地下工程论文范文

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第1篇

摘要：随着城市建设的大力发展，地下工程建设越来越多，由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来，根据城市地下工程的特点，对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。

关键词：地下工程；工程地质问题；预防

城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点，是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害，已经出现并且孕育诸多工程地质问题。

1地下工程开挖引起的工程地质问题

1.1地面沉降

1.1.1地层初始应力状态的改变引起的地表沉降：地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的，开挖引起地层初始应力状态的改变，即二次应力场，它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场，对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放，附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有：

（1）地下工程开挖引起的附加应力；

（2）地下工程施工对地层的扰动和地层损；

（3）地下水渗流引起的地下水位的变化。

1.1.2土体的固结沉降：地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出，体积逐渐减少，这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结，土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此，土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有：

（1）地下水位下降引起的固结沉降；

（2）土体空隙水压力变化，引起土体的固结沉降；

（3）土体扰动后，重新固结后产生沉降；

（4）土体的次固结和流变。

1.2洞室围岩失稳

地下开挖后，洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形，如果变形超过了围岩所能承受的能力，围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏，围岩应力重分布，产生变形位移。

均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前，在开挖过程中的变形，以弹性变形为主，变形速度快，变量小，瞬时完成，一般不易察觉；当应力达到或超过岩土体强度时，塑性变形十分明显，发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时，与上述情况基本一样，但当结构面组合构成围岩不稳定条件时，岩体除了弹性变形外，塑性变形也比较明显，它表现为围岩分离体（岩块）的相互错动，围岩松动时围岩稳定性降低，为进一步松动创造了条件。

1.3斜坡破坏

斜坡破坏主要发生在山区城市，除直接经济损失外，还可能造成人员伤亡，其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的，而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害，但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。

斜坡破坏主要形式为滑坡，其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中，许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的，即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体，使岩体开裂，地面倾斜，并在一定条件的配合下，导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中，滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段，其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性，预防斜坡破坏导致的地质灾害，认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件，掌握其运动发展规律显得非常重要，尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区，斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的，都是由于工程活动不合理造成的。

1.4地下水污染

在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展，人类活动加剧，对地下水的污染越来越严重，主要表现为：多数城市垃圾随意堆放；工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水，经地表水补给地下水或渗入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蚀性，对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。

2防治措施

2.1开展详尽的工程地质勘察

工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据，通过详细的工程地质勘察，为设计施工提供需要的参数和指标，确定合理的开挖方案、开挖步骤，如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确，势必给支护工程带来事故隐患。

2.2做好开挖方案的优化选择

地下工程的开挖方法很多，以基坑工程为例，有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同，引起的位移不同，中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法，对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此，基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。

2.3实行科学的降水设计

水是影响基坑工程稳定的重要因素之一，从实际统计资料来看，约有70%的基坑事故与地下水有关，因此，地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地选择降水方法，在此基础上进行人工降水的方案设计，以及进行降水方案的水位预测，通过预测进行降水方案的优化，从而达到最佳的降水方案。

2.4做好现场监测，开展信息化施工技术

地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统，仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏，也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测，可以了解变化的态势，利用监测信息的反馈分析，就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施。

2.5积极采用新技术、新方法

工程实践证明，采用基坑内降水、坑内侧土体加固（化学灌浆、石灰桩加固等）、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等，对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中，如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。

第2篇

岩爆是深埋地下工程施工过程中常见的动力破坏现象，它是由于岩石积聚的应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，多余的能量导致岩石碎片从岩体中剥离、崩出。强烈的岩爆常常带来灾难性的后果，如人员伤亡、施工设备毁损甚至地下工程报废等等。针对这一问题，很多学者根据现场调查及室内模型试验对岩爆的发生机理、预测方法、及控制手段等方面做了大量的工作[1-9]。但由于岩石固有的一些特性如各相异性、不均匀性，许多研究成果仅限于某些方面的事后验证，没有形成统一的认识。因此岩爆问题的研究还远没有形成系统的研究成果。

本文简要介绍了国内外目前在岩爆的数学描述、发生条件以及预测方面进行的工作，旨在为相关的研究工作提供借鉴。

2．岩爆的数学描述

在分析岩爆发生机制时，人们注意到，地下洞室岩爆是岩体由于几何及力的边界条件发生变化导致岩石材料力学性质发生改变，从而导致岩体突然失稳。这种失稳是一种突变现象，它具有多个平衡位置、突跳、滞后、发散和不可达等特点。应用现代数学中的突变理论可以对此过程进行较好的描述，例如初等突变理论中的尖点突变模型[10,11]。

