劳亚尔砂浆防水剂在地下工程中的应用

第一篇：劳亚尔砂浆防水剂在地下工程中的应用

劳亚尔砂浆防水剂在地下工程中的应用

地下室渗漏问题是建筑物较为普遍的质量通病。据中国建筑防水协会近日发布的2013年全国建筑渗漏现状调查报告显示，全国多数城市地下室渗漏率超过70％。

地下防水工程是一个系统工程，所涉及的范围非常广泛。包括建筑防水设计、防水材料的应用和施工、防水工程的质量管理与维护等方面。

防水材料的正确应用是确保防水质量的重中之重。地下室结构外的防水通常在背水面进行，这就对防水材料提出了更高的要求，与基面的粘接力和耐久性能是重要的参考指标。随着建筑技术越来越成熟，建筑物结构越来越稳固，为刚性防水材料的应用提供了广阔空间。刚性防水材料（砂浆防水剂）是依托水泥砂浆存在，其最大的优势就是能够与基面成为整体，施工后无须再做保护层，并且防水年限长，只要建筑不拆，防水就永久有效。尤其是用在地下室背水面做防水层或者刚性防水保护层，都有着重要的意义。

总的来说，在地下工程中，应坚持浇筑好混凝土结构自防水及细部构造处理的同时，认真遵循“因地制宜，按需选材”的原则，切实做好工程管理与维护，将各环节有机串联起来，才能最大化保证防水工程质量。

第二篇：地下工程在我国的应用与发展

地下工程在我国的应用与发展 摘 要： 21世纪中国的城市化进程对城市地下空间的开发利用带来了空前的机遇与挑战，随着我国城市化的不断发展与进步，人民的物质生活水平不断提高，城市出现的拥挤的情况，这时，地下工程的建设就尤为重要。本文主要分析目前我国地下工程在我国的历史，阐述了我国城市地下工程施工技术的关键技术，及地下工程建设所引发的环境问题，希望可以为我国地下工程的应用和发展起一定的借鉴作用。

关键词：城市地下工程；施工技术；环境；发展趋势 作者简介：

the Application and the Development of the underground engineering in China

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(Zhejiang University City College, Hangzhou 31000, Zhejiang，China)Abstract: 21 century China urbanization process of urban underground space development and utilization of the unprecedented brings opportunities and challenges, along with the continuous development of China's urbanization and progress, people's material life level increases, appear crowded city, then, the construction of the underground engineering, is important.This paper mainly analyzes the underground engineering in our country at present the history of our country, this paper expounds the city underground project construction technology of the key technology, and underground engineering construction which caused by the environmental problems, hope for our underground engineering application and development plays a reference.Key words: Urban underground engineering;Construction technology;Environment;Development trend

0 引 言

中国是全球第一人口大国，改革开放以来，其经济发展速度和城市化速度目前位居世界之首。随着经济的发展，我国城市化水平进入了加速发展阶段我国的城市化自1949 年 10.6% 曲折的发展到 1978 年时为12%。从 1990 年以来，我国的城镇化水平已经从 18.96% 提高到1998年的30.4%，至2011年，中国城镇人口占总人口的比重已超过50%。随着中国改革开放和社会主义市场经济的确立，中国的经济步入快速发展的阶段。

随着社会生产力的巨大发展，人口和生活需求与自然资源逐渐枯竭之间的矛盾越来越突出，已引起人们的普遍关注。地球上每增加一个人，就占用一定的生活空间，它包括生态空间，即生产粮食等必需品，和供人们居住的及从事的各种活动的空间。这两类空间都是以土地为依托，随着人口的不断膨胀，人类现有的生活空间是十分有限的。因此，迫切需要开拓新的空间。

国际上推出一种普遍接受的观点：认为19世纪是“桥”的世纪，20世纪是“高层建筑”的世纪，21世纪将是人类开发和利用“地下空间”的世纪。在我国，农村、城市居民点及可耕地面积约占国土面积的15%，这样计算，我国可供有效利用的地下空间资源总量接近1.15*1015 m3。因此，有理由认为，在城市地下空间开发利用上，地下建筑在未来相当长的时间内有着非常广阔的前景。国际上已经把21世纪作为人类开发利用地下空间的世纪，世界各国也都作为国策去努力。我国近现代地下工程应用历史

