隧道工程中水性滲透結晶型防水材料的應用研究

孫 毅， 趙 勇， 張頂立 (. 中國鐵路經濟規(guī)劃研究院 博士后科研工作站， 北京 00038；. 北京交通大學 城市地下工程教育部重點實驗室，北京 00044)

隧道工程在施工與運營階段都會受到水環(huán)境的影響，過量的水不但妨礙了隧道的正常使用，還加速了混凝土的劣化與內部鋼筋的銹蝕[1]，甚至于威脅到隧道的使用壽命與安全[2]。含有混凝土材料的初襯、二襯結構在承載過程中都會或多或少產生裂紋與裂縫，可以說它們是無法完全杜絕的，而滲流的路徑恰恰是由這些微小的裂紋與裂縫提供的，有的甚至進一步發(fā)展成為透水的管路。隧道的初期支護一般而言不專門做防水處理，大多數(shù)隧道采用多道防水措施的防水系統(tǒng)，初襯與二襯間的防水板是整個防水系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，其施工質量決定了隧道防水系統(tǒng)的成敗[3]。傳統(tǒng)的防水材料常由于接茬不嚴、局部黏結或焊接失效、壓磨破損等原因難以隔絕圍巖中水流浸入，加之施工縫未采用專門防排水措施或防排水措施不過關等原因造成了隧道局部的滲漏水問題[4]。

在隧道滲漏水病害的治理方面常用的處理手段無外乎表面涂抹、鑿孔注漿、破除重筑。表面涂抹法的弊端在于對材料的混凝土滲透能力、黏結性能要求高，由于多數(shù)防水材料不能與混凝土發(fā)生化學反應形成分子層面的連接，只能形成殼衣式的包裹，待到襯砌周圍水壓升高時極易發(fā)生失效。鑿孔注漿法的缺點是對襯砌結構的整體性有所損壞，其在造孔過程中難免出現(xiàn)切割鋼筋、擊穿既有防水板等問題。此外，其滲透壓力也需要特別控制，避免因淺層注漿壓力過大發(fā)生襯砌的鼓脹破壞。破除已經發(fā)生滲漏的二次襯砌重新進行模筑是治理的終極手段但費時費工，造價較前兩者都大。水性滲透結晶性材料的出現(xiàn)為解決這些問題提供了新的思路，本文從該材料的抗?jié)B反應機理出發(fā)全面討論其在隧道工程中應用的前景。

1 水性滲透結晶性材料的抗?jié)B機理

水泥材料在隧道的建設過程中的使用量十分可觀，無論是初期支護中的噴射混凝土、二次襯砌中的模筑混凝土或是注漿加固中的漿液都離不開他的參與。對水泥材料的組分研究已經十分成熟，從本質上來說混凝土的強度主要依賴于C—S—H水化硅酸鈣膠體、C—A—H水化鋁酸鈣膠體以及其他類似水化膠體的形成與結晶[5]。事實上除了C—A—H反應迅速之外，混凝土內部在混凝土初凝后仍一直在進行著緩慢的C—S—H水合反應，這種反應在自然狀況下無法完全進行，總有大量游離的Ca2+(少量[SiO4]4-、[Al(OH)2]-)。一般來說水泥的水化反應主要有以下4種方式:

( 1 )

( 2 )

( 3 )

( 4 )

式( 3 )、式( 4 )的反應是在有石膏的前提下進行的，若在純水中進行結果稍有不同但生成的物質大致類似，可以發(fā)生轉化不再贅述。從上面的反應式不難看出整個水泥的水化反應都是在Ca(OH)2的飽和溶液中進行的，過程中還會伴隨著大量游離的CaO。然而從相關學者的研究中不難看出各類生成物中Ca(OH)2、CaO對混凝土的強度貢獻非常少[6-7]，因此各類滲透結晶性的抗?jié)B材料都設法通過加入某些活性離子去與這些游離的Ca2+進行反應，將其轉化成不溶于水的晶體，從而達到填補空隙的目的。

