地下工程防水技术的发展及存在问题

柯明 段飞

1 地下工程防水的重要性

地下工程是在含水的岩土环境中修建的结构物，在其施工和使用过程中，时刻都受到地下水的危害。由于地下水的渗透和侵蚀作用，使工程产生病害，轻者影响使用功能，严重者使整个工程报废，造成巨大的经济损失和严重的社会影响。如我国既有铁路隧道中，由于防排水工程存在问题，有相当一部分隧道存在漏水现象，其中不少隧道漏水严重［1］(截至1995年末，已交付运营的隧道共4 855座，其中严重漏水的有1 428座)。由于渗漏危害，严重地影响到铁路隧道的结构稳定和运营安全。与铁路隧道一样，公路隧道、地下铁道等交通地下工程因渗漏而影响结构稳定、使用功能和运营安全的现象普遍存在。因此，杜绝水对地下工程的危害，做好地下工程的防水是地下工程设计施工的重要课题。

2 国内地下工程防水的发展

我国地下工程防水技术发展的基本状况与特征是:随着石油、化工、建材工业的快速发展和科技事业取得的成就，防水材料已从少数品种迈向多类型、多品种格局。合成高分子材料、高聚物改性沥青材料、防水混凝土、聚合物水泥砂浆、水泥基防水层材料和各类堵漏、止水材料，已在各类防水工程中被广泛应用。防水设计从总体上肯定了遵循“防、排、截、堵，刚柔结合，因地制宜，综合治理”和坚持“多道设防、多种材料复合使用”的原则，并总结了在不同类型工程中采用防排结合、材料防水与构造防水结合、柔性防水材料与接缝密封材料互补并用等设计方法。施工技术和工艺装备日趋成熟，基本上可以适应各类新型防水材料的发展，掌握使用要求并进行规范化作业。20世纪80年代制定的国家标准GBJ 108-87地下工程防水技术规范和GBJ 208-83地下防水工程施工及验收规范为设计、施工单位选取防水标准和防水方法提供了可遵循的依据和准则。这些防水技术的发展，为提高地下工程的防水质量和可靠性发挥了重要作用。

3 地下工程防水存在的问题

近几年，隧道与地下工程得到迅速发展，工程质量总体来看是好的，尤其是防水技术有了长足的进步，渗漏工程有所减少。但是，从各行业、各地所修建的隧道与地下工程防水情况来看不容乐观。现就当前隧道与地下工程防水存在主要问题及解决对策作一简述。

3.1 防水体系问题

应把隧道与地下工程防水视为一个系统工程，根据工程具体要求和情况，建立起完整的防水体系。将防水原则、防水设计、材料选择、防水施工工艺、防水施工管理、防水施工队伍选择等都纳入防水体系中。目前在这方面做的较欠缺，因而导致工程防水效果不理想。今后对每一个新上工程应把防水视为重要组成部分，并建立起完整的防水体系。同时，从今后隧道与地下工程发展趋势来看，复合防水是应坚持的方向，即以混凝土结构自防水为主，在迎水面附加柔性防水层，形成一个刚柔结合的防水防线。要做好复合防水必须从上述几方面同时加强，才能取得良好的防水效果。

3.2 防水材料和施工方法选择问题

新型防水材料和技术的不断涌现，为选择提供了有利的条件和空间，但也使选择增加了难度。今后选择防水材料与技术时，应坚持先进行试验，经试验合格并受到检验后再采用。

3.3 隧道复合式防水层问题

当前国内地铁、铁路、公路等凡采用新奥法修建的隧道多采用复合式衬砌，防水层多为厚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板或与无纺布复合在一起的PVC板，只有少数工程采用橡胶板。工程实践证明，采用LDPE板、EVA板或ECB板做防水层，防水效果较好。存在的主要问题是:1)防水板铺设不牢，板间接缝欠严密;2)防水板易受损，尤其是被钢筋戳破，修补又未跟上;3)角隅处焊缝多采用手工焊接，焊接工艺较差。为此，今后进行防水板铺设时，必须严格施工工艺，认真检查热合机使用电源电压，这样就能保证铺设牢固;同时可在钢筋两端加1个与钢筋直径相同、长20 mm～30 mm的塑料护套，即可起到对防水板保护作用，防止被钢筋戳破;提高工人技术水平，可解决防水板角隅处焊缝严密问题。