虽着建筑业的迅速发展，我国地下工程突飞猛进，许多大的地下建筑陆续投入使用。据不完全统计，当前我国巳建发电1600Kw以上的128座水电站中，建有引水隧洞的就有87座，占总数的68%，其中最长的引水隧洞是在施工中的引大入秦工程的盘道岭引水隧洞，全长15．782Km，断面最大的引水隧洞为藏工中的二滩电站导流洞，宽17．5m，高23m。在洞室施工方面，解放以来，我国已建地下厂房3O多座，且修建规模越来越大，例如，八十年代动工兴建的鲁布格电站装机6O万KW，地下厂房开挖尺寸125×17．5X 39m(长×宽

×高)，目前在建的东风电站，地下厂房尺寸达106×20×47．8m，二滩电站厂房尺寸达296X26×72．6m 在铁路隧洞方面也有较大的发展，我国已建成并投入使用许多大型的铁路隧洞群，其中五十年代建成的宝成线有隧洞304座，累计长84．4Km。六十年代建成的成昆线有隧洞427座，累计长340Km 八十年代，我国在勘测、设计手段上不断改进，施工技术和机械化程度日益提高，著名的衡广线大瑶山隧洞．全长14．295Km，是我国目前最长的铁路隧洞，在世界已建成的长大铁路隧洞中居第十位。

近十几年，髓着国民经济的发展，我国地下工程发展迅速，建设规模越来越大，施工机械化程度也不断提高，施工组织、施工管理进一步完善。就目前国外地下工程发展水平，我国还有一定的差距与不足，特别是在勘测、设计手段上，施工机械化程度上，有待于引进、提高。

为公路隧道(road tunne1)，城市隧道占到40 左右。从这两个国家的城市修建隧遭来看．一是在大城市，隧道的修建日益增长，二是在整个国家运输系统中城市输送的作用愈来愈起到重要的位作用.在上海，近年来的发展使人民感觉到城市隧道与地下工程在总的城市建设中的作用．而且随着经济发展，这一分量将越来越大。截止2000年上半年，上海的城市交通领域已建成了总长度达7251．5m 的黄浦江越江隧道三条、近四十公里的地铁、16条地下过街道、黄浦江人行越江隧道1条、车行地下立交7条、各类地下车库227座，使用面积56万m，总泊位13000个，其中单建式地下车库4座；在市政工程领域，包括总长达万余公里的各种城市市政管线越江管线隧道5条 地下水库3座(总蓄水能力达到50万m。)、半地下雨污水泵站270余座、地下变电站2座、半地下发电厂1座、共同沟1条(近12km)；与此同时还包括已逾百万平方米的各类民防地下工程。可以想象，如果现在的上海没有这些隧道与地下构筑物．上海一天都不可能正常运营下去。另外，根据上海城市发展的规模 及未来的实际需求，上海共规划有l1条地铁和7条轻轨线，路网总长447．5km。其次上海城市人均绿化面积不仅与国际大都市有着巨大的差距，就是与全国大中城市比较，也处于落后的水平。2000年上海规划人均绿化指标达到3．5m。，需要调整27．56平方公里的城市用地。可以看出在城市修建隧道和地下工程的必要性，而且这已成为一个社会问题，对城市的发展起着越来越重要的作用 地下工程对城市发展的作用

由于快速的工业化和人口的高度城市集中化，为缓解或从根本上解决人口增长对城市环境的压力和威胁，修建各种城市隧道和地下构筑物在世界各国呈现急剧增长的趋势在城市向现代化发展的同时，离开地下设施几乎不能够维持或者根本无法发展 一般规模的城市，其煤气供应管道、供水、排污、电、通讯、远距离的供热等是必须的地下设施}在超过50多万人口的大中城市，除以上外，还有区轨道交通、郊区火车、汽车及电车和人行走道等的运输隧道，在人口超过数百万的大或特大城市，还有地下购物商店(mal1)，地下文化设施(博物馆等)、地下住宅、地下办公室、地下停车场、地下行人通道、储藏室及废物处置地等集生活、储存、运输及废物处置的地下设施。据全世界的统计，在过去的30到40年间．人口超过50万的100多个城市修建或正要修建在地下运行的地铁、城市轨道或快速运输系统。截止1999年，世界上约有70个城市建有地铁运输系统。目前日本有运营地铁的城市达u 个，共37条线长度约601km，其中282km在东京。东京的地铁发展异常迅速，这与人口的增长和城市交通的拥挤是直接有关的，例如东京乘坐地铁的人数从1955年的3．7 到今天的25，1955年每天平均乘座人数大约在3O万人左右，而1995年增长到每天约760万人 在德国，自1990年来，平均每年修建的运输隧道大约有25kin，其中10到12kin 为地铁、城市和快速运输系统隧道，约5km为长距离铁路隧道(railtunne1)，10km 我国地下工程常用的开挖方法