1.1 活性物質的反應原理

首先之所以被稱為水性或水基滲透結晶型材料是因為該材料親水性好，易溶于水且常溫下處于液態(tài)，流動性極佳可以進行噴灑作業(yè)。其次是防水劑與活性催化劑的概念，其中防水劑也就是滲透結晶型材料的主要反應物，作用是生成含Ca的沉淀物。活性催化劑的作用則是加快或減緩這一過程，其特征之一就是反應前后自身的含量并不發(fā)生變化，具體原理將在下面展開說明。

本文研究的水性滲透結晶性材料是一種以水玻璃Na2SiO3為主防水劑的材料，其典型反應式為

Na2SiO3+Ca(OH)2→CaSiO3↓+2NaOH

( 5 )

式中:CaSiO3會進一步形成晶體，該過程與式( 1 )、式( 2 )類似，還需指出的是這部分結晶反應速度快、消耗量也很大，單純依靠防水劑只能在混凝土表面起到一定作用，無法深入各種縫隙，也無法解釋二次抗?jié)B原理，因此必然存在其他活性物質的參與。事實上該類產品中摻入的活性物質各廠商不盡相同且都未公布具體的化學式。從已有的研究來看[8-10]這些活性物質大都離不開與游離的Ca2+離子發(fā)生絡合陰離子，且這種陰離子大都含有機基團，本文暫用[C—H—X]2-來代表這一類陰離子，可給出其絡合-沉淀-解離反應的基本流程，見圖1。

上面的反應顯示：正是由于Ca2+鈣離子絡合物的存在減緩了防水劑快速的水化反應。該物質在化學勢梯度、布朗運動、干粒子反應等驅動力的作用下不斷向著混凝土內部擴散，待到活性陰離子[C—H—X]2-的濃度下降時Ca2+再次被SiO32-奪取生成穩(wěn)定的C—S—H晶體。整個過程中[C—H—X]2-含量守恒。前面提到的有機基團的另一個功能就是在主反應的沉淀物生成后形成非極性的有機基團排列向外形成憎水層進一步起到防水的作用。

從上面的介紹也可以看出陰離子[C—H—X]2-能夠帶走Ca(OH)2中的Ca2+，最終將Ca2+沉淀，從而增加了混凝土的密實度，使得后續(xù)的滲水量減少，進一步減少了混凝土中的各種材料的流失?？梢哉f

這種中間絡合產物在整個水性滲透結晶材料與水泥發(fā)生反應的過程中起到了關鍵性的作用，使得材料的抗?jié)B性能得到平穩(wěn)、充分、深入地發(fā)揮，這也是各廠商的技術關鍵所在。

1.2 SEM分析涂層基體的結晶情況

為了更好地展示水性滲透結晶材料的抗?jié)B原理，現(xiàn)將混凝土用水性滲透結晶抗?jié)B材料(壁驅水CS1000)涂抹，并對涂抹前后的效果進行電競掃描，以觀察其生成的產物，見圖2。

圖2(a)中是未涂抹水性滲透結晶材料的原始混凝土微觀結構，由于該混凝土試樣已完成養(yǎng)護水化反應進入末期，其中C—S—H的層狀結構較為明顯，此外還可以看到不少的塊狀晶體(形狀接近六面薄片)疑似Ca(OH)2。圖2(b)是經過涂抹材料后混凝土顯微結構，圖示可知經歷絡合-沉淀-解離反應的材料表面處生成了大量的針狀不溶物形狀與徐明根[10]、曾昌洪[11]等的研究成果一致，這些物質基本上填充滿了混凝土原有的裂隙與孔洞。整體來說SEM分析形象地驗證了抗?jié)B結晶材料的抗?jié)B物理過程，但生成物中少量塊狀、細管狀晶體的具體成分仍難以確定,有待進一步的化學分析。

