要作用。

3 地下工程防水存在的問題

近幾年，隧道與地下工程得到迅速發(fā)展，工程質(zhì)量總體來看是好的，尤其是防水技術(shù)有了長足的進(jìn)步，滲漏工程有所減少。但是，從各行業(yè)、各地所修建的隧道與地下工程防水情況來看不容樂觀?，F(xiàn)就當(dāng)前隧道與地下工程防水存在主要問題及解決對策作一簡述。

3.1 防水體系問題

應(yīng)把隧道與地下工程防水視為一個系統(tǒng)工程，根據(jù)工程具體要求和情況，建立起完整的防水體系。將防水原則、防水設(shè)計(jì)、材料選擇、防水施工工藝、防水施工管理、防水施工隊(duì)伍選擇等都納入防水體系中。目前在這方面做的較欠缺，因而導(dǎo)致工程防水效果不理想。今后對每一個新上工程應(yīng)把防水視為重要組成部分，并建立起完整的防水體系。同時，從今后隧道與地下工程發(fā)展趨勢來看，復(fù)合防水是應(yīng)堅(jiān)持的方向，即以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主，在迎水面附加柔性防水層，形成一個剛?cè)峤Y(jié)合的防水防線。要做好復(fù)合防水必須從上述幾方面同時加強(qiáng)，才能取得良好的防水效果。

3.2 防水材料和施工方法選擇問題

新型防水材料和技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，為選擇提供了有利的條件和空間，但也使選擇增加了難度。今后選擇防水材料與技術(shù)時，應(yīng)堅(jiān)持先進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)合格并受到檢驗(yàn)后再采用。

3.3 隧道復(fù)合式防水層問題

當(dāng)前國內(nèi)地鐵、鐵路、公路等凡采用新奧法修建的隧道多采用復(fù)合式襯砌，防水層多為厚0.8 mm LDPE板或EVA板，以及厚1.0 mm～1.2 mm ECB板，也有采用厚1.0 mm PE板或與無紡布復(fù)合在一起的PVC板，只有少數(shù)工程采用橡膠板。工程實(shí)踐證明，采用LDPE板、EVA板或ECB板做防水層，防水效果較好。存在的主要問題是:1)防水板鋪設(shè)不牢，板間接縫欠嚴(yán)密;2)防水板易受損，尤其是被鋼筋戳破，修補(bǔ)又未跟上;3)角隅處焊縫多采用手工焊接，焊接工藝較差。為此，今后進(jìn)行防水板鋪設(shè)時，必須嚴(yán)格施工工藝，認(rèn)真檢查熱合機(jī)使用電源電壓，這樣就能保證鋪設(shè)牢固;同時可在鋼筋兩端加1個與鋼筋直徑相同、長20 mm～30 mm的塑料護(hù)套，即可起到對防水板保護(hù)作用，防止被鋼筋戳破;提高工人技術(shù)水平，可解決防水板角隅處焊縫嚴(yán)密問題。

3.4 結(jié)構(gòu)自防水問題

1)以高強(qiáng)度混凝土代替防水混凝土。不少工程設(shè)計(jì)誤認(rèn)為混凝土強(qiáng)度等級越高，其防水性能越好。實(shí)際上由于高強(qiáng)度混凝土的配制不符合防水混凝土的配制原則，水泥用量偏高，致使混凝土收縮增大，出現(xiàn)裂縫，造成滲漏。因此，需要防水的工程，結(jié)構(gòu)混凝土必須用防水混凝土。防水混凝土抗壓、抗?jié)B等級應(yīng)根據(jù)工程具體情況及要求合理確定，外加劑選擇要慎重，混凝土配制要科學(xué)。2)混凝土施工質(zhì)量問題。防水混凝土施工管理不嚴(yán)，造成混凝土漏搗、漏振，產(chǎn)生蜂窩、麻面;計(jì)劃不周，造成混凝土灌注中出現(xiàn)“冷縫”，隧道初期支護(hù)侵入限界，導(dǎo)致二次襯砌混凝土厚度減薄，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;模板拉緊螺栓無防水措施，導(dǎo)致跑模、跑漿;對混凝土施工縫，尤其是水平施工縫清理不凈，未按規(guī)范進(jìn)行處理即灌注混凝土等。上述幾方面問題造成混凝土施工質(zhì)量差，結(jié)構(gòu)自防水失效。因此，對于要求結(jié)構(gòu)自防水的隧道與地下工程，防水設(shè)計(jì)必須對混凝土施工嚴(yán)格管理，切實(shí)按規(guī)范和制訂出的詳細(xì)工藝進(jìn)行施工。

3.5 附加防水層問題

附加防水層選擇未能結(jié)合工程具體情況，導(dǎo)致防水層未能達(dá)到應(yīng)有的防水效果。因此，一定要根據(jù)工程要求、特點(diǎn)及所處位置、環(huán)境、條件，因地制宜選擇附加防水層。

3.6 變形縫(伸縮縫、沉降縫)及施工縫問題

目前，變形縫仍多用橡膠或塑料內(nèi)置式止水帶，內(nèi)側(cè)設(shè)彈性密封膏嵌縫。施工縫有構(gòu)造做法或材料做法或構(gòu)造材料合一做法?？傮w來看多數(shù)工程防水效果較好，但也存在以下問題:1)內(nèi)置式止水帶固定不牢，灌注混凝土?xí)r被移位、變形，起不到止水效果;接頭處理不嚴(yán)格未能形成“交圈”，起不到防水作用;在接縫處，外露部分止水帶損壞等。2)施工縫留的不平整，構(gòu)造施工縫尺寸不對，接縫處清理不干凈，遇水膨脹橡膠止水條受水浸泡而膨脹失效等。今后對變形縫做法應(yīng)進(jìn)一步探討，宜按照“多道設(shè)防”原則選用合適材料及做法;由于施工縫數(shù)量多，故應(yīng)高度重視。曾有學(xué)者赴日對青涵海底隧道考察時，發(fā)現(xiàn)其隧道施工縫除按常規(guī)方法處理外，還在施工縫處預(yù)留嵌縫槽，日后萬一漏水，即可在預(yù)留槽中處理，而不另剔槽，其作法值得借鑒。

4 地下工程防水發(fā)展的若干意見

1)重視結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)。地下工程應(yīng)突出結(jié)構(gòu)自防水的主導(dǎo)地位，各種類型的加強(qiáng)防水層應(yīng)視工程重要程度設(shè)置。搞好混凝土結(jié)構(gòu)自防水，是造價低、施工快、質(zhì)量有保證的重要手段。結(jié)構(gòu)自防水還必須按照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定施工，原材料質(zhì)量和配合比符合要求，機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗，并且處理好商品混凝土長途運(yùn)輸?shù)奶涠葥p失及二次攪拌問題，連續(xù)澆筑，做好細(xì)部構(gòu)造，才能確保結(jié)構(gòu)自防水的效果。2)提高材料的耐久性水平。特別是從鼓勵新材料、新技術(shù)的創(chuàng)新、滿足隧道及地下工程更高的防水要求的角度出發(fā)，在現(xiàn)有各方面的檢測標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，建立和完善適合于隧道及地下工程防水的耐久性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與檢測方法。3)推行工程質(zhì)量保證期制度。以施工單位為主體，在實(shí)行防水工程專業(yè)承包或?qū)I(yè)化施工的前提條件下，對各類防水工程推行質(zhì)量保證期制度。加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工的配合尤為重要，設(shè)計(jì)單位在制定防水方案與選用材料方面應(yīng)尊重施工單位的意見。

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