3.1我国地下工程开挖的现状

进入21 世纪, 我国经济快速增长, 现代化程

度明显加快。据资料显示, 我国城市化水平由1989 年的不到20%提高到2000年的35.7%。城市数量增加, 规模扩大, 人们的活动范围随之不断扩大, 对地下空间的需求逐渐增大。随着公共设施的大规模建设, 西部大开发和北京成功申办2008 奥运会, 我国需要在许多领域进行地下工程的建设, 其中包括铁路、高速公路、大中型水电站、南水北调和西气东输工程。而且, 现代城市建设将会有越来越多的地铁、市政工程(排水供水管道等)、穿江隧道需要建设。当我们进行大量的地下工程建设时,选择一个合适的开挖方法就显得十分重要。我国地下工程走过了一条不平凡的道路, 其开挖方法大体上经历了3 次大的技术革新: 第一次, 明挖法;第二次, 暗挖法;第三次, 盾构法。3.2我国地下工程中常用的开挖方法

我国从90年代以来，已成功地研制了直径3.8～

6.34m的土压平衡盾构掘进机10余台，用于地铁隧道、地质条件较好的工程项目。

引排水隧道、电缆隧道工程，技术水平已接近国际先进，在隧道导向技术、监控技术方面的研究也达到了国际先进。但由于我国液压泵和阀件的加工制造水平与国外相比尚存在一定差距，在一些盾构掘进机中适量采用了国外的零部件。在直径1.2～3m的顶管掘进机方面，我国已经先后研制了先进的反铲顶管机、土压平衡顶管机和泥水加压顶管机，国内已完全有能力制造国产机械，替代进口设备。最近，上海已研制了国内第一台3.8m×3.8m组合刀盘土压平衡式矩形顶管机，完成了2条62m长的地下人行通道，使我国在异形盾构的开发研究方面挤入世界先进行列。在微型隧道掘进机方面，我国也已研制了直径600～800mm的中心螺杆出土顶管机、夯管顶管机和水平定向钻机等设备。

上海隧道工程股份有限公司机械厂是盾构掘进机专业制造厂。1995～1999年，该厂制造各类盾构32台（其中制造46m地铁盾构5台，修复9台，制造φ3～5m盾构6台，制造φ1.5～φ3m盾构10台，制造矩形盾构2台）。土压平衡盾构的设计制造技术水平已接近国际先进水平，国产化率达70％，掌握了泥水加压盾构的设计制造技术，并制造了1台直径2.64m的泥水加压盾构。在 TBM掘进机方面，已具备设计制造能力，并为国外厂商制造安装了2台φ4.88mTBM掘进机。1999年为广州地铁2号线改制了2台φ6.lm的复合型盾构掘进机。上海隧道股份研究所具有设计开发国外各种盾构掘进机的能力，并有20余项盾构掘进机的成果获国家、建设部、上海市科技进步奖。3.2.1明挖法

明挖法(Cut and Over 或Open Cut)俗称对地表 开膛破肚 ,是直接在地下工程建造处进行露天开挖和支护, 然后在开挖处建造地下结构, 完工后再进行覆盖, 恢复地貌的方法。明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量和工程造价低等优点, 但因对城市生活干扰大、对周围环境破坏大, 应用受到各种因素的限制。

明挖法适用于浅埋的地下工程, 可修建的空间比较大。自1950 年前后起, 东京、大阪重新开始的地铁建设全部采用明挖法施工。目前, 我国在大面积深基坑降水和边坡支护等方面取得了进步, 明挖法也在许多地下工程中得到了更好的使用。3.2.2矿山法

一般把埋置于基岩, 用传统钻爆法或臂式掘进机开挖隧道的方法称为矿山法(Mine Tunneling Metho d), 有的文章中称为钻爆法。矿山法是暗挖法中目前最为常用的一种开挖方法,一般适用于线路埋深较大、矿山法具有施工工艺简单、应用灵活、减少拆迁和交通疏解、造价合理等优点, 但矿山法也存在弊端。由于矿山法采用爆破或机械掘进开挖硐室, 对周围岩体的扰动比较大。此外, 矿山法对地质勘探要求较高, 对围岩地质情况的预见性较差, 需要超前地质探明和预报。

矿山法隧道施工技术在北京地铁、广州地铁一号线中被广泛应用。3.2.3盾构法

盾构法(Shield Method)亦称掩护筒法, 是法国人1818 年发明的土层或松软岩层中暗挖隧道的一种方法, 采用盾构顶进, 而后拼装预制管片形成衬砌。经过近100 年左右的时间, 从气压盾构到泥水加压盾构及更新颖的土压平衡盾构的应用与发展, 已使盾构法能适用于各种条件下的施工。

