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隧道及地下工程防水體系失效性是指防水體系和材料使用過(guò)程中，由于外部作用侵蝕破壞或內部材料弱化，抵抗地下水環(huán)境的能力減弱或全部喪失。分析和研究地下工程在不同地下工程在不同地下水環(huán)境介質(zhì)中的失效影響因素與機理、失效材料所產(chǎn)生的物質(zhì)對周?chē)Y構體性能的影響、建立評價(jià)各種失效影響因素指標及失效檢測方法，是地下工程防水體系應研究的重要問(wèn)題。
一、防水施工原因
前述統計數據表明，防水施工階段是地下工程防水滲漏的主要環(huán)節，對部分防水滲漏案例進(jìn)行分析后發(fā)現，既有施工不精心和工藝方面的原因，也有施工管理和檢測方面的原因，同時(shí)采用不同施工方法的地下工程，其防水滲漏原因也不盡相同。
1. 復合襯砌隧道一般采用高分子防水板(卷材)，其失效原因主要有:a、防水卷材材質(zhì)本身不能和噴射混凝土初襯密貼，安設時(shí)的沖擊、背面突出物等易將防水板扎破，導致漏水;b、板與板間的接合部室薄弱環(huán)節，稍有不慎會(huì )導致整個(gè)防水體系失敗;c、如遇混凝土壁面有較大空洞和凹凸的部位，二次襯砌的擠壓及圍巖變形會(huì )使防水板拉伸，特別是結合部位易發(fā)生斷裂破壞。
2. 噴涂防水的隧道及地下工程防水體系滲漏的原因有:噴涂防水膜很難保證其均勻性，雖然一般噴涂材料延展性較好，但抗拉強度較低，如發(fā)生較大外力作用，結構會(huì )發(fā)生變形和位移;易導致防水膜破裂，致使整個(gè)防水體系失效;另外該施工方法對噴涂的施工工藝精度要求高，但一般工程很難達到。
3. 自防水混凝土的防水體系失敗的原因有:地下工程工作面狹小，混凝土振搗密度實(shí)度很難達到設計抗滲的要求，另外施工縫合變形縫也是這種防水措施的薄弱環(huán)節。
以上原因說(shuō)明，防水施工過(guò)程是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節，因此應強化防水施工的重要性，針對不同的防水方法制定相應的施工細則，并建立防水施工質(zhì)量檢測機制。
二.防水設計原因
一部分設計師對防水重要性的認識不夠，認為地下滲漏水不影響結構的安全問(wèn)題，在選用材料和設計方式上重視程度不夠，因此在防水設計方案中結合結構特征認真研究不充分，致使防水設計不合理。
由防水設計理念問(wèn)題引發(fā)的滲漏: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不到這一要求，因此地下工程防水設計應考慮放排水系統的可維護性和易更換性。
有防水設計經(jīng)濟性問(wèn)題引發(fā)的滲漏:盡管防水工程在地下工程中占得工程總費用比例是較小的，但往往設計者考慮造價(jià)的原因，仍選用價(jià)廉差的材料，也是導致防水滲漏的原因。壹八柒東方陸五五加柒，三六。八六。東方土工材料股份有限公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)長(cháng)絲土工布、防水板、自粘式防水板、土工膜、防水毯等土工材料。
三.防水材料變異的原因
根據研究，發(fā)現由于防水材料材質(zhì)的變異導致防水體系失效的情況占有較大的比例，其原因有地下水環(huán)境和微生物侵蝕對防水材料性能的弱化、已有防水材料材質(zhì)固有的弱點(diǎn)隨使用的環(huán)境的惡劣和使用時(shí)間推移逐漸喪失的防水功能。如某鐵路隧道在維修養護時(shí)，其防水卷材已變質(zhì)老化。發(fā)生這些情況歸納起來(lái)，主要有以下原因:a、劣質(zhì)的混凝土添加劑中含有高濃度的堿性成分和不易分解的鹽類(lèi)物質(zhì)，導致混凝土結構的松軟，析出的物質(zhì)對防水卷材起了侵蝕作用;b、凍融交替使得防水材料結構變異;c、微生物侵蝕、粘結材料變異;d、地下水中含有不同濃度的酸、堿、鹽離子對材料的侵蝕;e、防水材料材質(zhì)結構的不穩定導致材料結構組織的變異。
四.工程結構變異原因
地下工程長(cháng)期處于復雜的環(huán)境中，致使結構產(chǎn)生變異的不利因素很多，一旦發(fā)生變異，襯砌結構就會(huì )出現位移和變形、開(kāi)裂、混凝土剝落等現象，進(jìn)而使得防水體系失效。如由于圍巖具有流變性，后期的圍巖應力在長(cháng)期的調整過(guò)程中可能會(huì )使防水板受到來(lái)自一襯和二襯得長(cháng)期擠壓，在基面不平衡或有突出點(diǎn)處產(chǎn)生穿刺性損傷，造成防水層失效。在四季溫差較大的場(chǎng)合，常年凍融交替，在凍脹力的強烈作用下，殘余變形逐年積累，使襯砌結構位移和開(kāi)裂，導致防水層逐步失效。結構本身材料劣化引起的變異，如混凝土碳化、鹽害、堿集料反應等，其析出物也是造成防水體系破壞的原因。
五.維護和管理原因
排水系統堵塞。不暢時(shí)，如果維護部善，將導致較大的水壓長(cháng)期積累引起結構開(kāi)裂，破壞防水體系。在嚴寒地區的隧道，冰凍產(chǎn)生的凍脹力是導致結構開(kāi)裂和排水管堵塞破裂的重要原因，因此隧道及地下工程的維修養護是十分重要的。
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