尖点突变模型的标准势函数为[12]：

（1）

式中，为势函数，为状态变量，为控制变量。

令，可以确定其平衡位置，如下式。

（2）

方程实根的数目由判别式决定。

根据突变理论，为稳定的平衡，为不稳定平衡，为两者间的转折点。同时，在状态－控制变量空间中，曲面M:称为平衡曲面，参数空间曲面B:称为分叉集，如图1所示。在平衡曲面的上、中、下三叶分别代表可能的三个平衡位置，其中上下叶为稳定平衡，中叶为不稳定平衡。

图1尖点突变模型[12]

用尖点突变模型可以对岩爆现象进行解释。设为表征洞室稳定状态的变量，为影响洞室稳定性的变量，在图1中可以观察到不同的路径上洞室的稳定状态发生的变化。

路径始终处于上叶，在该路径上洞室一直处于稳定的平衡状态。虽然该路径上洞室也有可能进入破坏状态，但这种破坏是一个连续的过程，如围岩较软，其单轴抗压强度较低，高地应力区的应力值超过了岩石的长期强度，洞室出现加速蠕变直至破坏的一种流变过程，而不是突然失稳。路径开始处于稳定平衡的上叶，当到达上叶与中叶的皱折时，系统由稳定向非稳定过渡。此时若围岩受到轻微的扰动，如爆破振动导致控制变量发生微小变化，路径继续往前时，洞室的状态不可能进入中叶，因为中叶是不稳定的亦即不可能达到的状态，洞室控制变量经过调整，其状态直接跳跃到下叶，发生岩爆，洞室失稳。该路径下洞室的状态的不连续变化称之为突变。

由于岩爆与围岩的储存和释放的能量有关，因此一般从能量角度对洞室和围岩组成的系统进行定量分析。

文献[10]根据最小位能原理建立圆形洞室的尖点突变模型并定量地研究了岩爆的发生过程，得出了岩爆发生时系统必须满足的条件。

假设外力作用在圆形洞室外的无限远处，在围岩应力作用下，围岩分为弹性区和软化区，相应的应变能分别为e和s。

（3）

（4）

总应变能：

（5）

系统的势能由应变能和外力功组成，外力作用点在无限远处，该处位移为零，故外力势能为零，。

当势能取极值时，系统处于平衡位置即，或

（6）

将（6）式变换成（2）相同的形式：（7）

（8）

（9）

各符号的意义见文献[10]。

为围岩弹性区广义刚度与软化区广义刚度绝对值之比。

发生岩爆时，系统处于非稳定平衡状态，此时，得。

由（8）可知，若，则。根据的定义，发生岩爆时弹性区广义刚度小于软化区广义刚度。广义刚度不仅与岩石参数，，而且与外荷载有关。由于该条件是在发生岩爆的前提下得出的，故称为围岩发生岩爆的必要条件。

3．与岩爆事件相关的几个因素

岩爆的发生与很多因素有关，一般分为以岩性为主的内因条件和以围岩应力、结构及施工荷载为主的外因条件。

3.1岩性因素

岩爆是由于围岩储存的弹性应变能大于岩石破碎所消耗的能量，引发岩石碎片从岩壁突然飞崩出来。因此，发生岩爆的围岩必然有较高的储存弹性应变能的能力。一般来讲，坚硬、完整的岩体，其储存应变能的能力高，发生岩爆的倾向性也高。

判断岩石发生岩爆的倾向性大小可以通过多种指标测试，目前较常用的指标有岩石的脆性系数，弹性变形能指数，岩石冲击能指标。

人们很早就注意到岩爆与岩石脆性有很大的关系，岩石的脆性越大，岩爆的倾向越高。现代细观力学通过室内试验及现场采样的断口扫描电镜分析[1，2]，也证明了这种关系。文献[2]研究发现，岩爆是一渐进破坏过程：劈裂成板剪断成块片、块弹射，在这个过程中，最基本的现象就是岩体脆性断裂破坏。从这个意义上讲，可以认为岩爆与岩石的脆性破裂有关。

岩石的破裂是岩石内部微裂纹产生、发展的宏观结果。脆性破裂是指岩石破裂之前末出现任何明显永久变形的破裂形态。由于岩石结构的复杂性（非均质、不连续），因此宏观破裂之前的岩石形态决不是纯弹性的，故脆性破裂概念指的是那种在很小(与弹性应变相比)的非弹性应变之后发生的破坏。岩石的单轴和三轴压缩试验均可以看出，脆性大的岩石峰值后很快发生宏观破坏，相对来讲破坏消耗的能量较少。

