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第1篇

摘要：隨著城市建設的大力發展，地下工程建設越來越多，由此引發的各類工程地質問題也逐漸顯現出來，根據城市地下工程的特點，對地下工程開挖引起的工程地質問題進行了分析并提出了預防措施。

關鍵詞：地下工程；工程地質問題；預防

城市地下工程具有現場環境條件復雜、施工難度大、技術要求高、工期長、對環境影響控制要求高等特點，是一項相當復雜的高風險性系統工程。但是，地下工程建設一般都在市區內，在其施工過程中常常會引起周圍地層的位移、變形、沉降與塌陷等環境地質效應，對周圍地面建筑物及基礎、地下早期人防和其他構筑物、公共地下管線和各種地下設施以及城市道路的路基、路面等都可能構成不同程度的危害，已經出現并且孕育諸多工程地質問題。

1地下工程開挖引起的工程地質問題

1.1地面沉降

1.1.1地層初始應力狀態的改變引起的地表沉降：地下工程開挖是在存在初始應力場的地層中進行的，開挖引起地層初始應力狀態的改變，即二次應力場，它是由地層初始應力場與開挖引起的附加應力場的疊加應力場，對應二次應力場開挖的位移場僅是由開挖引起的附加應力場。地表沉降的主要機理是由開挖面的應力釋放，附加應力等引起地層的彈塑性變形。引起初始地應力狀態改變的主要原因有：

（1）地下工程開挖引起的附加應力；

（2）地下工程施工對地層的擾動和地層損；

（3）地下水滲流引起的地下水位的變化。

1.1.2土體的固結沉降：地下工程施工引起的地表沉降與時間有關。土體內部含水滲出，體積逐漸減少，這一現象成為土的“固結”。隨著土體的固結，土體的壓縮變形和強度逐漸增長。因此，土的固結所產生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的問題之一。根據地下工程施工的特點總結固結沉降的主要原因有：

（1）地下水位下降引起的固結沉降；

（2）土體空隙水壓力變化，引起土體的固結沉降；

（3）土體擾動后，重新固結后產生沉降；

（4）土體的次固結和流變。

1.2洞室圍巖失穩

地下開挖后，洞壁圍巖由于失去了原有的巖體的支持而向洞內產生松脹變形，如果變形超過了圍巖所能承受的能力，圍巖就會被破壞。圍巖的變形破壞程度常取決于圍巖的應力狀態、巖體結構和洞室的斷面形狀等。洞室開挖使地下原來的應力狀態被破壞，圍巖應力重分布，產生變形位移。

均質巖土體中應力未達到或未超過其強度以前，在開挖過程中的變形，以彈性變形為主，變形速度快，變量小，瞬時完成，一般不易察覺；當應力達到或超過巖土體強度時，塑性變形十分明顯，發生壓碎、拉裂或剪破。當巖體強度主要由結構面控制時，與上述情況基本一樣，但當結構面組合構成圍巖不穩定條件時，巖體除了彈性變形外，塑性變形也比較明顯，它表現為圍巖分離體（巖塊）的相互錯動，圍巖松動時圍巖穩定性降低，為進一步松動創造了條件。

1.3斜坡破壞

斜坡破壞主要發生在山區城市，除直接經濟損失外，還可能造成人員傷亡，其原因主要是:由于自然地質作用和工程地質作用引發的，而工程地質作用造成的斜坡破壞較自然地質作用頻率大。當然決非任何斜坡破壞都能稱為地質災害，但斜坡破壞確屬重大的地質災害類型之一。

斜坡破壞主要形式為滑坡，其影響因素主要有巖性、構造、地形、地震、降雨及人類活動等。其中，許多山體滑坡現象是由地下工程活動引發的，即主要是由于地下工程的開挖或采掘影響到了上部的山體，使巖體開裂，地面傾斜，并在一定條件的配合下，導致山體失穩形成滑坡。在隧道建設中，滑坡現象主要發生在淺埋、偏壓及進出口等地段，其危害常常比較嚴重。為評價斜坡巖土的穩定性，預防斜坡破壞導致的地質災害，認識引起斜坡破壞的內在原因與外部條件，掌握其運動發展規律顯得非常重要，尤其是當前在城市這個人類經濟活動的密集區，斜坡破壞造成的經濟損失和人員傷亡都是巨大的，都是由于工程活動不合理造成的。