1.3 二次結晶的意義

從水性滲透結晶型防水劑的抗?jié)B機理分析可知，其材料主要成分就是我國早已普遍使用的防水劑，因此，二次抗?jié)B不是其所獨有，其他防水劑如硅酸鈉、硅粉等也具有少許該性能。但二次抗?jié)B的效果大小并不完全取決于防水劑，還與催化劑、混凝土基層的含水率、水泥水化程度、水化物含量有關[12]。各類滲透結晶型防水劑的主要特點還是引入了催化劑。水性滲透結晶型防水劑二次結晶抗?jié)B的先決條件是混凝土裂縫中暫時無自由水的存在，且抗?jié)B材料停止反應與擴散活動。在此前提下各種材料呈現(xiàn)為各自相應的晶體狀態(tài)，而當空洞縫隙中再次充滿水時上面所敘述的反應將被激活繼續(xù)平穩(wěn)地生成相應的沉淀物。

結合前面關于反應機理的研究，本文認為二次結晶含義有兩層：第一層是當水再次充滿裂隙與各種通道時以殘余防水劑為主的水化沉淀反應再次發(fā)生，繼續(xù)生成晶體堵塞過水通道；第二層是即使防水劑部分已經完全被消耗殆盡，前面所提到的絡合陰離子[C—H—X]2-亦可以與游離的Ca2+進行反應生成絡合物晶體并繼續(xù)堵塞空隙，這一步里[C—H—X]2-反應物的角色大于催化劑角色。對于降水受季節(jié)影響明顯的區(qū)域而言，隧道滲漏水病害往往存在周期性變化[13]，該材料的預防、儲備優(yōu)勢明顯大于其他一次性抗?jié)B材料，意義重大。

1.4 地下水對隧道工程滲漏水治理的影響

從上面的介紹可知襯砌混凝土中的Ca(OH)2含量是非常充裕的，然而該物質的存在并未給混凝土的強度帶來多少提升，反而常常由于其自身的溶解或分解造成了混凝土微觀的損傷與開裂進而減弱了整體強度。地下水對襯砌結構的負面影響主要是溶解Ca(OH)2晶體，這不僅導致混凝土的成分流失與強度降低而且形成了更多的微觀空隙，進一步增加了滲漏水量和鋼筋的腐蝕程度。但其也有積極的方面，首先適量的水是完成滲透結晶反應的前提和載體，其次由于各地區(qū)地下水中所含的離子差異較大，其中不乏富含Ca2+、Mg2+、Fe3+等陽離子的地域，因此在適當?shù)暮壳疤嵯掠行┥踔量梢源龠M滲透結晶反應并生成相應的沉淀物，如2MgO·3SiO2·nH2O等。

2 混凝土抗?jié)B性能的改良效果評價

在隧道工程中初期支護、二次襯砌都會面臨滲漏水的問題，尤其是初期支護，考慮到其構成材料中噴射混凝土占了很大的比重，而這種材料的抗?jié)B性能非常不穩(wěn)定，在此應用水性滲透結晶材料對其進行改良，并以同樣配比的模筑混凝土改良效果作為對比進行綜合評價。其中抗?jié)B材料依然選用壁驅水CS1000型。

2.1 試驗準備

試驗試塊共分四組，分別為噴射混凝土(未涂抹抗?jié)B材料)、模筑混凝土(未涂抹抗?jié)B材料)、噴射混凝土(涂抹抗?jié)B材料)、模筑混凝土(涂抹抗?jié)B材料)。配制模筑混凝土試件按表1進行。

表1 混凝土試件的配合比

用機械拌合混凝土，震動搗實合成型后，制作(φ175×φ185×150)mm圓臺形混凝土抗?jié)B標準試件12個，其中6個為基準試件，6個為涂刷試件。配置噴射混凝土直接從施工現(xiàn)場取樣(配比相同)，試件數(shù)量與模筑混凝土相同。取6個試件成型后24 h拆模，在標準條件下養(yǎng)護至28 d備用；另外6個試驗用試件成型后24 h拆模，待表面晾干后，在需要進行防水處理的試件背水面朝上涂刷試樣，涂量控制在0.25～0.35 kg/m2，涂抹完成后在標準試驗條件下養(yǎng)護至3 d之后，將涂層混凝土浸在深度為試件高度3/4的水中養(yǎng)護(涂層面不浸水)，繼續(xù)在標準試驗條件下養(yǎng)護至28 d備用(前后共養(yǎng)護28 d)。