盾构法施工的优点是施工速度快、精度高、振动小、噪音低,且对周围建筑物影响较小。缺点是新型盾构购置费昂贵, 对施工区段短的工程不经济, 成本高, 对断面尺寸多变的区段适应能力差。目前, 在我国盾构机主要用于软弱和富水地层(上海), 普通地层(北京)和滑移岩层(广州)。3.2.4隧道掘进机法

隧道掘进机法, 顾名思义, 是使用隧道掘进机进行开挖的一种施工方法。隧道掘进机(Tunnel Bor ing Machine 缩写TBM)是目前世界长大隧道施工最有效、最先进的大型综合性施工机械之一。1851 年美国工程师Charles Wilso n 发明了隧道掘进机, 通常被认为是第一台成功地在岩石中连续掘进的机器。另一个著名的探索是Co lo nel Beaumo nt 在1881 年发明的压缩空气驱动的隧道掘进机, 曾用于英吉利海峡的一条探测隧道。目前, 隧道掘进机正朝着机械、电气、液压和自动化一体化、智能化的方向发展。

隧道掘进机法具有快速、优质、经济和安全等优点, 但掘进机法对具有坍塌、岩爆、软弱地层、涌水、膨胀岩等不良地质情况的地段适应性较差。此法应用最多的是水工和污水隧洞, 这主要是因为这类隧道的断面多为圆形的缘故。著名的英吉利海峡隧道就是采用隧道掘进机法施工的, 我国的秦岭隧道同样也是。3.2.5顶管法

顶管法(Pipe Jacking Method)是将预先造好的管道按设计要求分节用液压千斤顶支承在后座墩上, 在工作基境内将管道逐渐压人士体中, 同时将管内工作面内的泥土, 在管内开挖并运输出来的一种敷设管道的施工技术。它是一种不需要地面开挖,又不破坏地表建筑物的比较方便适用的施工方法。

顶管法最早始于1896 年美国的北太平洋铁路铺设工程的施工中, 至今已有一百多年的历史。顶管法的使用范围十分广泛, 除硬质岩地层以外, 其他地质情况几乎都可使用。其优点是: 占地面积少、对周围土体的扰动小、不破坏现有的管线和筑物正常使用;缺点是: 施工精度的保证较为困难, 容易出现顶管方向的偏移。

我国1953 年开始采用顶管法施工, 1981 年我国在浙江甬江的顶管技术已达到可顶管径2.6m, 单边连续一次顶进581.9m, 成为当时继美国依里诺斯州单边一次顶进558m 之后,世界上单边一次顶进最长的顶管工程。如今在我国, 不论是大城市还是偏远地区, 隧道和管道的建设都有使用顶管法。3.2.6沉管法

所谓沉管法(Immer sed T unnelling Metho d), 就是先在船坞中预制大型混凝土管段或混凝土和钢的组合管段, 并在两端用临时隔墙封闭, 装好拖运、定位、沉放等设备, 然后将管段浮运沉放到江中预先挖好的沟槽中, 并连接起来, 最后回填砂石将管段埋入原河床中。用于修建水下隧道, 是重要的越江手段之一。

自1894 年, 美国在波士顿市修建了世界上第一座混凝土(与砖)结构的沉管隧道以来, 沉管工程历史至今已逾百年。多数地基条件均适于沉管法施工, 并能适应于纵向发生不均匀沉陷的地基。此种施工法一般完全适用于地震地区。其优点有: 管段是预制的, 质量好, 水密性好;断面形状无特殊要求, 可自由选择。最主要的缺点是在沉管阶段对于河道上的船舶交通的干扰, 这样会对河流所服务的地区产生经济上的约束。

迄今为止, 世界各国采用沉管法修建的水下隧道已达130 余座。2003 年通车的上海外环隧道是用沉管法建造的双向8 车道的大型隧道, 为我国大陆迄今修造的第四条越江公路沉管隧道。隧道规模目前居亚洲首位, 是继荷兰Drg ht 隧道(同为八车道)后世界上第二大规模水底道路沉管隧道。3.2.7 新奥法

新奥法(New Austr ian Tunnelling Method, 缩写为NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称。新奥法是20 世纪60 年代奥地利人总结前人的隧道工程实践经验后提出的一套隧道设计、施工的新技术, 它是以喷射混凝土和锚杆作为主要文护手段, 将经验、量测和理论相结合, 形成的一种隧道工程新概念和方法。我国也常把新奥法称为喷锚构筑法。3.2.8冻结法