1.4地下水污染

在城市環境地質中地下水的不良作用主要表現為地下水的侵蝕。地下水的不良作用和地下水污染主要由人為引起。隨著經濟持續穩定發展，人類活動加劇，對地下水的污染越來越嚴重，主要表現為：多數城市垃圾隨意堆放；工業廢水和廢液不經處理或初步處理后任意排放。首先污染地表水，經地表水補給地下水或滲入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蝕性，對城市的建筑物基礎及地下工程不斷侵蝕破壞。

2防治措施

2.1開展詳盡的工程地質勘察

工程地質勘察資料是地下工程施工的重要依據，通過詳細的工程地質勘察，為設計施工提供需要的參數和指標，確定合理的開挖方案、開挖步驟，如果地下工程建設所涉及勘察資料不詳細、不準確，勢必給支護工程帶來事故隱患。

2.2做好開挖方案的優化選擇

地下工程的開挖方法很多，以基坑工程為例，有分層全開挖、中心島式開挖等等。開挖順序不同，引起的位移不同，中心島法的開挖順序就比從一個方向按順序向另一個方向的開挖方法，對基底隆起和樁后地面沉降有一定程度地減少。因此，基坑開挖時應做好開挖方案的優化選擇。

2.3實行科學的降水設計

水是影響基坑工程穩定的重要因素之一，從實際統計資料來看，約有70%的基坑事故與地下水有關，因此，地下工程建設中應特別注意地下水的影響。地下工程建設絕大多數都需要進行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地選擇降水方法，在此基礎上進行人工降水的方案設計，以及進行降水方案的水位預測，通過預測進行降水方案的優化，從而達到最佳的降水方案。

2.4做好現場監測，開展信息化施工技術

地下工程是土體與圍護結構體相互共同作用的一個動態變化的復雜系統，僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜的開挖和降雨等條件下支護結構與土體的變形破壞，也難以完成可靠而經濟的開挖設計。通過施工時對整個工程進行系統的監測，可以了解變化的態勢，利用監測信息的反饋分析，就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時，可做出預警，及時采取措施，保證施工和環境的安全；當安全儲備過大時，可及時修改設計，削減圍護措施。

2.5積極采用新技術、新方法

工程實踐證明，采用基坑內降水、坑內側土體加固（化學灌漿、石灰樁加固等）、及時支撐并預加軸力、增加擋墻的入土深度、墻外地層中筑帷幕、坑內降水坑外注水、分步開挖、逆作法施工、信息反饋施工法的采用等，對改善基坑變形、提高其穩定性有重要意義。計算機技術方法應廣泛地應用到地下工程建設中，如進行數據分析與計算、計算機制圖、計算機輔助深基坑設計、信息施工與管理等領域具有十分廣闊的前景。

第2篇

巖爆是深埋地下工程施工過程中常見的動力破壞現象，它是由于巖石積聚的應變能大于巖石破壞所消耗的能量時，多余的能量導致巖石碎片從巖體中剝離、崩出。強烈的巖爆常常帶來災難性的后果，如人員傷亡、施工設備毀損甚至地下工程報廢等等。針對這一問題，很多學者根據現場調查及室內模型試驗對巖爆的發生機理、預測方法、及控制手段等方面做了大量的工作[1-9]。但由于巖石固有的一些特性如各相異性、不均勻性，許多研究成果僅限于某些方面的事后驗證，沒有形成統一的認識。因此巖爆問題的研究還遠沒有形成系統的研究成果。

本文簡要介紹了國內外目前在巖爆的數學描述、發生條件以及預測方面進行的工作，旨在為相關的研究工作提供借鑒。

2．巖爆的數學描述

在分析巖爆發生機制時，人們注意到，地下洞室巖爆是巖體由于幾何及力的邊界條件發生變化導致巖石材料力學性質發生改變，從而導致巖體突然失穩。這種失穩是一種突變現象，它具有多個平衡位置、突跳、滯后、發散和不可達等特點。應用現代數學中的突變理論可以對此過程進行較好的描述，例如初等突變理論中的尖點突變模型[10,11]。

