一、人防地下工程防水标准与防水等级
地下工程埋设于地下,绝大多数被地下水包围,时刻受到水的渗透作用,对工程使用及维护管理影响极大,因此制定一个既能体现各类工程应具有的防水要求,又符合我国实际情况和技术水平的防水等级和标准,作为设计、施工、维护管理的依据是十分必要的。根据现行地下防水工程国家标准《地下防水工程技术规范》(GBJ108-87),地下工程防水标准如表1-2。
表1-2 地下工程防水设计标准
防水等级 标准
一级 不允许渗水,围护结构无湿渍
二级 不允许漏水,围护结构有少量、偶见的湿渍
三级 有少量漏水点,不得有线流和漏泥沙,每昼夜漏水量<0.5L/m2
四级 有漏水点,不得有线流和漏泥沙,每昼夜漏水量<2L/m2
一级:不允许渗漏,在围护结构表面不得有湿渍,即通常所说:“滴水不湿,不渗”。
地下工程围护结构表面存在着地下水渗透和水份蒸发两种现象,当渗透小于蒸发,则围护结构表面不留有湿渍。通常砼结构散湿量为0.012~0.024升/米2·日,这些散湿量是正常的人工通风系统所能承担的。
二级:不允许漏水,但允许有少量、偶见的湿渍。这时砼渗透大于蒸发。在这种情况下实际渗漏
量约为0.025~0.2升/米2·日。
三级:有少量漏水点,漏水点不得有线流和漏泥沙,宏观地限制了单个漏水点的漏水情况,同时规定每天允许漏水量小于0.5升/米2·日,限制工程每天总漏水量,是以工程围护结构面积的平均值衡量的。围护结构包括外墙、顶板和底板。
四级:有漏水点,漏水点不得有线流和漏泥沙,每天允许漏水量小于2升/米2·日。
防水等级根据地下工程重要性和使用要求确定,参见表1-3。由于地下工程类型繁多,表中未列入的工程可按重要性和使用要求参照该表工程类型确定防水等级。
表1-3 各类地下工程的防水等级
防水等级 工程名称
一级 医院、餐厅、旅馆、影剧院、商场、冷库、金库、档案库、通信工程、计算机房、电站控制室、配电间、防水要求较高的生产车间 指挥工程、武器弹药库、防水要求较高的人员掩蔽部 铁路旅客站台、行李房、地下铁道车站、城市人行地道
二级 一般生产车间、空调机房、发电机房、燃料库 一般人员掩蔽工程 电气化铁路隧道、地铁运行区间隧道、城市公路隧道、水泵房
三级 电缆隧道 水下隧道、非电气化铁路隧道、一般公路隧道
四级 取水隧道、污水排放隧道 人防疏散干道 涵洞
注:1、地下工程的防水等级,可按工程或组成单元划分。
2、对防潮要求较高的工程,除应按一级防水等级外,还应采取相应的防潮措施。
二、人防工程防水技术分类
(一)按防水作用分类
防水技术按防水措施所起的作用可分为隔水法、排水降水法、综合防水法三大类。
隔水法:将水阻隔在建筑物地下室外的方法,水与地下室的围护结构直接接触。采用的方法有整体自防水、砼自防水以及在结构防水砼上再加做防水层。
排水降水法:是使建筑物地下室的围护结构不与地下水接触的方法。分为外排水降水法和内排水。
降水法。在设计上应尽量避免采用排水降水法。
综合防水法:是将隔水法与排水降水法相结合的方法,这是针对地下室防水工程要求较高时,必须确保防水可靠性而采取多种措施以提高防水效果。但应分清主次,以降排为主,隔水为辅,或以隔水为主,降排为辅。
在以上方法中,隔水法是主要采用的方法,在地下室防水工程中占95%以上。
(二)按防水材料性质分类
防水技术依据采用材料的性质不同,可分为柔性防水和刚性防水及注浆防水三大类。柔性防水采用柔性防水材料,主要包括各种卷材、涂料、密封膏,这些材料经过施工形成整体的防水层,附着在建筑构件的迎水面或背水面,达到防水的目的。 刚性防水采用的主要是砂浆和砼或掺有外加剂的砂浆和砼类刚性材料。这些材料组成的建筑物构件(如底板、墙板、楼顶板等)依靠材料的自身密实性来达到建筑物的防水目的。在多年的施工实践中,对一些防水要求较高的地下工程往往采用刚柔相结合的方法来提高防水的可靠性和工程的使用寿命。