由岩爆的破坏过程可知，岩石的脆性破坏是岩爆发生的必不可少的先决条件之一，因此岩爆倾向性指数在很大程度上取决于岩石的脆性。

岩石的脆性系数用下式表示：

文献[14]建议根据下式计算岩石的脆性系数，并划分岩石的岩爆倾向：

式中为调节参数，一般取0.1，、分别为岩石单轴抗压、抗拉强度（），、分别为单轴压缩条件下峰值前后的应变。

无岩爆；轻微岩爆；严重岩爆。

弹性变形能系数是通过岩石单轴压缩试验得出的结果。当轴向荷载时，卸载，求出卸载过程中试样所释放的弹性变形能及岩石发生塑性变形和微破坏所消耗的能量，如图2。两者的比值称为弹性变形能指数。根据KwasnieskiM1994年研究结果[15]，越大，发生岩爆的强度越高。以下是根据煤岩试验得出的指标：

当时，无岩爆;

当时，弱到中等程度岩爆；

当时，强岩爆。

图2岩石的加载卸载曲线[15]

岩石的冲击能指标是指岩石在单轴压缩的应力应变全过程曲线中，以应力峰值为界的左右部分曲线与应变坐标所围成的面积，亦即岩石加载过程中所吸收的能量与破坏过程中所消耗的能量，，如图3

图3应力应变全过程曲线

冲击能指标旨在建立岩石在破裂过程中释放的能量与消耗能量的关系，当时，认为该岩石有发生岩爆的倾向。实际上，该指标仅对坚硬的岩石才有意义，如前所述，中包含岩石发生塑性变形和微破坏所消耗的能量，而不是峰值后区岩石破裂所释放的能量。对坚硬岩石才几乎等于岩石中储存的弹性应变能。因此，该指标在预测岩石的岩爆倾向时较弹性变形能系数方法偏保守。文献[9]建议在中减去岩石加载过程中所消耗的能量，即取卸载曲线下的面积代替加载曲线下的面积，见图3，用该方法确定的冲击能指标的更能反应岩石的岩爆倾向。

除了上述三种关系外，有些学者还提出其它方法确定岩石的岩爆倾向，如松弛试验法，能量比及动态法等等，并建立了相应的判别准则，这些方法在一定程度上预测岩石岩爆的倾向。

3.2岩爆发生的应力条件

在有岩爆倾向的岩体中进行地下工程施工时，高的地应力使岩体聚集较高的应变能，在满足一定的条件时导致岩爆的发生。根据国内一些工程统计，地应力场中最大主应力与单轴抗压强度满足以下关系时有可能发生岩爆[14]：

地下工程施工过程中，开挖卸载使围岩应力重新分布，和按一定的比例同步上升，洞壁上，岩爆在和上升的过程中发生[6]。此时控制洞室稳定的主导因素为洞室的切向应力，据文献[4]的研究结果，切向应力与岩石单轴抗压强度间满足以下关系时有可能发生岩爆：

3.3工程地质与水文地质因素

由于围岩是一个复杂的结构体，其结构面对地下工程的稳定性将产生严重的影响。就岩爆而言，岩体的结构及结构上的各相异性对岩爆起控制作用，表现为不同结构面的岩体其储能和释放能量的差异很大，文献[3]称之为岩体的“岩爆的结构效应”。当主节理与最大主应力夹角为时，储存与释放的能量较小，常产生剪切破坏，而不产生岩爆；时，储能能力越强，产生剧烈岩爆；或大于时，由于能量被结构面本身的永久变形所消耗，储存下来的弹性能量较少，即使产生岩爆，强度不高。

岩爆的发生与围岩的水文地质情况也有关。相同岩性及构造的围岩，干燥的围岩较存在裂隙水的围岩更容易发生岩爆。这是因为结构面中的裂隙水使岩石的破裂强度降低，其储存与释放能量的能力比围岩处于干燥环境下的能力低。

另外，岩爆还与地下空间的剖面形状，施工顺序，支护方式及爆破、地震有关，这些因素表现为影响围岩的应力分布，或是当围岩处于临界平衡时，动力扰动使围岩失稳。

4．岩爆的预测预报

以上分析可知，岩爆的影响因素很多。虽然各判别准则都是建立在室内试验或现场调查的基础上，但仅凭一两个岩石指标就对岩体岩爆进行准确预测很不现实。因此，在预测岩爆时有必要全面综合考虑这些因素。

