預(yù)防維護(hù)管理不善導(dǎo)致地下工程防水體系失效

預(yù)防維護(hù)管理不善導(dǎo)致地下工程防水體系失效

西南交通大學(xué)楊其新目錄

主要講三個(gè)內(nèi)容

隧道及地下工程防水體系失效性隧道及地下工程防水新技術(shù)地下工程動(dòng)態(tài)和可維護(hù)防水隧道及地下工程防水體系失效性地下工程防水現(xiàn)狀分析地下工程失效性原因分析探索和解決的問題從防水認(rèn)識(shí)、基礎(chǔ)上提高防水技術(shù)水平

隧道及地下工程滲漏水是長期以來困擾專家們的一個(gè)頭痛問題,也是當(dāng)前地下工程建筑中突出的質(zhì)量通病和亟待深入解決的課題。

隧道及地下工程防水現(xiàn)狀

至2002年底，共有鐵路隧道5711座，總延長2833km出現(xiàn)滲漏，其中嚴(yán)重滲漏水的隧道有1620座、23400處；占總座數(shù)的28.4%。

至2002年底，共有公路隧道1700座，總延長704km出現(xiàn)滲漏，其中嚴(yán)重滲漏水隧道達(dá)500余座，約占總座數(shù)的30%。

隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國北京、上海和廣州的城市地下鐵道中，滲漏水情況已在30％左右；中鐵西南研究院對(duì)廣州、沈陽等鐵路局管轄的地區(qū)部分隧道進(jìn)行抽樣調(diào)查：隧道結(jié)構(gòu)滲漏水達(dá)50.4％，有的區(qū)段高達(dá)94%，嚴(yán)重滲漏水的約占調(diào)查數(shù)量的1/3。建設(shè)部曾于1988年對(duì)全國10個(gè)省市210個(gè)混凝土襯砌的地下室迸行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)滲漏水工程占57％；在地下工程較發(fā)達(dá)的日本的在1988年對(duì)全國地下工程滲漏水情況調(diào)查，滲漏水也達(dá)到38.2％以上。前聯(lián)邦國，隧道滲漏水的情況在32.6％隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

因此：情況是相當(dāng)嚴(yán)重，這給我們建造現(xiàn)代化的地下工程有相當(dāng)?shù)木嚯x。常言中的“有十洞九漏”不無道理。

對(duì)200余座隧道及地下工程防水體系失效原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，

發(fā)生的根源是什么呢？隧道及地下工程失效有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

以上情況給我們提出2方面的問題：

1.怎樣發(fā)生？怎樣解決？

2.用什么方法來評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)地下工程防水體系施工階段的可靠性和服役期間的耐久性隧道及地下工程失效性的原因

隧道及地下工程防水體系失效性是指防水體系和材料在使用過程中，由于外部作用侵蝕破壞或內(nèi)部材料弱化，抵抗地下水環(huán)境的能力減弱或全部喪失。

隧道及地下工程失效性的原因施工導(dǎo)致防水失效的主要原因

附著夾層防水卷材

①

防水卷材材質(zhì)不能和砼密貼，安設(shè)時(shí)的沖擊，突出物等易將防水板扎破.②板與板間的接合部是薄弱環(huán)節(jié)，③如遇砼壁面有較大空洞和凹凸場合，二襯的擠壓及圍巖變形使防水板拉伸,特別是結(jié)合部易發(fā)生斷裂破壞。

噴涂防水①難保均勻性②一般噴涂材料延展性好，抗拉強(qiáng)度低發(fā)生較大外力作用，結(jié)構(gòu)變形和位移，易導(dǎo)致防水膜破裂，致使防水體系失效；③工藝精度要求高，一般很難達(dá)到。自防水混凝土①工作面狹小，搗實(shí)振動(dòng)密實(shí)難達(dá)到度設(shè)計(jì)抗?jié)B的要求，②施工縫和變形縫是這種防水措施的薄弱環(huán)節(jié)。隧道及地下工程失效性的原因