冻结法(Fr eezing Method)是指利用人工制冷 的方法把土壤中的水冻结并形成冻土帷幕, 用人工冻土帷幕来抵抗水土压力,以保证开挖顺利进行的施工方法。作为一种成熟的施工方法, 冻结法在国际上已有100 多年的历史, 我国采用此法已有40 多年的历史。冻结最大深度达435m, 冻结表土层最大厚度达375m,冻土强度可达5~ 10MPa。

确切地说, 冻结法不是一种开挖方法, 而是面向含水地层的一种处理方法, 常配合着其他开挖方法使用。

上海地铁2 号线共9 个旁通道, 其中4 个是使用水平冻结技术完成的。此外, 北京、广州、南京等许多大中城市的地铁工程和市政基础等多项工程建设中都曾用到过冻结法。3.2.9盖挖法

盖挖法施工技术是先用连续墙、钻孔桩等形式作围护结构,然后做钢筋混凝土盖板, 在盖板、围护墙、中间桩保护下进行土方开挖和结构施工。盖挖法有逆作与正作两种施工方法;盖挖法的主要优点是安全、占地少、对居民生活干扰少, 但施工速度比较低。地下工程建设诱发的环境问题

地下工程主要有隧道工程、沉井工程、基坑工程等, 地下工程在施工中或施工后都会对地质环境产生影响。由城市地下空间引起的工程环境地质灾害具有突发性、潜在性、隐蔽性、社会性等特点, 应该引起我们的高度重视。4.1地下水环境变异

地下工程施工常需要采用水泵将施工区的地下水位降低, 以疏干工作面, 改变着施工区周围的地下水的分布。同时岩土体的变形对地下水也产生影响。岩土体是地下水渗流的介质, 岩土体的空隙结构限定地下水的活动场所和运行途径, 控制着地下水的补给、径流和排泄条件。岩土体处于一定的地质环境中, 存在着地应力、地下水及温度等。岩土体中地应力的改变(因地下工程施工作用)引起岩土体结构的变化, 从而影响岩土体的渗流特性(改变了岩土体的渗透性、渗流边界条件以及渗透压力)。岩土体中温度场的改变也引起地下水流速和渗透压力的改变。地下水与岩土体同处于地质环境中, 在时间和空间域内发生相互的改造作用, 使地质环境经受着不断地调整状态, 当这种调节处于极限状态时, 地质灾害将会发生。4.2地表移动和变形

影响地表移动和变形的因素很多, 地表移动和变形的大小不仅与地下工程的埋深、断面尺寸和施工方法、支护方式有关, 而且受地层条件的影响。由于人

们环保意识的不断增强, 对于城市市区内地下工程施工引起的地表移动与变形及其对周围环境影响预计显得更加必要。人们对于地表移动和变形预计采用了很多方法, 主要有现场实测、理论分析和模型试验方法等。

4.3邻近建筑物损坏

工程降水造成地层的沉降, 其影响范围很大。地层沉降可能造成周围建筑及管线的剪应力增大, 致使建筑或管线断裂。另外, 由于地质条件的区别或者排水量的不同还可能会造成地层的不均匀沉降, 而地层的不均匀沉降亦会造成建筑物的倾斜, 影响其正常使用。同时, 工程降水造成降水漏斗内外的水头差, 在高水头差的作用下易于出现渗透变形问题。在渗透水流作用下, 土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动, 以致流失;随着土的孔隙不断扩大, 渗透速度不断增加, 较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走, 最终导致土体内形成贯通的渗流管道, 造成土体塌陷。上述情况中, 当地下水的补给遇到建筑物基础的阻拦时, 就会绕过基础, 从而加强了基础周边的地下水流量, 加快土颗粒的流失速度。基础周围土的流失, 必将影响 基础及上部建筑物的稳定。4.4洞室围岩失稳

地下工程施工影响范围内的岩土体称为围岩。围岩稳定指一定时间内, 在地质力或工程荷载作用下, 岩土体不产生破裂或失稳。自稳性较好的围岩,开挖过程中可以无需支护;自稳性较差的围岩, 施工中会出现坍塌, 必须修筑衬砌加以支护。一般情况下, 岩土体在自重及残余地应力作用下, 处于初始应力平衡状态, 开挖洞室将会破坏岩体的这种初始平衡, 引起围岩失稳。如顶围的悬垂与塌落、侧围的突出与滑塌、底围的鼓胀与隆破、围岩的缩径与岩爆等。

