地下工程防水论文

我国地下工程防水材料及技术标准综述摘要：地下防水问题是影响建筑物使用寿命的关键，各种防水材料的出现，极大的促进了防水技术的发展，有效的提高了工程防水的效果，延长了建筑物的使用寿命。本文主要介绍各自地下工程防水所用到的防水材料及其分类，以及防水材料的优缺点和性能。最后，简要的叙述了一下地下工程防水技术标准。关键词：地下工程防水；防水材料；防水技术标准目录1.地下工程防水.....................................................12.地下工程防水材料.................................................22.1刚性防水材料................................................22.2卷材防水材料................................................22.3新型防水涂料................................................32.4防水密封材料................................................42.5堵漏止水材料................................................43.各类防水材料的优缺点及应用领域...................................53.1刚性防水材料................................................53.2卷材防水材料................................................53.3新型防水涂料................................................63.4防水密封材料................................................73.5堵漏止水材料................................................74.地下工程防水技术标准.............................................94.1地下工程防水设计原则和要求..................................94.2地下工程防水等级和设防要求..................................94.3工程验收要求...............................................115.文献阅读感悟....................................................12参考文献...........................................................1211.地下工程防水地下工程是指建造在岩体或土体中的工程结构物。广义来讲，它包括构造在地下的全部工程结构物，如掘开构筑的工业与民用建筑的基础和地下室、人防工程、地下铁道等；掏挖或采用矿山法、沿井法、结构法等施工的竖井、地道或隧道等[1]。地下防水工程是指对工业与民用建筑地下工程防护工程、隧道工程及地下铁道等建（构）筑物进行防水设计、防水施工和维护规律等各项技术工作的工程实体[2]。当前中国已经成为全球发展最快的隧道与地下工程建设市场。一批越江跨海隧道工程拟建、在建或已投入运营。但随着地下工程的迅猛发展，隧道的安全问题也逐渐暴露出来。施工期间的安全性、营运期间的安全性不断困扰着隧道的发展。前期的地下工程施工，由于技术性不足，没有采用任何防水的措施，这些构筑物埋于地下或水下，将受到地下水的有害作用，并受到地面水的影响，如果没有可靠的防水措施，地下水就会渗入，甚至会淹没构筑物[3]。地下工程的防水性能直接影响地下工程的安全使用。我国地下工程防水经历了从无到有的过程，20世纪70年代以前，铁路隧道采用矿山法修建，料石衬砌，没有任何防水措施；20世纪70年代以后，引用新奥法开始使用混凝土衬砌，20世纪80年代以后，电气化机车的广泛使用对隧道的防水提出了新要求，在大规模采用整体式混凝土衬砌时，也开始在施工缝内采用止水带。当时大瑶山铁路双线隧道工程中，彻底改变了近百年来隧道及地下工程的修建方法。这是铁路隧道修建史上的一次飞跃。该项工程被国家评为科技进步特等奖。20世纪90年代以后，随着国外一些隧道防排水技术和排水材料的不断引入中国，同时国内的隧道防排水技术也有了很大进展[6]。仔细分析防排水技术的发展，可以看作为防水材料的发展。防水材料对防水技术有很重要的作用，每一次新的防水材料的出现，都很大程度上推动了防水技术的变革。下面简单介绍下防水材料。22.地下工程防水材料防水材料的发展在世界各国都受到重视，成为一个比较活跃的领域，防水技术也成为一门新兴的综合性应用科学[7]。60年代以来，许多发达国家的防水材料品种开发较多，速度较快，自从80年代以来，我国的新型防水材料发展迅速，通过十几年防水界同仁的努力，我国的防水材料形成了高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、防水涂料、密封材料和刚性止水堵漏材料共5大类几百个品种，已经形成品种门类齐全，低、中、高性能档次齐全的材料体系[8]。防水材料主要包括以下几类：刚性防水材料、卷材防水材料、新型防水涂料、防水密封材料以及堵漏止水材料。2.1刚性防水材料刚性防水，它主要依靠混凝土自身的密实或采用收缩补偿混凝土，并采取一定的构造措施（如配筋、设置隔离层、混凝土分缝、油膏嵌缝等）以达到防水目的。刚性防水主要有普通细石混凝土防水、补偿收缩混凝土防水、块体刚性防水[9]。刚性防水的主要组成材料为水泥、砂石和水。其中，水泥是刚性防水工程中的关键材料，水泥的强度等级、品种、质量直接关系防水工程的质量。