尖點突變模型的標準勢函數為[12]：

（1）

式中，為勢函數，為狀態變量，為控制變量。

令，可以確定其平衡位置，如下式。

（2）

方程實根的數目由判別式決定。

根據突變理論，為穩定的平衡，為不穩定平衡，為兩者間的轉折點。同時，在狀態－控制變量空間中，曲面M:稱為平衡曲面，參數空間曲面B:稱為分叉集，如圖1所示。在平衡曲面的上、中、下三葉分別代表可能的三個平衡位置，其中上下葉為穩定平衡，中葉為不穩定平衡。

圖1尖點突變模型[12]

用尖點突變模型可以對巖爆現象進行解釋。設為表征洞室穩定狀態的變量，為影響洞室穩定性的變量，在圖1中可以觀察到不同的路徑上洞室的穩定狀態發生的變化。

路徑始終處于上葉，在該路徑上洞室一直處于穩定的平衡狀態。雖然該路徑上洞室也有可能進入破壞狀態，但這種破壞是一個連續的過程，如圍巖較軟，其單軸抗壓強度較低，高地應力區的應力值超過了巖石的長期強度，洞室出現加速蠕變直至破壞的一種流變過程，而不是突然失穩。路徑開始處于穩定平衡的上葉，當到達上葉與中葉的皺折時，系統由穩定向非穩定過渡。此時若圍巖受到輕微的擾動，如爆破振動導致控制變量發生微小變化，路徑繼續往前時，洞室的狀態不可能進入中葉，因為中葉是不穩定的亦即不可能達到的狀態，洞室控制變量經過調整，其狀態直接跳躍到下葉，發生巖爆，洞室失穩。該路徑下洞室的狀態的不連續變化稱之為突變。

由于巖爆與圍巖的儲存和釋放的能量有關，因此一般從能量角度對洞室和圍巖組成的系統進行定量分析。

文獻[10]根據最小位能原理建立圓形洞室的尖點突變模型并定量地研究了巖爆的發生過程，得出了巖爆發生時系統必須滿足的條件。

假設外力作用在圓形洞室外的無限遠處，在圍巖應力作用下，圍巖分為彈性區和軟化區，相應的應變能分別為e和s。

（3）

（4）

總應變能：

（5）

系統的勢能由應變能和外力功組成，外力作用點在無限遠處，該處位移為零，故外力勢能為零，。

當勢能取極值時，系統處于平衡位置即，或

（6）

將（6）式變換成（2）相同的形式：（7）

（8）

（9）

各符號的意義見文獻[10]。

為圍巖彈性區廣義剛度與軟化區廣義剛度絕對值之比。

發生巖爆時，系統處于非穩定平衡狀態，此時，得。

由（8）可知，若，則。根據的定義，發生巖爆時彈性區廣義剛度小于軟化區廣義剛度。廣義剛度不僅與巖石參數，，而且與外荷載有關。由于該條件是在發生巖爆的前提下得出的，故稱為圍巖發生巖爆的必要條件。

3．與巖爆事件相關的幾個因素

巖爆的發生與很多因素有關，一般分為以巖性為主的內因條件和以圍巖應力、結構及施工荷載為主的外因條件。

3.1巖性因素

巖爆是由于圍巖儲存的彈性應變能大于巖石破碎所消耗的能量，引發巖石碎片從巖壁突然飛崩出來。因此，發生巖爆的圍巖必然有較高的儲存彈性應變能的能力。一般來講，堅硬、完整的巖體，其儲存應變能的能力高，發生巖爆的傾向性也高。

判斷巖石發生巖爆的傾向性大小可以通過多種指標測試，目前較常用的指標有巖石的脆性系數，彈性變形能指數，巖石沖擊能指標。

人們很早就注意到巖爆與巖石脆性有很大的關系，巖石的脆性越大，巖爆的傾向越高?，F代細觀力學通過室內試驗及現場采樣的斷口掃描電鏡分析[1，2]，也證明了這種關系。文獻[2]研究發現，巖爆是一漸進破壞過程：劈裂成板剪斷成塊片、塊彈射，在這個過程中，最基本的現象就是巖體脆性斷裂破壞。從這個意義上講，可以認為巖爆與巖石的脆性破裂有關。