地下工程洞室开挖后, 地下形成了自由空间, 原来处于积压状态的围岩, 由于解除束缚, 而向洞室空间松胀变形。当围岩应力超过了岩土体强度时, 便失稳破坏, 有的显著而突然, 有的变形和破坏不易划分。洞室围岩的变形与破坏, 是发展的连续过程。弹脆性岩石构成的围岩, 变形尺寸小, 发展速度快, 肉眼不察觉, 而一旦失稳, 突然破坏, 其强度、规模和影响都极显著。弹塑性岩石和塑性土构成的围岩, 变形尺寸大, 甚至堵塞整个洞室空间, 但其发展速度缓慢。

地下空间资源正越来越多被开发利用于各种领, 如地铁、地下街、地下室、地下车库、等各类地下工程, 已经成为现代城市功能转入地下的重要载体。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。因此, 研究城市地下建设工程的环境地质问题及其防治技术具有相当重要的现实意义。我国城市地下工程施工技术的发展趋势

发达国家开发地下空间的历史表明，当各国人均国民生产总值（GDP）达到 500 美元以后，就进入开发利用地下空间阶段；人均国民生产总值超过 3000 美元，开发利用地下空间达到高潮。我国现阶段人均国民生产总值已超过 600 美元，沿海地区人均国民生产总值超过 1000 美元，上海、广州等地区人均国民生产总值已超过 3000 美元。

同时，我国人口众多，土地资源十分紧缺，仅为世界平均水平的 1/3。我国一些大城市人口压力、交通拥挤和环境污染的程度不亚于六十年代发达国家的城市。进入九十年代以后，我国大城市地价将继续上 扬；不久的将来将进入人口密集、老龄化、生活快节奏的时期。鉴此，城市可持续发展的目 标是努力建造方便、安全、舒适、富有发展动力的高品位的城市，以适应 21 世纪的生活方 式。开发利用城市地下空间资源是完善城市功能设施、高效使用土地、方便生产生活、满足未来城市要求的唯一途径。实践表明，我国许多城市已进入开发利用地下空间的阶段，部分大城市已经进入开发高潮。随着我国经济、科学技术水平发展、城市化水平的提高及城市可持续发展战略的贯彻，开发利用城市地下空间越来越表现出巨大效益和潜力，我国城市地下空间开发利用必将向现代化、国际化、科学化的方向发展。具体说来，我国城市地下空间开发利用事业将出现下述几个发展趋势：

综合开发利用的趋势。城市地下空间开发利用将不再是满足某一单项功能，将立足于城市的整体建设与功能要求，是多项城市功能的整合共容，如满足交通、商业、供给与环境等的大型综合体。同时，也不再是一种空间形态的孤立，而是由点、线、面、体等多种形态的空间灵活组合贯通的有机的、丰富的空间整体。

规划与设计理论的发展。建立在城市可持续发展与城市三维立体发展的战略思路上，将地下空间作为城市三维发展的一个维度，地下空间规划与设计理论将会逐步充实完善，其将指导城市科学地向地下延伸。开发技术的发展。我国目前的地下空间开发的土木技术已接近或处于世界先进水平，但涉及到一些关

键辅助设备等技术，如机具技术、计算机与电气控制技术、自动化技术等等，与世界先进水平还有大的差距，会影响到地下空间开发的规模与成本，将来随着对引进技术 的消化吸收和加大研制开发的投入，将会逐步缩小这些差距。

法规与管理维护越来越完善。不仅有完备的法规、政策及管理措施和先进的维护技 术水平，还将形成一整套推动地下空间综合开发利用的实体和管理部门。

环境要求与环境控制将被更加重视，相应技术工艺日益成熟。无人的城市地下空间 设施会更加安全、高效，有人的城市地下空间设施会更加舒适、美观，地下空间内环境中的 造景、幻境及地面环境模拟等技术会大大发展。同时，将更多地从环境保护、城市景观保护 和历史文物保护的角度开发利用城市地下空间。

新工艺与新材料不断涌现。为了降低城市地下空间开发的成本与难度，并适应多种形态的地下空间的组合，满足多种设施功能的交叉与共容，高效、经济的施工工艺将会不断产生，尤其是机械挖掘技术与施工自动化技术会有较大进步。同时，新的建筑装饰材料尤其是地下防水与环境改善的材料也会不断涌现。结 语