众所周知，岩体是一种多相不连续介质，其工程力学行为及变形和破坏机制在主客观两方面的相当程度上都是随机的，模糊的，也就是不确定的，且更由于获取信息与数据等方面限制和不完全，不充分，它又是不确知的，因此通过经典的力学方法对其描述往往不完备[17]，对于岩爆尤其如此。冯夏庭教授开创的智能岩石力学在岩爆预测方面独树一帜，它撇开数学力学对岩体的精确描述，通过专家经验及工程实例，建立输出模式到输出模式的非线性映射，再通过网络推理待识别岩爆发生的可能性及烈度。该方法综合考虑了各方面的因素，如岩石的性质、岩体结构、洞室结构、开挖和支护方式等等，是其它方法无法比拟的。采用智能岩石力学方法开发的综合智能系统成功地预测了南非金矿中的一些岩爆事件[16，17]。

根据对一些岩爆事件的统计，岩爆一般发生在洞室开挖后几小时到几十小时，因此洞室开挖过程中的岩爆监测预报对保证施工安全有重要的意义。

从岩爆发生的机制可知，岩爆发生的过程实际上是围岩应变能释放、应力重新分布的过程，可以通过对洞室的微地震事件（或声发射）的监测来反映能量释放过程[18,19]。然而现场监测表明，微地震事件的频度与岩爆事件并不存在对应的关系。文献[20]发现，地下洞室开挖过程中的微地震事件的位置分布具有分形特征，其分形维数与能量释放率间存在某种关系。用分形几何对岩爆描述为：岩爆实际上等效于岩体内破裂的一个分形集聚，这个破裂的分形集聚所需能量耗散随分形维数的减少而按指数率增加，即：

如果将其监测结果采用分形几何进行处理，可以较准确地预报岩爆事件。

5．结语

现有的研究结果表明，岩爆的产生过程是一个突变过程，可以通过尖点突变模型进行解释；岩爆产生的最主要因素包括岩石性质，围岩应力状态，水文与工程地质条件等；地下工程岩爆预测必须综合考虑各种相关因素。

随着能源地下储存、核废料深埋处理、深部矿产资源开采及高地应力地区的隧道建设等大量地下工程建设的发展，岩爆问题成为人们成为目前岩石力学研究的焦点问题之一。深入分析岩爆发生机理、条件、提出岩爆的预测和控制方法对于确保工程安全具有非常重要的意义。

参考文献

1．张梅英，李廷芥等.岩爆形成机理的细观力学实验分析[J].内蒙古工业大学学报，16（3）112－117.

2．谭以安.岩爆岩石断口扫描电镜分析及岩爆渐进破坏过程[J].电子显微镜学报，1989年第2期，41－48

3．谭以安.岩爆特征及岩体结构效应[J].中国科学B辑，1991年9月第9期，985－991

4．王文星，潘长良.现场岩爆发生条件探讨[J].西部探矿工程，2002,74（1），54－56.

5．唐礼忠，王文星.一种新的岩爆倾向性指标[J].岩石力学与工程学报，2002，21（6），874－878.

6．许东俊，章光等.岩爆的应力状态研究[J].岩石力学与工程学报，2000，19（2）167－172.

7．李长洪，蔡美峰等.岩石全应力－应变曲线及其与岩爆的关系[J].北京科技大学学报，1999，21（6），513－515.

8．冯涛，王文星，潘长良.岩石应力松弛试验及两类岩爆研究[J].湘潭矿业学院学报，2000，15（1）27－31.

9．唐宝庆，曹平.引起岩爆因素的探讨[J].江西有色金属，1995，9（4），4－8.

10．潘一山，章梦涛，李国臻.洞室岩爆的尖角突变模型[J].应用数学和力学，1994，15（10），893－900.

11．费鸿禄，徐小荷，唐春安.地下洞室岩爆突变理论研究[J].煤炭学报，1995，20（1），29－33.

12．钱伟长主编，非线性力学的新发展－稳定性分叉突变混沌[M].华中理工大学出版社，1988年.

13．冯涛，谢学斌等.岩石脆性及描述岩爆倾向的脆性系数[J].矿冶工程，2000，20（4），18－19.

14．陶振宇，潘别桐著.岩石力学原理与方法[M].中国地质大学出版社，1991年.