以上說明，高質(zhì)量的防水，施工是重要的環(huán)節(jié)，包括精心施工管理、高品質(zhì)的防水材料、有針對(duì)性的防水施工技術(shù)和工藝。因此，應(yīng)針對(duì)不同的防水手段制定其施工細(xì)則，建立防水施工監(jiān)測機(jī)制，強(qiáng)化防水施工的重要性。設(shè)計(jì)導(dǎo)致防水失效的主要原因認(rèn)識(shí)性問題：一般設(shè)計(jì)者認(rèn)為滲漏水不影響結(jié)構(gòu)的安全，在選用材料和方式上重視程度不夠，因此在防水設(shè)計(jì)方案中結(jié)合結(jié)構(gòu)特征認(rèn)真研究不充分，致使防水設(shè)計(jì)不合理。針對(duì)性問題：未針對(duì)地下工程防水特殊性和防水施工的可行性進(jìn)行防水設(shè)計(jì)，如采用防水板的隧道，防水板缺乏封閉圍巖和初襯表面裂隙的能力，在地下水豐富的情況下，易導(dǎo)致防水板失效。

設(shè)計(jì)導(dǎo)致防水失效的主要原因理念問題：目前地下工程使用壽命都在100年以上，而防水材料的使用壽命均達(dá)不到這一要求，因此地下工程防水設(shè)計(jì)應(yīng)考慮防排水系統(tǒng)的可維護(hù)性和易換性。經(jīng)濟(jì)性問題：盡管防水工程在地下工程中占的工程總費(fèi)用的比例是較小的，但往往設(shè)計(jì)者考慮造價(jià)的原因，選用低廉品質(zhì)差的材料，也是導(dǎo)致防水失效的原因。防水材料變異導(dǎo)致防水失效的主要原因①混凝土中劣質(zhì)添加劑含有高濃度的堿性成分和不易分解的鹽類物質(zhì)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的松軟，析出的物質(zhì)對(duì)防水卷材侵蝕作用；②凍融交替使得防水材料結(jié)構(gòu)變異；③巖石微生物侵蝕、粘結(jié)材料變異；④地下水中含有的不同濃度的酸、堿、鹽離子的侵蝕；⑤防水材質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)組織的變異。變異導(dǎo)致防水失效的主要原因

地下工程長期處于復(fù)雜的地下環(huán)境中，產(chǎn)生變異的因素很多，一旦發(fā)生變異，結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)位移和變形、開裂、混凝土剝落等，進(jìn)而使得防水體系失效。

圍巖的流變性：圍巖應(yīng)力在調(diào)整過程中可能會(huì)使防水板受到來自一襯和二襯的擠壓，在基面不平整或有突出點(diǎn)處產(chǎn)生穿刺性損傷，造成防水層失效。

四季溫差較大的場合：常年凍融交替，受凍脹力強(qiáng)烈作用，殘余變形逐年積累，使襯砌結(jié)構(gòu)位移和開裂，導(dǎo)致防水層逐步失效。

結(jié)構(gòu)材料劣化：引起的變異，如混凝土碳化、鹽害、堿性集料反應(yīng)等，其溢出物已是造成防水體系破壞的原因。

維護(hù)管理不善導(dǎo)致防水體系失效

排水系統(tǒng)堵塞，導(dǎo)致排水系統(tǒng)不暢，如維護(hù)不善，將導(dǎo)致較大的水壓，長期積累致使結(jié)構(gòu)開裂，破壞防水體系；嚴(yán)寒地區(qū)的隧道，冰凍產(chǎn)生的凍漲力是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂和排水管堵塞破裂的重要原因，因此地下工程的維修養(yǎng)護(hù)是十分重要的。需要研究和改善的問題研究和改善的問題隧道建設(shè)期間防水質(zhì)量問題服役期間防水的失效性問題地下工程服役期間防水的失效性地下工程服役期間防水的失效性解決問題：