巖石的破裂是巖石內部微裂紋產生、發展的宏觀結果。脆性破裂是指巖石破裂之前末出現任何明顯永久變形的破裂形態。由于巖石結構的復雜性（非均質、不連續），因此宏觀破裂之前的巖石形態決不是純彈性的，故脆性破裂概念指的是那種在很小(與彈性應變相比)的非彈性應變之后發生的破壞。巖石的單軸和三軸壓縮試驗均可以看出，脆性大的巖石峰值后很快發生宏觀破壞，相對來講破壞消耗的能量較少。

由巖爆的破壞過程可知，巖石的脆性破壞是巖爆發生的必不可少的先決條件之一，因此巖爆傾向性指數在很大程度上取決于巖石的脆性。

巖石的脆性系數用下式表示：

文獻[14]建議根據下式計算巖石的脆性系數，并劃分巖石的巖爆傾向：

式中為調節參數，一般取0.1，、分別為巖石單軸抗壓、抗拉強度（），、分別為單軸壓縮條件下峰值前后的應變。

無巖爆；輕微巖爆；嚴重巖爆。

彈性變形能系數是通過巖石單軸壓縮試驗得出的結果。當軸向荷載時，卸載，求出卸載過程中試樣所釋放的彈性變形能及巖石發生塑性變形和微破壞所消耗的能量，如圖2。兩者的比值稱為彈性變形能指數。根據KwasnieskiM1994年研究結果[15]，越大，發生巖爆的強度越高。以下是根據煤巖試驗得出的指標：

當時，無巖爆;

當時，弱到中等程度巖爆；

當時，強巖爆。

圖2巖石的加載卸載曲線[15]

巖石的沖擊能指標是指巖石在單軸壓縮的應力應變全過程曲線中，以應力峰值為界的左右部分曲線與應變坐標所圍成的面積，亦即巖石加載過程中所吸收的能量與破壞過程中所消耗的能量，，如圖3

圖3應力應變全過程曲線

沖擊能指標旨在建立巖石在破裂過程中釋放的能量與消耗能量的關系，當時，認為該巖石有發生巖爆的傾向。實際上，該指標僅對堅硬的巖石才有意義，如前所述，中包含巖石發生塑性變形和微破壞所消耗的能量，而不是峰值后區巖石破裂所釋放的能量。對堅硬巖石才幾乎等于巖石中儲存的彈性應變能。因此，該指標在預測巖石的巖爆傾向時較彈性變形能系數方法偏保守。文獻[9]建議在中減去巖石加載過程中所消耗的能量，即取卸載曲線下的面積代替加載曲線下的面積，見圖3，用該方法確定的沖擊能指標的更能反應巖石的巖爆傾向。

除了上述三種關系外，有些學者還提出其它方法確定巖石的巖爆傾向，如松弛試驗法，能量比及動態法等等，并建立了相應的判別準則，這些方法在一定程度上預測巖石巖爆的傾向。

3.2巖爆發生的應力條件

在有巖爆傾向的巖體中進行地下工程施工時，高的地應力使巖體聚集較高的應變能，在滿足一定的條件時導致巖爆的發生。根據國內一些工程統計，地應力場中最大主應力與單軸抗壓強度滿足以下關系時有可能發生巖爆[14]：

地下工程施工過程中，開挖卸載使圍巖應力重新分布，和按一定的比例同步上升，洞壁上，巖爆在和上升的過程中發生[6]。此時控制洞室穩定的主導因素為洞室的切向應力，據文獻[4]的研究結果，切向應力與巖石單軸抗壓強度間滿足以下關系時有可能發生巖爆：