注浆防水是利用压力将注浆材料压入围岩、衬砌裂隙或壁后空隙,达到堵塞裂缝、增强防水的目的。注浆防水已在国内许多地下工程中广泛应用,成为地下工程防水的有效措施。注浆包括预注浆、衬砌前围岩注浆、回填注浆、衬砌内注浆、衬砌后围岩注浆等。在工程开挖前,预计涌水量大的地段、软弱地层,宜采用预注浆;开挖后有大股涌水或大面积渗漏水时,应采用衬砌前围岩注浆;衬砌后渗漏水严重地段或充填壁后的空隙地段,宜进行回填注衬砌后或回填注浆后仍有渗漏水时,宜采用衬砌内注浆或衬砌后围岩注浆。 注浆施工时应尽量采用无毒或低毒注浆材料,例如水泥系、水玻璃系,当必须采用有毒化学注浆材料时,如丙烯酰胺、聚氨酯系时,为防止环境污染除了在施工现场对废水、废液应妥善处理外,注浆点应距饮用水源一定距离。由于浆液扩散范围与工程水文地质和注浆工艺有很大关系,因此注浆点应尽量远离水源,日本规定,必须距水源10m以外,国内试验数据为7~30m。
(三)按防水处理对象分类
1.围护结构防水
地下工程结构防水处理一般采用防水砼和附加防水层。
防水砼是地下工程围护结构的主体,是地下工程防水最基本防线,因此如何保证防水砼质量,对提高结构自防水质量是至关重要的。附加防水层包括水泥砂浆防水层、卷材防水层、涂料防水层、金属防水层。它是附加在围护结构上的防水层,既可作外防水层,又能作内防水层或夹层防水层,在工程上可以单独使用,又可复
合使用。附加防水层适用于需增强其防水能力,受侵蚀性介质作用或受振动作用的地下工程。如水泥砂浆防水层适用于在使用过程不致由于结构沉降、受振动或温度、湿度变化而产生裂缝的结构。附加防水层可在结构迎水面或复合衬砌之间作附加防水层,防水效果一般比作在背水面好。但应根据工程施工等各种不同条件来选择。
2.细部构造防水
地下工程的变形缝、后浇缝、施工缝、穿墙管、埋设件、孔口、坑池等处是整个工程防水的薄弱环节。地下工程的渗漏水,除结构本身缺陷外,大多是由于这些部位处理不当引起的,因此必须做好细部构造的设计与施工。变形缝(沉降缝、伸缩缝、抗震缝)一般采用柔性(橡胶条)接缝件,抵御变形、参与防水,后浇缝、施工缝一般采用预埋止水金属板。
(四)已建工程渗漏水治理
处理地下人防工事渗漏水的技术分为两个部分:一是堵漏,二是防渗,前者主要采用注浆技术封堵集束高压力漏水,后者指处理分散低压力渗水。分散低压力渗水是以慢漏形式出现的微量渗水,是人防工程常见的“水害”,且不易根治,一般需根据具体渗漏情况,综合采用注浆、喷涂、抹面等措施。
(五)特殊施工法地下结构的防水
特殊施工法的结构防水,包括盾构衬砌、顶管、沉井、地下连续墙、锚喷支护等。盾构衬砌防水除了管片精度外,主要是管片接缝、螺栓孔的防水。为了防止管片衬砌变形影响, 应在衬砌与土体间的间隙及时注浆充填。对竖井与隧道结合处,宜采用柔性处理,并宜加固竖井洞圈周围土体。顶管主要是顶管接头防水,一般土质采用刚性接口,粉砂土质采用刚柔结合接口,粉砂土质地区的垂直出入口前后三节的管筒接口采用柔性接口。每道接缝应连续作业一天完成。对管筒接口的缝深与宽度应有一定比例,宽度应大于深度,缝深宜为30~40mm。沉井防水主要应抓好沉井的施工缝和封底。沉井的施工缝是防水的薄弱环节,在井壁外侧接缝处上下和200mm内宜设置附加防水层。沉井封底是影响防水效果的关键一环。干封底能确保封底砼的 强度和抗渗性,并能节约砼,加快工程进度。所以应在地质条件许可时,采用干封底。水下封底应在达到养护期后方可排水清淤。地下连续墙施工应根据工程要求和施工条件来划分槽段,应尽量减少槽段数量。墙体接缝应避开拐角部位。在施工时坍方体掉入槽内,易造成墙体缺陷而产生渗漏,因此应对防坍采取相应防范措施。
锚喷支护的防水除了提高喷射砼抗渗能力外,应抓住喷射砼厚度及锚杆孔渗水问题。规范规定,喷射砼厚度应大于80mm,对坑道变截面及轴线转折点的阳角部位,应增加喷射砼厚度30~50mm。对渗漏水锚杆孔,应预先进行注浆堵水,再埋设锚杆。