地下工程防排水.ppt

1、第四章 地下工程的防排水和抗渗堵漏,谢雄耀 教授 ,第四章 地下工程的防排水和抗渗堵漏,4.1 概述 4.2 地下结构的防水技术 4.3 地下工程的抗渗堵漏 4.4 工程实例,4.1 概述,地下工程渗水除了带来地下工程渗漏的一般危害如损坏结构、腐蚀设备、影响外观和危害运营安全等外，它更易造成地下工程及地面建筑物的不均匀沉降和破坏。,4.1 概述,防水等级标准 (GB50108-2008) 衡量地下工程防水技术标准的一个重要指标，就是工程的渗漏量(L/m2.d) 防水等级按渗漏的程度分为一到四级,4.1 概述,地下工程防水的原则： 1）以防为主； 2）多道防线，“刚柔结合，防排截堵” 3）因地制

2、宜，紧密结合地下工程的工程地质，水文地质条件与地下结构的埋深等条件采取对应措施； 4）综合治理，指结构设计、土建施工、通风与给排水等工种一起综合治理的排水。,4.2 地下结构的防水技术,刚性防水: 防水混凝土、抹面防水； 柔性防水：卷材防水、涂层防水； 三缝防水处理,4.2 地下结构的防水技术,防水混凝土防水原理 由于混凝土内部存在大小不等的无数孔隙，水灰比过大时会形成毛细渗水通道和离析水孔隙，通过调整配合比和施工工艺，抑制和减少混凝土内部孔隙的生成或改变混凝土内部孔隙的特征，提高密实度，以截断水流的通道达到防水的目的。 普通防水混凝土，外加剂防水混凝土,4.2 地下结构的防水技术,1、普通防

3、水混凝土 水泥标号不低于325号，应优先采用硅酸盐水泥； 水灰比应小于0.6，水泥用量在300kg/m3-400kg/m3； 砂子一般选用中粗砂，砂率在35%-45%之间，灰砂比应控制在1:(2.0-2.5)之间； 在施工条件允许条件下，应标准养护，一般不少于14昼夜。,4.2 地下结构的防水技术,2、外加剂防水混凝土 在混凝土中加入少量有机或无机化合物，可改善和赋予混凝土某些性能。 常用添加剂有：减水剂，如木质素硫酸钙；早强剂，如三乙醇胺与氯化纳；防水剂，如氯化铁,4.2 地下结构的防水技术,防水混凝土施工要点： 1）施工场地应保持干燥至混凝土养护完毕； 2）模板支撑牢固，不宜采用螺栓或铁丝

4、贯穿砼墙来固定模板； 3）防水混凝土搅拌应严格控制水灰比； 4）应尽量采用连续灌注不留施工缝，尤其不留垂直施工缝； 5）采用标准养护。,4.2 地下结构的防水技术,抹面防水技术 在防水混凝土外采用水泥砂浆抹面，作辅助防水。 优点: 取材容易,施工方便,成本低; 缺点: 抵抗变形的能力差,对受腐蚀、高温工程不宜采用； 五层施工方法 利用素灰（即稠度极小的水泥浆）和水泥砂浆分层交替抹压密实而构成多层防线。 抹面防水层的施工缝，必须留成阶梯形的搓。,4.2 地下结构的防水技术,涂层防水技术 应用调制好的防水涂料，喷涂或涂刷于需防水的结构物表面，形成一薄膜层，作为地下工程的防潮层或辅助防水层。,4.2

5、 地下结构的防水技术,卷材防水技术 常用卷材有：石油沥青油毡、高聚合物改性沥青油毡、高分子防水卷材 卷材防水施工法：内贴法、外贴法,4.2 地下结构的防水技术,内贴法 1）混凝土垫层； 2）砌四周保护墙； 3）抹水泥砂浆找平层； 4）刷冷底子油； 5）铺贴卷材防水层； 6)抹水泥砂浆保护层 7）地下结构底板和墙身施工 优点：可减少挖方量，防水层可一次作完； 缺点：竣工后漏水时较难修补,外贴法 1) 先用内贴法施工完基础底面卷材防水层，并在四周留有余头； 2）进行地下构筑物底板和墙身施工； 3）墙身外侧抹水泥砂浆找平层； 4）涂刷冷底子油； 5）铺设卷材防水层； 6）砌保护墙。 优点：受结构不均