需要注意的是，在制備試塊時盡量采用醫(yī)用注射器(塑料材質)對抗?jié)B材料用量進行精確控制，見圖3。整個過程分2～3次涂抹，每次涂抹需等涂抹層手觸發(fā)干時進行下次涂抹。待到養(yǎng)護完成后分組進行抗?jié)B試驗，試驗過程嚴格遵循文獻[14]的相關規(guī)定。

2.2 抗?jié)B效果評定方法

試驗中每級加載完成后應保持8 h恒水壓，在此期間出現(xiàn)圖4所示的狀態(tài)時即可判定為時間滲透失效。試塊混凝土的抗?jié)B等級應以每組6個試件中有3個試件未出現(xiàn)滲水時的最大水壓力確定。混凝土的抗?jié)B等級計算式為

P=10H-1

( 6 )

式中：P為混凝土抗?jié)B等級；H為6個試件中有3個試件滲水時的水壓力，MPa。

2.3 抗?jié)B效果對比分析

本次試驗分別選用2.1節(jié)配比的混凝土材料進行了噴射注模、搗實注模兩種方法制作了若干試塊進行比較。就噴射注模的標準混凝土而言其自身抗?jié)B能力為0，即試驗中試塊均在0.1 MPa時發(fā)生了嚴重的滲漏水現(xiàn)象；在涂抹試劑后抗?jié)B能力達到1，即在試驗中多個試塊均在0.2 MPa時發(fā)生滲透失效；注?；炷疗渥陨砜?jié)B能力為2，即在試驗中試塊均在0.3 MPa時發(fā)生了嚴重的滲漏水現(xiàn)象；在涂抹試劑后抗?jié)B能力達到5，即在試驗中多個試塊均在0.6 MPa時才發(fā)生滲透失效。

根據(jù)上文關于抗?jié)B要求的論述易知：混凝土的抗?jié)B性能改良不僅取決于抗?jié)B試劑的成分和用量，更與其自身的細觀結構、水泥含量等因素密切相關。表2顯示出在混凝土配比相同的前提下模筑混凝土的抗?jié)B能力高于噴射混凝土，其抗?jié)B能力的提升空間也大于噴射混凝土。原因在于噴射混凝土的細觀空間結構要比模筑混凝土稀疏的多[15]，事實上空隙中水的流速大于材料的擴散速度時將阻礙材料的逐水擴散作用甚至被沖刷流失，即使能形成部分晶體，考慮到其直徑遠小于過水的通道也難以發(fā)揮有效的堵塞作用。

表2 混凝土試塊抗?jié)B性能測試結果

3 抗?jié)B材料對混凝土強度的影響及施作時機建議

隧道工程的開挖過程中的圍巖壓力在隧道掌子面挖除后的一段時間內集中釋放，后期則較為平穩(wěn)[16]，該階段噴射混凝土是重要的支護手段之一[17]。在支護過程中噴射混凝土不僅要對開挖后裸露的圍巖進行包裹支撐，還要對型鋼拱架與格柵拱架的空隙進行填充，使其與圍巖緊密貼合，從而提高結構整體的承載能力。這就要求初支護階段的混凝土能夠盡可能的提供高的初期強度[18]。因此不能對強度產生負面影響就成為了各種抗?jié)B材料使用的前提條件。

考察水性滲透結晶材料對混凝土強度的影響，需根據(jù)材料加入混凝土的時間將其分為試塊養(yǎng)護完成后涂抹試劑、試塊制作過程中摻入試劑2組。定義Sp為抗?jié)B材料占水泥材料的質量百分比，為了保證對比試驗的可靠性，分別以上面兩種方法配制到兩組混凝土立方體試塊中，其尺寸均為100 mm×100 mm×100 mm，兩組中Sp均為0%、0.5%、0.8%、1.2%、1.5%(見圖5)。將上述試塊進行標準養(yǎng)護28 d后，進行強度試驗，其中混凝土的配比與表1相同。