1.地下結(jié)構(gòu)（圍巖）環(huán)境不均勻變形對(duì)防水體系產(chǎn)生的失效性，即防水體系的力學(xué)環(huán)境

2.防水材料的失效性，即防水材料的地質(zhì)環(huán)境

隧道及地下工程環(huán)境與其它建筑工程不同，作為附著層的高分子材料，其服役期間耐久性的因素是很獨(dú)特的，除一般由溫度、濕度、光照、酸堿環(huán)境作用引起材料老化和降解而失效外，還要考慮地下圍巖和襯砌結(jié)構(gòu)的長期相互作用產(chǎn)生的擠壓、變形因素對(duì)防水體系產(chǎn)生的侵害作用。地下麻工程址服役球期間按防水露體系鴿失效喝對(duì)策眾所周衛(wèi)知，地好下環(huán)境珍特殊的縮慧外力（籌水壓、師凍脹力妙、塑性烘地壓，仔圍巖松末弛地壓糟、偏壓步、承載艱力不足股、地震史等）施流加于結(jié)淋構(gòu)，造別成結(jié)構(gòu)谷產(chǎn)生不檔均勻變掀形甚至槍開裂，濕致使防墻水層承鴨受局部買較大的擴(kuò)壓力、鞋剪力和弊拉伸力爽的作用飽而破壞名。這就是閃防水層傲在地下龜工程中拾的力學(xué)擴(kuò)環(huán)境，貍一旦某歇項(xiàng)力學(xué)廟指標(biāo)超害過了防堂水層的坡容許值害，防水牽層完整部性發(fā)生菌破壞。結(jié)果：堡防水材柔料耐久殼性將燒發(fā)生池變化，即力尊學(xué)環(huán)境將加速緒材料堵老化，造成搭防水層養(yǎng)的加速失幟效。地下工繪程服役幣期間防鄭水體系摟失效對(duì)鹽策解決催的途派經(jīng)和閉對(duì)策:1.防水蠅層要標(biāo)和支等護(hù)結(jié)屆構(gòu)密梳貼，貞共同糖變形2.研究動(dòng)笑態(tài)防水癥在地下意工程中瞞應(yīng)用的辜相關(guān)技股術(shù)3.研究舉地下孟工程古防水何體系核的可揪維護(hù)釀性設(shè)潮計(jì)施些工技頓術(shù)。地下趁工程啦服役謎期間虎防水朋體系架失效連對(duì)策對(duì)于地兇下工程翅防水材畢料，由宵于處于延密閉環(huán)槽境中，厭極少受蚊到大氣怠紫外線婆輻射，堪因此上名述環(huán)境匙因素所著產(chǎn)生的臂老化影距響是次祥要的，魔主要影客響因素假為環(huán)境弊介質(zhì)即鉆化學(xué)腐肺蝕性介絕質(zhì)（酸弓、堿、風(fēng)鹽）、皂水以及物霉菌和浙細(xì)菌等甩微生物胃的影響慈。防水截材料首服役死期間擠的失爽效性:目前顯對(duì)其拳失效版性的塊研究震主要方集中橫在高坑分子堂材料似的光滋熱老馳化、航熱氧累老化獲、光么氧老坐化、竹化學(xué)工介質(zhì)鞏中的選老化粉機(jī)理弟及穩(wěn)用定性持進(jìn)行屬研究阻。防水材交料服役蓮期間的述失效性：地質(zhì)環(huán)圣境中的蛇霉菌等績微生物1類是孟賦存舅與地紡質(zhì)環(huán)飼境中距的微效生物,對(duì)防躺水材荷料的疲侵蝕;另1類是疑在潮冒濕恒工溫地柏下環(huán)戚境中宿，材劇料產(chǎn)漏生的隨霉菌命的分捏泌物請(qǐng)引起深材料泉分解搜并轉(zhuǎn)規(guī)化為互醇類讓和有座機(jī)酸莊等物嚷質(zhì).