地下工程防水技術的發展及存在問題

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境中修建的結構物，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，使工程產生病害，輕者影響使用功能，嚴重者使整個工程報廢，造成巨大的經濟損失和嚴重的社會影響。如我國既有鐵路隧道中，由于防排水工程存在問題，有相當一部分隧道存在漏水現象，其中不少隧道漏水嚴重［1］(截至1995年末，已交付運營的隧道共4 855座，其中嚴重漏水的有1 428座)。由于滲漏危害，嚴重地影響到鐵路隧道的結構穩定和運營安全。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構穩定、使用功能和運營安全的現象普遍存在。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計施工的重要課題。

2 國內地下工程防水的發展

我國地下工程防水技術發展的基本狀況與特征是:隨著石油、化工、建材工業的快速發展和科技事業取得的成就，防水材料已從少數品種邁向多類型、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用。防水設計從總體上肯定了遵循“防、排、截、堵，剛柔結合，因地制宜，綜合治理”和堅持“多道設防、多種材料復合使用”的原則，并總結了在不同類型工程中采用防排結合、材料防水與構造防水結合、柔性防水材料與接縫密封材料互補并用等設計方法。施工技術和工藝裝備日趨成熟，基本上可以適應各類新型防水材料的發展，掌握使用要求并進行規范化作業。20世紀80年代制定的國家標準GBJ 108-87地下工程防水技術規范和GBJ 208-83地下防水工程施工及驗收規范為設計、施工單位選取防水標準和防水方法提供了可遵循的依據和準則。這些防水技術的發展，為提高地下工程的防水質量和可靠性發揮了重要作用。

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展，工程質量總體來看是好的，尤其是防水技術有了長足的進步，滲漏工程有所減少。但是，從各行業、各地所修建的隧道與地下工程防水情況來看不容樂觀。現就當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

應把隧道與地下工程防水視為一個系統工程，根據工程具體要求和情況，建立起完整的防水體系。將防水原則、防水設計、材料選擇、防水施工工藝、防水施工管理、防水施工隊伍選擇等都納入防水體系中。目前在這方面做的較欠缺，因而導致工程防水效果不理想。今后對每一個新上工程應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展趨勢來看，復合防水是應堅持的方向，即以混凝土結構自防水為主，在迎水面附加柔性防水層，形成一個剛柔結合的防水防線。要做好復合防水必須從上述幾方面同時加強，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的不斷涌現，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時，應堅持先進行試驗，經試驗合格并受到檢驗后再采用。

3.3 隧道復合式防水層問題

當前國內地鐵、鐵路、公路等凡采用新奧法修建的隧道多采用復合式襯砌，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板或與無紡布復合在一起的PVC板，只有少數工程采用橡膠板。工程實踐證明，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)防水板鋪設不牢，板間接縫欠嚴密;2)防水板易受損，尤其是被鋼筋戳破，修補又未跟上;3)角隅處焊縫多采用手工焊接，焊接工藝較差。為此，今后進行防水板鋪設時，必須嚴格施工工藝，認真檢查熱合機使用電源電壓，這樣就能保證鋪設牢固;同時可在鋼筋兩端加1個與鋼筋直徑相同、長20 mm～30 mm的塑料護套，即可起到對防水板保護作用，防止被鋼筋戳破;提高工人技術水平，可解決防水板角隅處焊縫嚴密問題。

3.4 結構自防水問題

1)以高強度混凝土代替防水混凝土。不少工程設計誤認為混凝土強度等級越高，其防水性能越好。實際上由于高強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，出現裂縫，造成滲漏。因此，需要防水的工程，結構混凝土必須用防水混凝土。防水混凝土抗壓、抗滲等級應根據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。2)混凝土施工質量問題。防水混凝土施工管理不嚴，造成混凝土漏搗、漏振，產生蜂窩、麻面;計劃不周，造成混凝土灌注中出現“冷縫”，隧道初期支護侵入限界，導致二次襯砌混凝土厚度減薄，達不到設計要求;模板拉緊螺栓無防水措施，導致跑模、跑漿;對混凝土施工縫，尤其是水平施工縫清理不凈，未按規范進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量差，結構自防水失效。因此，對于要求結構自防水的隧道與地下工程，防水設計必須對混凝土施工嚴格管理，切實按規范和制訂出的詳細工藝進行施工。

3.5 附加防水層問題

附加防水層選擇未能結合工程具體情況，導致防水層未能達到應有的防水效果。因此，一定要根據工程要求、特點及所處位置、環境、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置式止水帶，內側設彈性密封膏嵌縫。施工縫有構造做法或材料做法或構造材料合一做法。總體來看多數工程防水效果較好，但也存在以下問題:1)內置式止水帶固定不牢，灌注混凝土時被移位、變形，起不到止水效果;接頭處理不嚴格未能形成“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進一步探討，宜按照“多道設防”原則選用合適材料及做法;由于施工縫數量多，故應高度重視。曾有學者赴日對青涵海底隧道考察時，發現其隧道施工縫除按常規方法處理外，還在施工縫處預留嵌縫槽，日后萬一漏水，即可在預留槽中處理，而不另剔槽，其作法值得借鑒。

4 地下工程防水發展的若干意見

1)重視結構自防水技術。地下工程應突出結構自防水的主導地位，各種類型的加強防水層應視工程重要程度設置。搞好混凝土結構自防水，是造價低、施工快、質量有保證的重要手段。結構自防水還必須按照《地下工程防水技術規范》的規定施工，原材料質量和配合比符合要求，機械攪拌、機械振搗，并且處理好商品混凝土長途運輸的坍落度損失及二次攪拌問題，連續澆筑，做好細部構造，才能確保結構自防水的效果。2)提高材料的耐久性水平。特別是從鼓勵新材料、新技術的創新、滿足隧道及地下工程更高的防水要求的角度出發，在現有各方面的檢測標準的基礎上，建立和完善適合于隧道及地下工程防水的耐久性技術標準與檢測方法。3)推行工程質量保證期制度。以施工單位為主體，在實行防水工程專業承包或專業化施工的前提條件下，對各類防水工程推行質量保證期制度。加強設計與施工的配合尤為重要，設計單位在制定防水方案與選用材料方面應尊重施工單位的意見。

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