3.1 強度換算標準

混凝土立方體試塊抗壓強度fcu的計算式為

fcu=F/A

( 7 )

式中：F為抗壓極限荷載，kN；A為受壓面積，mm2。

根據(jù)規(guī)定，試驗以每組3個試件測值的算術平均值為測定值，如任何一個測值與平均值的差超過平均值的15%時，則取中值為測定值；若有兩個測值的差值均超過上述規(guī)定時，則該組試驗結果無效，試驗結果精確至0.1 MPa。

混凝土抗壓強度試驗中立方體試塊的標準尺寸為150 mm×150 mm×150 mm，對于本試驗的試塊，計算結果應乘以抗壓強度換算系數(shù)0.95。

3.2 強度試驗結果及討論

根據(jù)上面的試驗設計進行強度測試后，各組試塊的強度結果呈現(xiàn)以下規(guī)律：

第一組試驗顯示混凝土試塊經過28 d的充分水化反應后，再進行表面的涂抹時涂量的大小對強度影響很小，各組試驗結果波動性也不大，其方差約為0.49，具體結果見表3。

表3 第一組混凝土試塊抗壓強度試驗結果

第二組試驗的混凝土試塊在制備過程中需在先將水性滲透結晶性材料進行稀釋后與水泥、砂石料等拌合，否則其將迅速與水泥發(fā)生反應影響試塊的制成。其試驗結果顯示在水化反應發(fā)生之前就加入抗?jié)B材料，對混凝土試塊的28 d強度有明顯的負面影響，具體結果見表4。

對表3與表4的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進行整理可知混凝土單軸抗壓強度與水性滲透結晶型材料含量的關系，見圖6。

表4 第二組混凝土試塊抗壓強度試驗結果

從試驗結果來看已經基本完成水化反應的混凝土與抗?jié)B材料接觸會進一步生成沉淀物增加混凝土的致密性，而增加的這部分致密性是應該是通過奪取對混凝土強度貢獻極小的Ca(OH)2等產物的Ca2+離子實現(xiàn)的，但這部分生成物的強度并不大。若材料直接參與水化反應則會影響效成分：C—S—H水化硅酸鈣膠體、C—A—H水化鋁酸鈣膠體的生成量，從而影響混凝土試塊的整體強度。

將圖6中兩組數(shù)據(jù)的散點進行擬合，可得到相應的擬合式為

S=0.26C+40.7

( 8 )

S=8.51e(-C/0.374)+32.76

( 9 )

式中：S為單軸抗壓強度，MPa；C為抗?jié)B材料含量。

式( 8 )所代表的第一組試驗結果顯示：抗?jié)B材料的含量增大可以小幅提升混凝土強度，C與S的關系基本為水平線性。其原因在于抗?jié)B材料的結晶作用增加了部分混凝土的密實性，但其數(shù)量有限不能帶來大的提升。式( 9 )所代表的第二組試驗結果顯示：隨著抗?jié)B材料的增多混凝土的強度逐步下降并在含量達到0.8%時出現(xiàn)拐點，即強度稍許恢復但仍呈現(xiàn)降低的態(tài)勢?？梢远ㄐ缘卣J為混凝土強度與水性滲透結晶型材料含量為負相關關系。事實上在隧道工程中混凝土尤其是噴射混凝土的強度下降是不可接受的，這有悖于噴射混凝土材料利用其早期強度高、硬化快的特點來控制圍巖變形的初衷?？紤]到硬化水泥漿體的性質大多是由水化早期決定的[19]，因此該類材料應至少在混凝土完成達到初凝后再進行噴涂施作。

