浅析地下工程防水

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

一、渗水原因

在上世纪80年代，K.D.Lamba[1]对混凝土中含水量对其强度的影响进行了研究，得到含水量会影响混凝土强度的结论。渗漏根据水流流经路径情况的不同可以分为裂缝渗漏、施工缝渗漏、变形缝渗漏和泌水等几种形式。渗漏的原因主要是混凝土裂缝造成的。腐蚀性介质的侵蚀，微生物的腐蚀，力场作用力的破坏，大气环境的影响和时间的作用等因素所导致的高分子有机材料的降解都可能引起渗漏；由于地下工程的挖掘和修建，迫使地下水的渗流域发生变化，这种改变使得地下建筑周边的地下水向地下建筑汇集排泄，同时地下水径流路线的改变使得更多的地下水流向地下建筑物，这样也非常容易引起渗漏现象的发生。

二、防水基本原则

在防水工作的实践过程中，不同的个人和组织提出了不同的防水原则，但核心大同小异。冶金部建筑研究总院长期试验研究揭示了防水砼的防水原理及提高砼密实性和抗渗性的基本规律，提出了富砂浆理论，配制出适合我国国情的普通防水砼，外加剂防水砼，建立了防水砼防水机理和配制原则[2]。

(一)地下工程防水设计原则

1.提出技术先进、经济合理、安全可靠、根据工程实际情况制定的防水方案，在以防为主、多道设防、防排结合、刚柔结合的原则下进行防水选型。

2.确定以建筑结构自身自防水为基础的刚柔相济的防水体系。

3.从混凝土本身，包括强度的选择、科学的配合比以及钢筋和拉结筋的布置、防止出现不均匀沉降等方面合理的设计防止混凝土开裂的方案。

4.注意地下水的活动与合理确定地下工程防水的设防高度。

5.对工程防水薄弱部位设置多道防线。防水混凝土中加入Fs102混凝土密实剂、聚羧酸超塑剂(PCA)等防水剂可以提高其防水效果。

(二)地下工程防水施工原则

1.对于结构平面形式力求做到规整。

2.防水混凝土的施工质量必须得到足够的重视，尽量在许可的范围内降低混凝土的坍落度，做好混凝土的浇筑、振实和养护工作。

3.强化质量的监督和管理，在施工的任何阶段均要加强监督管理工作。

4.合理设置变形缝，应当用较密的施工缝设置来消除混凝土的收缩应力。要在变形缝、施工缝及穿墙管等比较容易发生渗水的部位采取更好的保护措施。

5.在地下工程施工期间，要坚持“降堵排”三字原则，将三者有机的结合起来，保证防水层和混凝土的施工作业在无水环境下实施，从而保证防水工程的质量。

(三)防水材料选择原则

地下工程所处环境湿度较大，且本身难以维修，但是其所处环境的温度变化不大，根据这个特点，应采用刚柔相结合且多道设防原则，应在混凝土中添加刚性添加剂，同时防水层应选用耐变质、耐腐蚀、有效时间长的柔性材料，应选用耐穿刺性能好的材料用于垫层防水，另外，使用高分子防水材料时须选用耐水性较好的粘结剂。

同时，防水材料的选用需满足基层适应性、温度适应性、耐久性要求、施工性要求、互补相容性要求、环保性要求、就地取材和经济性。

(四)环境保护原则

中国现在实行的是可持续发展战略，因而环保是一个不可忽视、非常重要的考虑点和着力点，作为一项新的地下工程防排水设计原则，“限量排放”原则较其它防水原则更为环保和实用，它不但满足了工程建设的需要，又避免了地下工程如隧道开挖对地表生态的破坏，但是，在实际工程中，排放水的流量控制和外水荷载大小的规律是工程设计急需解决的问题。

三、防水材料

(一)常见的防水材料

在我国，近年来应用较多的防水材料为：SBS/APP改性沥青卷材(其中SBS改性沥青卷材是应用最广泛的)，自粘橡胶沥青防水卷材(有胎、无胎)，聚乙烯丙纶双面符合卷材，沥青复合胎柔性防水卷材，PVC卷材，EPDM防水卷材，聚氨酯涂料，JS，丙烯酸涂料，水泥基渗透结晶型防水材料。以下就几种材料进行简单的介绍：

1.K11类防水材料：此种防水材料可在潮湿面进行施工，具有抗压能力强、负水面防水等功能，同时，该种材料还有抑菌的效果，在微生物较多的地下工程有比较多的应用。

2.聚乙烯醇防水水泥：该种防水材料性能比较优良，与其他材料有所不同的是，此种材料环保性好，同时它也有密封性好、施工方便等优点，在提倡环保的当今社会，得到了较多的应用。

3.对混凝土有一定渗透深度的水泥基渗透结晶防水涂料和有憎水功效的硅质渗透材料，不仅具有抗渗、防水性能，而且具有一项比较特殊的功能，它可以使混凝土不失去呼吸功能，这项功能使得混凝土的使用寿命更长，防水效果持续时间更长。

(二)新型防水材料

在科技高速发展的背景下，更多的新型材料出现在人们的视野中。在防水涂料的种类中，聚氨酯(尤其单组份)及丙烯酸类的发展已经成为一种趋势。“第五代建材”膜材料也是普遍应用的新型材料。此外，预埋止水注浆管、塑料排水板、膨润土防水毯等新型防水材料也越来越广泛的应用于地下工程中[3]。比较常用的新型材料如塑料排水板，由于其具有耐穿刺性、耐水性、耐腐性和耐菌性等特点，已经在地下防水工程中得到广泛的应用；国内的膨润土防水材料，由于其具有的膨胀性，主要应用于地下建筑物主体结构的侧墙或底板等迎水面防水。