刚性防水的外加剂主要是以吸附、分散、引起、催化或与水泥的某种成分发生反应等物理、化学作用，以改善混凝土内部组织结构，增加其密实性和抗渗性。不同的外加剂，其作用、性能各异，主要有U型混凝土膨胀剂（UEA）、减水剂、防水剂以及聚合物等。2.2卷材防水材料卷材防水材料是建筑工程防水的重要品种之一。目前防水工程上常用的卷材防水材料，主要包括高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和石油沥青基防水卷材三大类。随着建筑材料工业的发展，橡胶、树脂高分子材料和用橡胶、树脂改性沥青等新型材料的不断涌现，它以优良的综合性能，越来越受到人们的喜爱，并且将在建筑3工程应用中取得更加优良的防水效果。合成高分子防水卷材，以合成橡胶、合成树脂，或者两者的混合料为基料，加入适量的助剂和填充料，经过不同的工艺加工制作而成的片材，或将制成的片材与合成纤维等复合而成两层或两层以上的可卷曲的片状材料，此为合成高分子防水卷材。高聚物改性沥青防水卷材以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成可卷曲的片状材料。厚度一般为3mm、4mm、5mm，以沥青基为主体。主要有APP改性沥青防水卷材、SBS改性沥青防水卷材、氧化沥青防水卷材、化纤胎改性沥青防水卷材、自粘结改性沥青防水卷材等。改性沥青卷材的粘接方法主要有热粘法、冷粘法、喷灯法、热空气接缝法和自粘卷材等[10]。2.3新型防水涂料防水涂料是通过涂覆施工而形成一层具有防水性能的防水薄膜材料的总称，是以防水为主要目的的功能型建筑涂料[11]。防水涂料是一种流态或者半流态的物质，将其均匀涂布基层的表面，经溶剂或者水分蒸发或各组分间的化学反应，形成有一定弹性、一定厚度的连续性薄膜，使基层的表面与水隔绝，起到防水、防潮的作用。防水涂料品种繁多，种类日新月异。按液态类型不同，可分为溶剂型、水乳型和反应型三种，按成膜物质的主要成分不同，也可分为水泥类、沥青类、高聚物改性沥青类以及合成高分子类四种。防水涂料种类较多，在这里，只简单介绍两种较为常用的防水涂料。乳化沥青是一种冷施工的防水涂料，是将石油沥青在乳化剂水溶液的作用下，经乳化机强烈搅拌而成。沥青在搅拌机的搅拌下，被分散成1～6μm的微细颗粒，并被乳化剂包裹起来，形成悬浮在水中的乳化液。当该乳化液涂在基层上后，水分逐渐蒸发，沥青颗粒凝聚成膜，从而形成了均与、稳定、粘结强度较高的防水层。有机硅防水涂料是以有机硅为原料，用先进的工艺配置乳化而成。它是一种无污染、无刺激性的新型建筑防水涂料，应用建筑的外墙后，会渗入基层一定深度，并能形成一层肉眼看不见的透气而憎水的薄膜，从而达到防水的目的。42.4防水密封材料防水密封材料，是嵌填于建筑物的接缝、门窗框四周、玻璃镶嵌部及建筑裂缝等，能起到水密、气密性的作用的材料，主要用于建筑屋面、地下工程的嵌缝密封防水。其可分为不定性密封材料和定型密封材料两大类。前者指膏糊状材料，如腻子、各类嵌缝密封膏、胶泥等；后者指根据工程要求制成的带、条、垫等形状的密封材料，如止水带、止水条、防水垫、遇水自膨胀橡皮等。解决水密、气密的良好办法是对设计上有意设置、施工中产生的结构缝、施工缝、板缝、门窗缝以及各类节点等接缝部位填充密封材料[12]。随着我国化工建材工业的发展，防水密封材料的品种不断增多，除原来比较成熟的聚氯乙烯建筑防水接缝材料、沥青防水接缝材料外，现在又出现了许多性能优良的高分子防水密封材料，如乙烯酸酯密封膏、聚硫密封材料等。2.5堵漏止水材料堵漏止水材料分为防水堵漏材料和遇水膨胀防水材料两大类。防水堵漏材料包括抹面防水工程渗漏水堵漏材料和注浆堵漏材料两种。前者常使用以水玻璃为主要材料的促凝剂，将其掺入水泥中，促使水泥水化凝结，将渗水暂时堵住，为其上面施作防水层创造条件；后者是将一定的材料配成浆液，用压力注浆设备将其注入缝隙内或者孔洞中，使浆液扩散、胶凝或固化，达到防渗堵漏的效果。堵漏注浆材料可分为水泥注浆材料和化学注浆材料。遇水膨胀止水材料是利用某些材料遇水能自行体积膨胀，将已出现渗漏的裂缝和孔隙填充，切断渗水的通道，已达到止水的目的。目前，堵漏止水材料已经有很多定型的产品，它们在工程上的应用十分广泛。53.各类防水材料的优缺点及应用领域3.1刚性防水材料刚性防水材料具有较多的优点，如：施工方便，普通泥瓦匠按一般的抹灰方法施工就能达到良好的质量要求；对施工环境要求不严格，可以在潮湿或者粗糙的基面施工，解决柔性防水材料在在湿度超过9%的基面上施工后，分层脱离的难题；塑性好，可切实做好，阴阳角、管道周围、洁具周边等薄弱部位的防水施工，在异性多变、狭小的空间也能很好的施工；能与基面的能结合成整体，在迎水面和背水面都能施工；厚度大、强度高，施工后不需要做保护层就能耐受穿刺破坏，可长期耐受水中酸、碱、氯类等腐蚀物的侵蚀；施工后有利于下道工序的施工，例如直接在防水层上贴瓷砖、刮腻子、刷涂料等工序；耐久年限长，与建筑寿命同步，是永久性防水材料；成本低，在同等防水等级的前提下，综合成本大大低于柔性防水材料；一举多得，可与贴瓷砖、抹灰的施工工序合二为一；环保无毒，施工时无安全隐患，施工后无环境污染。但其没有延展性，不能用于预制板屋面顶或结构变化大的部位施工[13]。刚性防水材料在防水应用中，一般配合柔性防水材料使用，达到刚柔相济的效果，实现优势互补。刚柔并用的做法在建筑防水工程中也占有较大的比重。3.2卷材防水材料卷材防水材料具有耐水性，在水的作用和被水浸润后，其基本性能不变，并在一定的压力水作用下，不透水；同时在高温下不流淌、不起泡、不滑动，在低温下不脆裂的性能；能够承受一定的荷载和应力活在一定变形条件下不产生断裂；同时其使用寿命长，可以冷施工，质量轻，污染性低。但其也具有不少的缺点，例如：品种繁杂，各品种性能和施工方法的差异性很大，必须由专业人员，专门工具进行施工才能达到质量要求，因此在材料施工的过程中，必须由专门施工人员进行施工，难以进行通用性和普遍使用的推广；对防水基面的要求比较严