4 抗?jié)B材料在前山隧道滲漏水治理工程中的應用

前山隧道位于合福高速鐵路武夷山站附近，該隧道區(qū)域內地表水系發(fā)達，深埋段基巖裂隙水為主，淺部殘坡積層賦存松散巖類孔隙水。隧道在完成二次襯砌澆筑后，洞內出現(xiàn)了多處滲、漏水現(xiàn)象，尤其是洞口圍巖變化段最為嚴重。相關單位在隧道全線貫通前集中進行了整治，其中部分區(qū)域應用了水性滲透結晶型防水材料取得了很好的抗?jié)B、補漏效果。

4.1 DK550+180左側綜合洞室滲漏水治理

該位置有兩處滲漏水點，第一處在拱頂中心，其出水量較大，現(xiàn)場處理中心出水點，面積約0.2 m2，處理后效果較明顯，但四周仍有少許濕漬，掛水滴。

滲漏水原因：原有立模木塊在施工結束后被澆筑入洞室襯砌內。由于木塊體積較大且與富水巖層相近，再加上其與混凝土膠結不實，逐漸形成了滲漏水的路徑，隨著木塊水漲、腐蝕在拱頂處形成了較為嚴重的漏水病害，尤其是雨季常常漏水掛線，嚴重威脅著洞室內的電氣設備使用安全。

處理步驟：

Step1電鉆開鑿取出木塊，進行引流降低水頭；

Step2用速凝型堵漏寶處理開鑿槽體表面；

Step3制作水泥砂漿并拌合水性滲透結晶型防水材料(該處對強度不作要求)；

Step4回填水泥砂漿并立模保護。

具體效果見圖7。

第二處靠近洞口側，墻底部滲水面積約0.12 m2,處理后效果較佳，無濕漬及水印。

滲漏水原因：與拱頂處類似，都是模筑混凝土內夾雜施工殘留方木導致滲水，但由于其位置較低，且地面排水槽設計出水量無法滿足超量漏水，以至于地面低洼處出現(xiàn)了成片的倒淤積水，混凝土結構侵蝕嚴重，水中已經出現(xiàn)了大量混凝土中析出的Ca(OH)2白色不溶物。

處理步驟同上，具體效果見圖8。

4.2 DK550+100左側邊墻水印處理

該處左側側溝頂部上部邊墻出現(xiàn)了針眼式滲水，面積約0.8 m2，處理前采用水清洗，再進行藥劑噴灑，處理后水印濕漬消失。

滲漏水原因：該位置受力較為復雜，襯砌結構難免出現(xiàn)縱向的微裂紋，且襯砌背后防水板可能已經被破壞并形成了漏水的路徑，因此滲流點均沿隧道縱向排列，該處滲漏水量小但是面積分布較大，不能滿足驗收要求。

處理步驟：

Step1清理邊墻表面；

Step2配置水性滲透結晶型防水材料；

Step3進行抗?jié)B材料的噴灑覆蓋(噴灑面積略大于滲水面積)。

具體效果見圖9。

4.3 DK548+230底板滲水處理

該位置臨近隧道底板的環(huán)向接縫，長度約1.5 m，清潔表面淤水后迅速噴灑抗?jié)B材料，處理后出水量逐漸減少直至干燥。

滲漏水原因：滲漏水節(jié)點位于拱底且靠近軌道板接縫處，其環(huán)向四周均無其他滲漏水節(jié)點，因此水壓較大。整澆軌道板與仰拱澆筑存在裂縫，雖然不影響結構安全但由于地面軌道板沿線出現(xiàn)了較大面積的潤濕，無法通過驗收。