15．J.A.Wang,prehensivepredictionofrockburstbasedonanalysisofstrainenergyinrocks[J].TunnelingandundergroundSpaceTechnology,16(2001)49-57

16．冯夏庭.地下洞室岩爆预报的自适应模式识别方法[J].东北大学学报，1994，15（5），471－475.

17．冯夏庭著.智能岩石力学[M].科学出版社，1999年.

18．C.Srinivasan,S.K.Arora,R.K.Yaji.Useofminingandseismologicalparametersaspremonitoryofrockburst[J].Int.J.RockMech.Sci.Vol.34,No.6.pp1001-1008,1997

第3篇

1防水设计的新理念

近几年来，随着新材料的推广应用和技术进步，促使我们以全新的角度对原有建筑工程地下混凝土防水体系的设计理念，以及技术特性和优、缺点进行了总体分析和研究，指出了传统防水体系设计方面存在的一些误区和缺陷，并打破传统的“一刚一柔”的保守防水理念，提出了以“刚性为主，柔性为辅”的防水结构体系设计的新理念[1]。新设计理念根据目前防水新材料、新技术方面的应用效果和实践经验，提出了注重结构刚性自防水的防水结构体系设计新观点、新方案，并指出地下混凝土自身防水是解决问题的关键，并根据防水等级和设计要求，辅以与混凝土基层具有粘结牢固、且不会引起防水层层间窜水的、刚性或刚柔型的防水涂层相结合的防水结构体系设计方案，放弃使用各类改性沥青基和橡胶类防水卷材做外防水层的传统设计方案。

2防水机理和解决方案

2.1混凝土刚性防水体系的防水机理

主要是通过封闭混凝土中水泥砂浆内部的毛细孔和孔洞缺陷等连通的孔隙结构，来达到防水的目的。根据所用材料不同，封闭微孔的方式也不同。其一，利用混凝土外加剂（如防水剂及水泥基渗透结晶性防水材料中的活性化学物质）在水的作用下，与未水化水泥颗粒所形成的不溶于水的凝胶体，来填充混凝土内部的孔隙结构或微裂缝。其二，利用外加剂（如膨胀剂）或膨胀水泥中的无机膨胀结晶组分，填充水泥石水化硬化初期的孔隙结构，提高了混凝土内部的密实度，堵塞透水通道。其三，利用水性高分子聚合物渗透和填充到水泥石的孔隙结构中（如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂浆、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料），直接封闭透水通道。

2.2刚性防水材料的特点和种类

刚性防水材料主要是指将防水材料掺入混凝土和水泥砂浆中，或将其配成浆料涂刷（抹）或渗透于混凝土或水泥砂浆表面，与其共同组成刚性自防水结构体系的材料。它们主要包括：（1）混凝土、砂浆的外加剂（如：各种混凝土、砂浆防水剂、膨胀剂、引气剂和减水剂等）。注：完全刚性。（2）水性高分子聚合物树脂（如：改性乙烯—醋酸乙烯乳液EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和环氧树脂、可分散乳胶粉、有机硅橡胶等）。注：刚柔可调。（3）水泥基防水材料（如防水宝、确保时和水不漏等）。注：完全刚性。（4）水泥基渗透结晶型防水材料，简称CCCW。注：完全刚性，并有自修复混凝土微裂缝的功能。

2.3混凝土刚性防水体系的优缺点

（1）优点：在混凝土或水泥砂浆内部形成了自身整体的防水能力，从微观结构上看，处处都形成可靠的防水屏障。（2）缺点：不能适应应力变形所引起的混凝土或水泥砂浆裂缝的发生。但该体系发生裂缝引起渗漏时，要进行修复是非常简单的，且费用也较低。对该体系通常采取综合堵漏的处理方法，作为出现渗漏的补充防范手段。