3.4 结构自防水问题

1)以高强度混凝土代替防水混凝土。不少工程设计误认为混凝土强度等级越高，其防水性能越好。实际上由于高强度混凝土的配制不符合防水混凝土的配制原则，水泥用量偏高，致使混凝土收缩增大，出现裂缝，造成渗漏。因此，需要防水的工程，结构混凝土必须用防水混凝土。防水混凝土抗压、抗渗等级应根据工程具体情况及要求合理确定，外加剂选择要慎重，混凝土配制要科学。2)混凝土施工质量问题。防水混凝土施工管理不严，造成混凝土漏捣、漏振，产生蜂窝、麻面;计划不周，造成混凝土灌注中出现“冷缝”，隧道初期支护侵入限界，导致二次衬砌混凝土厚度减薄，达不到设计要求;模板拉紧螺栓无防水措施，导致跑模、跑浆;对混凝土施工缝，尤其是水平施工缝清理不净，未按规范进行处理即灌注混凝土等。上述几方面问题造成混凝土施工质量差，结构自防水失效。因此，对于要求结构自防水的隧道与地下工程，防水设计必须对混凝土施工严格管理，切实按规范和制订出的详细工艺进行施工。

3.5 附加防水层问题

附加防水层选择未能结合工程具体情况，导致防水层未能达到应有的防水效果。因此，一定要根据工程要求、特点及所处位置、环境、条件，因地制宜选择附加防水层。

3.6 变形缝(伸缩缝、沉降缝)及施工缝问题

目前，变形缝仍多用橡胶或塑料内置式止水带，内侧设弹性密封膏嵌缝。施工缝有构造做法或材料做法或构造材料合一做法。总体来看多数工程防水效果较好，但也存在以下问题:1)内置式止水带固定不牢，灌注混凝土时被移位、变形，起不到止水效果;接头处理不严格未能形成“交圈”，起不到防水作用;在接缝处，外露部分止水带损坏等。2)施工缝留的不平整，构造施工缝尺寸不对，接缝处清理不干净，遇水膨胀橡胶止水条受水浸泡而膨胀失效等。今后对变形缝做法应进一步探讨，宜按照“多道设防”原则选用合适材料及做法;由于施工缝数量多，故应高度重视。曾有学者赴日对青涵海底隧道考察时，发现其隧道施工缝除按常规方法处理外，还在施工缝处预留嵌缝槽，日后万一漏水，即可在预留槽中处理，而不另剔槽，其作法值得借鉴。

4 地下工程防水发展的若干意见

1)重视结构自防水技术。地下工程应突出结构自防水的主导地位，各种类型的加强防水层应视工程重要程度设置。搞好混凝土结构自防水，是造价低、施工快、质量有保证的重要手段。结构自防水还必须按照《地下工程防水技术规范》的规定施工，原材料质量和配合比符合要求，机械搅拌、机械振捣，并且处理好商品混凝土长途运输的坍落度损失及二次搅拌问题，连续浇筑，做好细部构造，才能确保结构自防水的效果。2)提高材料的耐久性水平。特别是从鼓励新材料、新技术的创新、满足隧道及地下工程更高的防水要求的角度出发，在现有各方面的检测标准的基础上，建立和完善适合于隧道及地下工程防水的耐久性技术标准与检测方法。3)推行工程质量保证期制度。以施工单位为主体，在实行防水工程专业承包或专业化施工的前提条件下，对各类防水工程推行质量保证期制度。加强设计与施工的配合尤为重要，设计单位在制定防水方案与选用材料方面应尊重施工单位的意见。

［1］ 贺少辉，项彦勇，李兆平.地下工程［M］.北京:北京交通出版社，2006.

［2］ 冀文政，郑志辉.我国近年地下工程防水技术的发展和存在问题［J］.中国建筑防水，2004(11):7-11.

［3］ 吴路先.我国地下工程防水技术发展评述［J］.建筑与工程，2007(7):94-95.

［4］ 赵 剑.公路隧道防排水机理及喷射防水试验装置的研究［D］.重庆:重庆交通大学，2007.

［5］ 袁庆伟，陈金德，罗文杰.浅谈地下工程的防水及质量控制［J］.山西建筑，2008，34(6):161-162.

［6］ 杨其新，刘东民，盛草樱.隧道及地下工程防水时效性分析［J］.中国建筑防水，2008(4):22-27.

［7］ 肖 石.选择地下防水系统的考虑因素［J］.中国建筑防水，2008(11):43-44.

［8］ 崔玖江.隧道与地下工程防水存在主要问题及解决对策［J］.施工技术，1999，28(4):28-29.

［9］ 牛连涛，李彦民，吴亚飞.地下防水技术要求及防水材料［J］.辽宁建材，2008(4):29-30.