3.3工程地質與水文地質因素

由于圍巖是一個復雜的結構體，其結構面對地下工程的穩定性將產生嚴重的影響。就巖爆而言，巖體的結構及結構上的各相異性對巖爆起控制作用，表現為不同結構面的巖體其儲能和釋放能量的差異很大，文獻[3]稱之為巖體的“巖爆的結構效應”。當主節理與最大主應力夾角為時，儲存與釋放的能量較小，常產生剪切破壞，而不產生巖爆；時，儲能能力越強，產生劇烈巖爆；或大于時，由于能量被結構面本身的永久變形所消耗，儲存下來的彈性能量較少，即使產生巖爆，強度不高。

巖爆的發生與圍巖的水文地質情況也有關。相同巖性及構造的圍巖，干燥的圍巖較存在裂隙水的圍巖更容易發生巖爆。這是因為結構面中的裂隙水使巖石的破裂強度降低，其儲存與釋放能量的能力比圍巖處于干燥環境下的能力低。

另外，巖爆還與地下空間的剖面形狀，施工順序，支護方式及爆破、地震有關，這些因素表現為影響圍巖的應力分布，或是當圍巖處于臨界平衡時，動力擾動使圍巖失穩。

4．巖爆的預測預報

以上分析可知，巖爆的影響因素很多。雖然各判別準則都是建立在室內試驗或現場調查的基礎上，但僅憑一兩個巖石指標就對巖體巖爆進行準確預測很不現實。因此，在預測巖爆時有必要全面綜合考慮這些因素。

眾所周知，巖體是一種多相不連續介質，其工程力學行為及變形和破壞機制在主客觀兩方面的相當程度上都是隨機的，模糊的，也就是不確定的，且更由于獲取信息與數據等方面限制和不完全，不充分，它又是不確知的，因此通過經典的力學方法對其描述往往不完備[17]，對于巖爆尤其如此。馮夏庭教授開創的智能巖石力學在巖爆預測方面獨樹一幟，它撇開數學力學對巖體的精確描述，通過專家經驗及工程實例，建立輸出模式到輸出模式的非線性映射，再通過網絡推理待識別巖爆發生的可能性及烈度。該方法綜合考慮了各方面的因素，如巖石的性質、巖體結構、洞室結構、開挖和支護方式等等，是其它方法無法比擬的。采用智能巖石力學方法開發的綜合智能系統成功地預測了南非金礦中的一些巖爆事件[16，17]。

根據對一些巖爆事件的統計，巖爆一般發生在洞室開挖后幾小時到幾十小時，因此洞室開挖過程中的巖爆監測預報對保證施工安全有重要的意義。

從巖爆發生的機制可知，巖爆發生的過程實際上是圍巖應變能釋放、應力重新分布的過程，可以通過對洞室的微地震事件（或聲發射）的監測來反映能量釋放過程[18,19]。然而現場監測表明，微地震事件的頻度與巖爆事件并不存在對應的關系。文獻[20]發現，地下洞室開挖過程中的微地震事件的位置分布具有分形特征，其分形維數與能量釋放率間存在某種關系。用分形幾何對巖爆描述為：巖爆實際上等效于巖體內破裂的一個分形集聚，這個破裂的分形集聚所需能量耗散隨分形維數的減少而按指數率增加，即：

如果將其監測結果采用分形幾何進行處理，可以較準確地預報巖爆事件。

5．結語

現有的研究結果表明，巖爆的產生過程是一個突變過程，可以通過尖點突變模型進行解釋；巖爆產生的最主要因素包括巖石性質，圍巖應力狀態，水文與工程地質條件等；地下工程巖爆預測必須綜合考慮各種相關因素。

隨著能源地下儲存、核廢料深埋處理、深部礦產資源開采及高地應力地區的隧道建設等大量地下工程建設的發展，巖爆問題成為人們成為目前巖石力學研究的焦點問題之一。深入分析巖爆發生機理、條件、提出巖爆的預測和控制方法對于確保工程安全具有非常重要的意義。