6、匀沉降影响小，修补方便； 缺点：接头保护困难，施工时挖土量较多。,山岭隧道防水示意图,4.2 地下结构的防水技术,三缝的防水处理 沉降缝、伸缩缝（砼干缩和温度变化导致的胀缩）、施工缝 缝隙处理是地下工程防水的关键： 变形缝的构造，止水带的埋设，施工缝的处理,4.2 地下结构的防水技术,变形缝的构造 合理设置变形缝是防止混凝土开裂的主要措施之一。在结构变化处，外荷载明显变化处，地基软硬变化处，温差变化显著处一般考虑设置变形缝。,4.2 地下结构的防水技术,变形缝的合理间距 L=L/(*T) L构筑物允许的侧向变形（一般取0.01m） 混凝土的膨胀系数（1/C） T最大温度差,4.2 地下结构的防

7、水技术,在受水压的工程中，宜采用橡胶或塑料止水带； 在受油压侵蚀中，应选用耐油橡胶或塑料止水带； 在受高温和水压中，应选用紫铜板或不锈钢板制成的金属止水带。 止水带应是整条的，若有接头应采用焊接或胶结，不得采用搭接，转角处金属止水带应做成圆弧形。,盾构管片密封条垫是目前国内外用于拼装式隧道管片密封止水的主流材料。它有单一的多孔型三元乙丙橡胶与遇水膨胀橡胶复合而成。多空型弹性橡胶密封垫能减少装配时的压缩应力，并具有较好的耐压缩应力松弛性能，能延长使用寿命。这种复合的橡胶密封垫具有双重保险的密封止水功能。当工程施工中管片之间产生一定的间隙和偏移时，该产品也能有效的确保密封止水作用。,水,4.2 地

8、下结构的防水技术,止水带类型 1）BW止水条，体积膨胀50%； 2）膨胀止水带，体积膨胀十倍； 3）塑料止水带； 4）止水橡皮及橡胶止水带； 5）遇水膨胀橡胶，弹性好，遇水膨胀率100%-500%,4.2 地下结构的防水技术,施工缝 防水混凝土，应尽可能一次浇注完毕； 施工缝：平口缝，企口缝和设钢片止水三种。,4.2 地下结构的防水技术,施工后浇带的做法 后浇带待相邻结构施工完成2 个月以后用C45、S8 微膨胀混凝土进行浇筑。,施工缝防水构造,工程实例,防水工程实例1,4.3 地下工程的抗渗堵漏,渗漏水原因： 设计，材料和施工等三个方面 1）防水方案选择不当，结构强度不足； 2）防水材料环境

9、和变形是应性不能符合要求； 3）防水混凝土配合比不准确，砂石中含泥量大，漏振，养护不当，三缝预埋件构造留设不当等。,4.3 地下工程的抗渗堵漏,渗漏水的调查方法： 1）总渗漏量检测：利用集水井、集水坑或集水围堰，量测设定时间内的水量变化来计算； 2）渗漏水部位检测： （1）具体渗漏部位可通过干水泥的湿点或湿线来反映，或通过吸水纸变色予以反映； (2) 局部渗漏量可利用目测法估算 如顶板每平方米的滴漏如12滴/min，相当于0.4-0.6L/m2.d,4.3 地下工程的抗渗堵漏,渗漏水封堵的作法 1、封堵的原则：先引后堵 大漏变小漏，线漏变点漏，片漏变孔漏 2、常规做法： 1）引排导水 2）剥离