随着国家经济建设的发展，地下建筑工程施工技术的应用领域越来越广泛，无论是在交通、市政、水利水电、矿床开采等工业民用建设领域，还是在现代化的军事建设中都得到了广泛的应用。在城市地下空间开发利用上，地下建筑在未来相当长的时间内有着非常广阔的前景。于此同时，在加强理论技术，施工技术的同时要注重与环境的相互协调，使得我国的城市化进程能得到快速有序，优质长足的发展。

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第三篇：HE0抗裂型混凝土防水剂在工程中的应用

HE0抗裂型混凝土防水剂在工程中的应用

总装备部科研设计综合办公楼位于北京市左家庄12号，建筑总面积24460m2；地下2层，基底标高-10.4m；主楼地上12层（局部14层），建筑高度55.3m；为全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，梁板式筏基，筏基底板厚600mm；地下室板、梁、墙混凝土强度等级C40、抗渗等级为P10.地下室底板及墙板主辅楼为一体，长×宽=120m×60m，地下水位较高（近期-2.0m），地下室底板及墙板外接触面积较大（6100m2）。在设计上为达到理想的整体防水效果，防水工程设计遵循刚柔相济、多道设防的原则，即采用刚性防水与柔性防水相结合的技术。因混凝土采用泵送技术，混凝土的坍落度不能过小，且地下室的板墙为一超长宽结构，混凝土施工期又处于夏季，这样就加大了混凝土干缩及冷缩的作用，使混凝土极易产生收缩开裂，最终导致混凝土失去自防水功能。为了解决这一矛盾，必须采取有效可靠的措施，才能达到设计目的及施工质量目标，为此施工前综合调研分析了多种施工方案，最终确定了在混凝土中掺加HE抗裂防水剂的施工方案。

一、HE－0抗裂型混凝土防水剂的防水机理

混凝土是多孔、脆性材料，在干缩、冷缩的作用下产生收缩应力引起混凝土开裂，而这种多孔及开裂就会引起压力水对混凝土的渗透，从而使混凝土失去自防水功能。因此混凝土自防水要解决的根本问题就是要提高混凝土的密实性、防止混凝土的收缩开裂。而HE－0抗裂型混凝土防水剂就能解决这一问题。

HE－0抗裂型混凝土防水剂其成份为硫铝酸钙类无机矿物质与少量有机物和高分子聚合物复合而成，掺入到混凝土组份中后，由于铝酸盐、硫酸盐与水泥浆体中的Ca（OH）2作用生成钙矾石膨胀组份，在混凝土中产生适量膨胀，在钢筋的协同作用下产生0.2－0.8MPa的自应力，从而抵消、补偿了混凝土因干缩与冷缩而产生的收缩应力，同时由于产生的微膨胀提高了混凝土的密实性；另外有机物高分子材料具有超塑化作用，大幅度提高了混凝土的流动性、可泵性，这样十分利于混凝土浇灌过程中的浇捣密实。

二、HE－0抗裂型混凝土防水剂的性能

掺量（水泥重量%）6－8；7天限制膨胀率≥0.030%；抗渗等级≥P35；抗冻等级≥D200；抗压强度比同配比砼提高10%；细度（0.08mm方孔筛余量）≤10%；凝结时间同于基准混凝土；物理性为粉状、不燃、无毒、无氯、低碱（＜0.50‰）。

三、HE－0抗裂型混凝土防水剂的技术特点

1、高效能：国内矿物类抗裂防水剂要同时符合JC474-1999标准（混凝土防水剂标准）与JC476-2001标准（混凝土膨胀剂标准），其掺量要在10－12%左右，而HE－0抗裂型混凝土防水剂其掺量为6－8%.同时可替代同量水泥。

2、高性能：高工作性、高强度和耐久性能是现代建筑施工要求混凝土结构能具备的三大重要特征。

（1）由于HE－0抗裂型混凝土中有机物高分子材料的超塑化作用，大大提高了混凝土的粘度及浇灌过程中流动性，从而大大提高了混凝土施工过程中的可操作性，为混凝土的振捣密实创造了必要条件。在总装科研设计综合办公楼工程中得出，其可实现2小时内保持高工作性的目标，为夏季施工及商品混凝土的远距离运输提供了可靠的施工保证。

（2）由于HE－0抗裂混凝土的机理及性能提高了混凝土的密实度，同时混凝土的强度也得到了提高，在总装科研设计综合办公楼的运用中证明，其比未掺HE－0抗裂型混凝土防水剂同强度等级混凝土的28天平均抗压强度提高了12%.（3）由于HE－0抗裂混凝土所含的机理及性能，从而达到了混凝土的不裂、不渗、不漏的最佳防水效果，这样也就提高了混凝土的耐久性。在总装科研设计综合办公楼的运用中证明，其抗渗检验全部符合依据GBJ82－85方法试验的P10抗渗等级要求。