2.4解决方案及说明

当前最简单和最省钱的解决方案，就是在设计时不使用（或淘汰）沥青基或橡胶类防水卷材做地下混凝土的外防水层，而只使用普通硅酸盐水泥和混凝土复合防水剂，来配制高质量的自防水混凝土作为防水设防，必要时辅以聚合物水泥（乳液）防水涂料或水泥基渗透结晶型防水材料做补充，以提高系统的防水等级。说明一：为什么要淘汰防水卷材众所周知，传统的地下混凝土工程的防水设计，一般要将防水卷材做在混凝土底板的垫层上面，形成一层膜防水层，再将混凝土结构底板浇筑在防水层之上，这种设计方案已经延续了几十年，很少有人提出异议。但实践证明，在工程的实际使用中，这层防水卷材是不可能承受结构混凝土底板与混凝土垫层之间的压应力的，此时防水卷材被建筑物上部重量传递下来的力完全挤压破坏了，早已失去整体防水层的作用了。因此，地下混凝土工程的防水设计只能采用刚性防水为主的防水结构体系的设计方案，所以做好混凝土自身的防水才是关键所在。说明二：为什么要用混凝土防水剂。因为防水剂在混凝土中与未水化的水泥颗粒反应产生的是微膨胀不溶于水的凝胶体，其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨胀剂所产生的是相对不稳定的矿物结晶体，仅有短期效果，而且应用条件也是有限的，用其做混凝土防水是错误的，效果较差风险很大，尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此，在设计自防水混凝土时应优先考虑使用混凝土防水剂而非膨胀剂。说明三：防水设计规范的限制规范规定对地下工程的防水设计，除了必须有自防水混凝土这道防水措施之外，还要有附加外防水层的设计要求，而且强调要做到刚柔相济，这就是传统设计的“一刚一柔”的防水设计理念。在现实中，由于往往不太重视对自防水混凝土的设计和施工要求，而所做的柔性防水层又出了上述差错，这就是我们现在地下工程渗漏问题严重的根源所在。综上所述，地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是关键，而自防水混凝土的关键是选用何种混凝土外加剂。

3推荐选用的首选设计方案

目前，解决自防水混凝土的设计方案有如下几种：（1）采用复合防水剂配制自防水混凝土的方案。通常是将混凝土防水剂与一些高效减水剂或泵送剂复合使用，替代膨胀剂和其他减水剂的方案。目前工程应用效果比较好的是混凝土防水复合液（如北京大胡子商标的产品），在全国和山东省已有众多工程应用，效果良好。（2）是用水泥基渗透结晶型防水材料。如中核公司的2000或加拿大进口的XYPEX（赛柏斯）等，掺入混凝土或在其表面涂刷使用，使其活性成分激发混凝土中的水泥颗粒，形成新的凝胶物质封闭混凝土内部的微孔结构，达到防水目的。但此方案有时因材料价格较贵，防水费用相对较高。（3）选用与混凝土粘结力好、不会引起结合（粘接）层间窜水的刚柔性或刚性（如聚合物水泥（乳液）防水涂料和聚合物水泥防水砂浆等）防水材料，涂（抹）敷在混凝土表面，起到防水层的作用。这些材料可以与基层混凝土结合牢固，甚至可以渗透到混凝土的表层内部，但对混凝土基层的整体性能要求较高，一般可以作为附加的辅助防水措施使用。上述做法的共同优势都是防水材料与混凝土基层结合形成一个整体的防水机制，即使防水系统个别部位(如结构因温度或受力变形引起的开裂等)破坏致使渗漏发生，也不会引起像柔性卷材防水系统那样发生大面积渗漏，而且堵漏和维修操作简便，费用也较低。因此，我们建议应从设计着手，直接采用第一种方案，即用复合防水剂及其设计方案，在混凝土施工时就配制优质的自防水混凝土，做好混凝土自身的刚性防水体系。如设计有需求时，再辅以第二或第三种方案中涂层的一种，以提高地下混凝土的防水等级和可靠性。这样做的优势是只稍微增加或基本不增加现浇自防水混凝土的成本，并节省了原设计防水卷材的费用，或者将其换成了更可靠的防水涂层材料，而且施工技术和条件比防水卷材要求低、速度快、质量好、综合造价低、后期维护费用少，建设方比较容易接受。

4要注意或应避免发生的问题

（1）地下混凝土工程发生渗漏的现象多种多样，情况也比较复杂。在制定处理方案时，应仔细分析，判明原因，再对症处理。尤其是对底板和侧墙的裂缝处理应十分谨慎，不要轻易使用水性聚氨酯等有机聚合物的压力灌浆材料堵漏。应查看裂缝的位置与受力关系，尽可能选用水泥基渗透结晶型防水材料进行堵漏和防水处理，使修复后的混凝土能通过自愈形成同类材料的结构整体，不要留下结构方面的隐患。（2）对于地下混凝土防水设计方案中，在自防水混凝土表面设计选用聚合物水泥（乳液）防水涂料做防水附加层时，此时该附加层一般可以设计做在混凝土的背水面上[3]，这样施工简便，不影响工期，费用也较低。若地下水对混凝土有腐蚀性时，再做在迎水面上，以保护混凝土不受侵蚀。

5结束语