10、、剥落补修 3）化学灌浆法,4.3 地下工程的抗渗堵漏,化学灌浆法 化学浆液具备结构补强的性能和在有水情况下与混凝土粘结能力，同时对化学浆液和结构外对应图题有良好加固作用 常用灌浆材料有：颗粒性灌浆材料（即水泥浆材料和水泥水玻璃浆材）；无颗粒的快速灌浆（环氧树脂类、聚氨脂类）和丙烯酸胺类材料,（1）单液水泥浆,以水泥为主包括添加一定量的附加剂，用水配制成浆液，采用单液方式注入，这样的浆液称为单液水泥浆。所谓附加剂，是指水泥的速凝剂、早强剂、塑化剂、悬浮剂等。 单液水泥浆的特点： 水泥作为注浆材料，来源丰富，价格低廉； 浆液结石体强度高，抗渗性能好； 采用单液方式注入，工艺及设备简单，操作方便；

11、 由于水泥是颗粒材料，可注性差，难以注入中细粉砂层及细裂隙岩层； 水泥浆液初、终凝时间长，不能准确控制，容易流失，结石率低。,（2）水泥-水玻璃类浆液,水泥-水玻璃类浆液亦称C-S浆液，是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定比例采用双液方式注入，必要时加入附加剂所形成的注浆材料。水泥-水玻璃类浆液是一种用途极其广泛、使用效果良好的注浆材料。 水泥-水玻璃类浆液的特点： 浆液可控性好，凝胶时间可准确控制在几秒到几十分钟的范围内； 浆液结石体强度高，可达10.020.0MPa； 浆液的结石率高，可达100； 结石体的渗透系数小，为310cm/s； 该浆液适宜于0.2mm以上裂隙及1mm以上粒径的砂层使

12、用； 材料来源丰富，价格便宜，浆液对地下水和环境无污染。,（3）聚氨酯类浆液,聚氨酯注浆材料是由聚氨酯预聚体与添加剂(溶剂、催化剂、缓凝剂、表面活性剂、增塑剂等) 组成的化学浆液。一般是单液型，也可以是双液型；遇水后能立即分散、乳化、发生化学反应产生二氧化碳，进而膨胀、固结，最终生成一种不溶于水的固结体。 聚氨酯化学灌浆材料主要有两大系列：水溶性聚氨酯和油溶性聚氨酯。 水溶性聚氨酯灌浆材料亲水性好、包水量大、弹性大，适用于潮湿裂缝的灌浆堵漏、动水地层的堵涌水、潮湿土质表面层的防护等。 油溶性聚氨酯灌浆材料的固结体强度大、抗渗性好、弹性小，比较适合混凝土静缝的防渗堵漏及地基加固、防水堵漏兼备的工

13、程。,注浆治理隧道渗漏水,隧道渗漏水原因 通常，导致隧道渗漏水的原因有以下几点： 管片拼装质量差（螺栓未拧紧、接缝张开过大）； 封孔质量差（手孔、螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片）； 管片在制作中养护不合理，表面出现气孔和干缩裂缝； 管片在运输、拼装过程中碰撞破损，主要是局部应力集中，管片环纵面外延破裂。 遇水膨胀橡胶粘贴不牢，或过早浸水使膨胀止水效果降低； 隧道投运后，隧道不均匀沉降及周边施工影响造成管片接缝处的止水带失效。,注浆治理隧道渗漏水,注浆堵漏修复方法 （1）首先需对隧道渗漏水情况进行调研，记录下隧道内渗漏点的位置及渗漏类型和渗漏量的大小。 （2）再根据渗漏统计情况选择合适的注浆材料，确定适当的注浆工艺。 对于轻微和普通的渗漏状况，采用的堵漏手段应能够切断结构与外界水源联系，宜采用的是衬砌内注浆的方法。 对于严重的渗漏状况，采用的堵漏手段应不仅能够切断结构与外界水源联系，而且能够对周围的