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第3篇

1防水設計的新理念

近幾年來，隨著新材料的推廣應用和技術進步，促使我們以全新的角度對原有建筑工程地下混凝土防水體系的設計理念，以及技術特性和優、缺點進行了總體分析和研究，指出了傳統防水體系設計方面存在的一些誤區和缺陷，并打破傳統的“一剛一柔”的保守防水理念，提出了以“剛性為主，柔性為輔”的防水結構體系設計的新理念[1]。新設計理念根據目前防水新材料、新技術方面的應用效果和實踐經驗，提出了注重結構剛性自防水的防水結構體系設計新觀點、新方案，并指出地下混凝土自身防水是解決問題的關鍵，并根據防水等級和設計要求，輔以與混凝土基層具有粘結牢固、且不會引起防水層層間竄水的、剛性或剛柔型的防水涂層相結合的防水結構體系設計方案，放棄使用各類改性瀝青基和橡膠類防水卷材做外防水層的傳統設計方案。

2防水機理和解決方案

2.1混凝土剛性防水體系的防水機理

主要是通過封閉混凝土中水泥砂漿內部的毛細孔和孔洞缺陷等連通的孔隙結構，來達到防水的目的。根據所用材料不同，封閉微孔的方式也不同。其一，利用混凝土外加劑（如防水劑及水泥基滲透結晶性防水材料中的活性化學物質）在水的作用下，與未水化水泥顆粒所形成的不溶于水的凝膠體，來填充混凝土內部的孔隙結構或微裂縫。其二，利用外加劑（如膨脹劑）或膨脹水泥中的無機膨脹結晶組分，填充水泥石水化硬化初期的孔隙結構，提高了混凝土內部的密實度，堵塞透水通道。其三，利用水性高分子聚合物滲透和填充到水泥石的孔隙結構中（如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂漿、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料），直接封閉透水通道。

2.2剛性防水材料的特點和種類

剛性防水材料主要是指將防水材料摻入混凝土和水泥砂漿中，或將其配成漿料涂刷（抹）或滲透于混凝土或水泥砂漿表面，與其共同組成剛性自防水結構體系的材料。它們主要包括：（1）混凝土、砂漿的外加劑（如：各種混凝土、砂漿防水劑、膨脹劑、引氣劑和減水劑等）。注：完全剛性。（2）水性高分子聚合物樹脂（如：改性乙烯—醋酸乙烯乳液EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和環氧樹脂、可分散乳膠粉、有機硅橡膠等）。注：剛柔可調。（3）水泥基防水材料（如防水寶、確保時和水不漏等）。注：完全剛性。（4）水泥基滲透結晶型防水材料，簡稱CCCW。注：完全剛性，并有自修復混凝土微裂縫的功能。

2.3混凝土剛性防水體系的優缺點

（1）優點：在混凝土或水泥砂漿內部形成了自身整體的防水能力，從微觀結構上看，處處都形成可靠的防水屏障。（2）缺點：不能適應應力變形所引起的混凝土或水泥砂漿裂縫的發生。但該體系發生裂縫引起滲漏時，要進行修復是非常簡單的，且費用也較低。對該體系通常采取綜合堵漏的處理方法，作為出現滲漏的補充防范手段。

2.4解決方案及說明

當前最簡單和最省錢的解決方案，就是在設計時不使用（或淘汰）瀝青基或橡膠類防水卷材做地下混凝土的外防水層，而只使用普通硅酸鹽水泥和混凝土復合防水劑，來配制高質量的自防水混凝土作為防水設防，必要時輔以聚合物水泥（乳液）防水涂料或水泥基滲透結晶型防水材料做補充，以提高系統的防水等級。說明一：為什么要淘汰防水卷材眾所周知，傳統的地下混凝土工程的防水設計，一般要將防水卷材做在混凝土底板的墊層上面，形成一層膜防水層，再將混凝土結構底板澆筑在防水層之上，這種設計方案已經延續了幾十年，很少有人提出異議。但實踐證明，在工程的實際使用中，這層防水卷材是不可能承受結構混凝土底板與混凝土墊層之間的壓應力的，此時防水卷材被建筑物上部重量傳遞下來的力完全擠壓破壞了，早已失去整體防水層的作用了。因此，地下混凝土工程的防水設計只能采用剛性防水為主的防水結構體系的設計方案，所以做好混凝土自身的防水才是關鍵所在。說明二：為什么要用混凝土防水劑。因為防水劑在混凝土中與未水化的水泥顆粒反應產生的是微膨脹不溶于水的凝膠體，其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨脹劑所產生的是相對不穩定的礦物結晶體，僅有短期效果，而且應用條件也是有限的，用其做混凝土防水是錯誤的，效果較差風險很大，尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此，在設計自防水混凝土時應優先考慮使用混凝土防水劑而非膨脹劑。說明三：防水設計規范的限制規范規定對地下工程的防水設計，除了必須有自防水混凝土這道防水措施之外，還要有附加外防水層的設計要求，而且強調要做到剛柔相濟，這就是傳統設計的“一剛一柔”的防水設計理念。在現實中，由于往往不太重視對自防水混凝土的設計和施工要求，而所做的柔性防水層又出了上述差錯，這就是我們現在地下工程滲漏問題嚴重的根源所在。綜上所述，地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是關鍵，而自防水混凝土的關鍵是選用何種混凝土外加劑。