這些微物質(zhì)泳的存秘在為撥霉菌覽和微殖生物處生長世繁殖怒提供警了養(yǎng)派料，應(yīng)促進(jìn)還其向哪縱深形發(fā)展榴，形秧成材器料降濁解導(dǎo)裙致其謙性能矩失效.防水蝴材料皂服役耗期間杏的失壯效性地下工許程中的欺防水材登料與地降下水是膛密切接才觸的，券長期接妥觸會(huì)在享防水材繭料表面喘形成水返膜，滲苦入到材嬌料的內(nèi)瘦部，使藏材料含符有親水樸基團(tuán)的秧某些水刪溶性物傷質(zhì)被溶呀解、抽幼提或吸勝收，從含而改變附了材料奏的組成懲而促使打材料加凈速老化潮甚至使全得材料敏功能失求效.防水筋材料奸服役汁期間敏的失犧效性地下形工程蓄中通成常腐音蝕介閣質(zhì)有混凝觸土異奮化溢理出強(qiáng)殃堿和跪鹽等端，地下水塊中含有援腐蝕性汪化學(xué)元逮素。防水烘材料結(jié)與這慕類腐灑蝕性蕉介質(zhì)稿接觸艇，它扶們之屈間的掏作用獵比起漸高分胞子材伏料光變氧化村、熱趁氧化喬等要?jiǎng)?fù)雜菌得多.主要獎(jiǎng)是材局料的鋪膨脹蜂、軟患化或嘩溶解攪，發(fā)陽生系膛列的招化學(xué)絮反應(yīng)激，最批終導(dǎo)講致材爽料外權(quán)觀改絹?zhàn)兒蛻傥锢眈勑阅車谙陆典P，材嗎料所匙具有蝕功能朝逐漸蠟失效.防水具材料求服役粥期間刪的失災(zāi)效性目前我英國采用陸的檢測宣方法這些蛛方法裙能在填短期亞內(nèi)獲乓得材究料老溫化失芒效單搏因素污實(shí)驗(yàn)烈結(jié)果啟，但穿針對(duì)度地下泉工程蛇特定威領(lǐng)域籮材料兆的失癥效特爭點(diǎn)及凡機(jī)理眼很難舅做出呀定量煌評(píng)判犁。自然剖環(huán)境售老化屑實(shí)驗(yàn)嘆和人宰工加愿速老慚化實(shí)墳驗(yàn)，腦在室說內(nèi)模映擬近丑似環(huán)毒境條頂件，狗強(qiáng)化宗某些據(jù)因素榮進(jìn)行潤快速點(diǎn)累計(jì)柏試驗(yàn).如強(qiáng)酸曉、強(qiáng)辣堿、識(shí)各種亭濃度施鹽溶涼液等版化學(xué)圓腐蝕非性介暫質(zhì)對(duì)守材料息的腐蝕蝕老慈化;無氧懲高壓遙力下父微生普物的托繁殖威以及謠對(duì)材攪料侵闊蝕:流動(dòng)介嘩質(zhì)作用晨下的凍擱融實(shí)驗(yàn)改等.防水半材料唇服役諸期間獨(dú)的失條效性:國外居同行繁學(xué)者犧研究駐認(rèn)為地下工卵程防水戒使用的興材料在由使用過茄程中宏爸觀物理閣性質(zhì)發(fā)牌生了不茂可逆轉(zhuǎn)約的變化脆，原因惡是材料澇內(nèi)部微些觀結(jié)構(gòu)余發(fā)生改孔變。提出霞采用鵝微觀堵分析掠來評(píng)被價(jià)材器料失昌效性,研究手祥段主要毯有:FT禁IR、UV、NMR、GC、GC嘆-M傭S等技術(shù)剩和AF耍M、SEM、TEM、XRD等設(shè)芒備；結(jié)合材遭料在失眉效過程兆中所發(fā)府生的力蛾