處理步驟：

Step1清潔淤水區(qū)域，尋找可疑的裂縫；

Step2配置水性滲透結晶型防水材料；

Step3集中噴灑可疑區(qū)域。

具體效果見圖10。

4.4 水性滲透結晶型防水材料應用特點

通過前山隧道滲漏水處理工程的應用，可以總結出水性滲透結晶型防水劑的一些應用特點：

(1) 該材料可修補外墻的細裂紋，但基本上不改變其外觀。防水劑滲入接縫處的水泥層，密實毛細孔，從而達到了阻止?jié)B漏的目的。使用該材料后，由于發(fā)生化學反應而滲出NaOH等堿性液體(失水干燥后呈現(xiàn)為白色覆蓋物)，因此可以不時用水沖刷干凈由此進一步加快反應速度。從滲漏水的處理方法與結果來看，有明水徑流的病害處應先經行開鑿堵漏等初步處理，然后再加入水基滲透結晶材料提高水泥砂漿的水化凝結速度，處理部位的混凝土恢復干燥狀態(tài)的時間約為1周且伴有明顯的深色痕跡；大面積潤濕以及針眼式的滲流可以通過直接噴灑或涂抹的方式進行處理，處理部位變干的時間約為48 h，其顏色與周圍襯砌無明顯區(qū)別。

(2) 由于水性滲透結晶抗?jié)B材料進入混凝土裂隙需要水的媒介作用，而且相關活性材料與混凝土襯砌裂縫中的Ca(OH)2反應生成晶體也需要水的參與。因此，治理過程需要提供濕潤環(huán)境，但不能出現(xiàn)明水以防材料沖刷流失。其保濕養(yǎng)護可以采用噴霧或覆蓋的方式，本文現(xiàn)場試驗在南方地區(qū)(武夷山)隧道中進行，富水環(huán)境較好且空氣濕度有保障，所以無需特殊養(yǎng)護作業(yè)，其他地域環(huán)境應因地制宜選擇養(yǎng)護方式。

(3) 從處理過程還可以看出隧道工程的滲漏水處理方式與其他建筑工程有著明顯的不同。以DK550+180的處理為例，在空間上應先處理拱頂再轉向邊墻滲漏水點，否則拱頂處的水頭會在下部漏水點停止?jié)B漏之后升高為下一步處理帶來困難；在水頭較大的地方應先進行開鑿引流處理來降低水頭，否則材料藥劑無法附著，嚴重影響處理效果。實際上由于隧道特別是山嶺隧道水系發(fā)達，滲漏水處理效果往往差強人意，甚至會出現(xiàn)治理一部分，轉移一部分的現(xiàn)象。從治理經驗上來說還是應該盡量利用既有的防排水系統(tǒng)，以排為主，排堵結合。出現(xiàn)滲漏水點需因地制宜選擇治理方法，不應貿然地認為該類產品擁有微觀和宏觀的雙重功效，畢竟，該類防水劑產生的“結晶體”的單晶長度仍處于納米級[20]至于其這些晶體堆積物能堵塞多么寬的裂縫，還沒有絕對的答案。

5 結論

水性滲透結晶型防水材料由于流動性極佳便于向裂隙內部滲透，可以直接用于極為細小的不宜進行灌漿的裂縫修復，并且由于具有水硬性可以二次甚至多次結晶增加了混凝土材料的自我修復功能。通過本文的材料反應機理研究與實際工程應用形成了以下主要結論：

(1) 水性滲透結晶型防水材料由兩部分構成，其中防水劑主成分為Na2SiO3、催化劑有效成分含有一種絡合陰離子[C—H—X]2-。該材料的抗?jié)B功能主要依靠絡合-沉淀-解離過程來實現(xiàn)。利用試塊的電鏡掃描可以驗證相關產物。

(2) 通過對比試驗發(fā)現(xiàn)：由于細觀結構松散，噴射混凝土的原始的抗?jié)B性能與涂抹試劑后的抗?jié)B性能均低于相同配比的模筑混凝土。使用水性滲透結晶型防水材料可以增加混凝土的密實性，但效果有限。

(3) 結合水性滲透結晶型防水材料的基本反應原理，可以解釋該材料作為摻合料時對混凝土強度產生負面影響的原因，本文認為這類材料至少應當在水泥完成初凝后進行施作。這樣一來既不會影響支護結構的強度又能很好地保證抗?jié)B效果。

(4) 武夷山前山隧道的部分典型滲漏水病害處理驗證了水性滲透結晶型防水材在隧道工程應用的可行性與可靠性。在此基礎上總結了相關治理經驗，可以為類似工程提供參考。

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