3推薦選用的首選設計方案

目前，解決自防水混凝土的設計方案有如下幾種：（1）采用復合防水劑配制自防水混凝土的方案。通常是將混凝土防水劑與一些高效減水劑或泵送劑復合使用，替代膨脹劑和其他減水劑的方案。目前工程應用效果比較好的是混凝土防水復合液（如北京大胡子商標的產品），在全國和山東省已有眾多工程應用，效果良好。（2）是用水泥基滲透結晶型防水材料。如中核公司的2000或加拿大進口的XYPEX（賽柏斯）等，摻入混凝土或在其表面涂刷使用，使其活性成分激發混凝土中的水泥顆粒，形成新的凝膠物質封閉混凝土內部的微孔結構，達到防水目的。但此方案有時因材料價格較貴，防水費用相對較高。（3）選用與混凝土粘結力好、不會引起結合（粘接）層間竄水的剛柔性或剛性（如聚合物水泥（乳液）防水涂料和聚合物水泥防水砂漿等）防水材料，涂（抹）敷在混凝土表面，起到防水層的作用。這些材料可以與基層混凝土結合牢固，甚至可以滲透到混凝土的表層內部，但對混凝土基層的整體性能要求較高，一般可以作為附加的輔助防水措施使用。上述做法的共同優勢都是防水材料與混凝土基層結合形成一個整體的防水機制，即使防水系統個別部位(如結構因溫度或受力變形引起的開裂等)破壞致使滲漏發生，也不會引起像柔性卷材防水系統那樣發生大面積滲漏，而且堵漏和維修操作簡便，費用也較低。因此，我們建議應從設計著手，直接采用第一種方案，即用復合防水劑及其設計方案，在混凝土施工時就配制優質的自防水混凝土，做好混凝土自身的剛性防水體系。如設計有需求時，再輔以第二或第三種方案中涂層的一種，以提高地下混凝土的防水等級和可靠性。這樣做的優勢是只稍微增加或基本不增加現澆自防水混凝土的成本，并節省了原設計防水卷材的費用，或者將其換成了更可靠的防水涂層材料，而且施工技術和條件比防水卷材要求低、速度快、質量好、綜合造價低、后期維護費用少，建設方比較容易接受。

4要注意或應避免發生的問題

（1）地下混凝土工程發生滲漏的現象多種多樣，情況也比較復雜。在制定處理方案時，應仔細分析，判明原因，再對癥處理。尤其是對底板和側墻的裂縫處理應十分謹慎，不要輕易使用水性聚氨酯等有機聚合物的壓力灌漿材料堵漏。應查看裂縫的位置與受力關系，盡可能選用水泥基滲透結晶型防水材料進行堵漏和防水處理，使修復后的混凝土能通過自愈形成同類材料的結構整體，不要留下結構方面的隱患。（2）對于地下混凝土防水設計方案中，在自防水混凝土表面設計選用聚合物水泥（乳液）防水涂料做防水附加層時，此時該附加層一般可以設計做在混凝土的背水面上[3]，這樣施工簡便，不影響工期，費用也較低。若地下水對混凝土有腐蝕性時，再做在迎水面上，以保護混凝土不受侵蝕。

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