3、多功能：HE－0抗裂型混凝土防水剂集高效、减水、抗裂、抗渗、抗冻、缓凝、泵送、增强、增塑、耐久等功能为一体，在配制中、高强混凝土与商品化泵送防水混凝土中无需与其他外加剂配合使用，便可达到施工目的，是一种多功能兼容的高性能防水剂。这样同时达到了节约工程成本的目的。

4、高补偿收缩功能：由于HE－0抗裂型混凝土防水剂在掺入混凝土后，具有前期（7天内）微膨胀效果好，后期膨胀性能稳定的效果，具有大幅度提高混

凝土密实性的机理。在对混凝土防裂要求较高的非防水混凝土工程也可使用，从而能达到避免由于混凝土干缩、冷缩而产生的裂缝。

四、HE－0抗裂型混凝土防水剂使用方法及注意事项

1、用HE－0抗裂型防水混凝土配合比设计上遵守《普通混凝土配合比设计技术规范》（JG55－81），《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002）。

2、水泥宜选用不低于32.5级硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，每立方混凝土HE－0抗裂防水剂用量，应根据设计的混凝土强度等级、抗渗等级以及是否掺加粉煤灰等条件，经试验达到最佳配合比后确定。

3、HE－0抗裂型混凝土防水剂与水泥、砂、石直接掺入搅拌后，宜先干拌、后湿拌。搅拌时间较普通混凝土延长30－60秒。

4、浇灌防水混凝土时应振捣密实，不漏振，不过振。

5、为保证混凝土的密实性，提高抗渗性，在满足施工要求的前提下，水灰比一般控制在0.3－0.5范围。

6.混凝土有充分的湿养护才能更好地发挥HE－0抗裂型防水剂的膨胀效应，混凝土浇灌完毕，应及时用薄膜等覆盖并浇水保湿养护不少于14d.一般大体积混凝土要有保温保湿及减小混凝土内外温差措施。冬季施工的混凝土要有防冬保温措施。总装科研楼地下结构施工季节为春末夏初，所以筏基底板盖草帘一层，每天喷水三次保持湿润，养护14d；墙板模板在混凝土浇灌7d后拆除，再喷水养护7d.7、要严格控制好拆模及去除养护覆盖物的时间，不然会增大混凝土的内外温差，易于出现温差裂纹。

8、HE－0抗裂型防水剂，贮存应防潮，受潮结块影响搅拌均匀。

五、HE－0抗裂型混凝土防水剂运用效果

1、质量方面：

总装备部科研设计综合办公楼地下室混凝土工程中运用了这一技术施工后，现工程结构竣工已近半年，经检查未发现地下室有裂缝和渗漏现象。试块各项抗渗指标全满足要求，抗压强度与未掺HE－0抗裂型防水剂的同强度等级混凝土相比提高了12%左右，因此取得了良好的效果。

2、效益方面：

因HE－0抗裂型防水剂具有高效、减水、抗裂、抗渗、抗冻、缓凝、增强、增塑等特性，所以在混凝土中掺入HE－0抗裂型防水剂后：（1）可减去其他外加剂的掺加；（2）HE－0抗裂型防水剂掺量比其他外加剂掺量要减少3－4%，而目前，其市场价与其他外加剂基本相同；（3）掺加HE－0抗裂型防水剂后可替代等量的水泥。

第四篇：掘进机技术在我国隧道及地下工程中的应用与发展

掘进机技术在我国隧道及地下工程中的应用与发展

郭陕云万姜林

中铁隧道集团有限公司

提要：简要介绍了我国采用岩石掘进机和盾构修建隧道的发展情况，阐述了我国掘进机法与盾构法的技术进步及存在的主要问题，展望了我国掘进机与盾构技术的发展前景，并提出了发展掘进机和盾构技术及产业化的几点建议。

关键词：隧道及地下工程，岩石掘进机，盾构，产业化，展望与建议，前言

本文所谓的隧道掘进机法是指应用掘进机开挖隧道的方法，隧道掘进机英文全称为(Tunnel Boring Machine,简称TBM).应用于岩石隧道的称为岩石掘进机（本文简称掘进机），用于软土层隧道的则称为盾构。

盾构法和掘进机法是修建隧道的一种先进方法。最近十多年来，随着我国隧道和地下工程的快速发展，盾构法和掘进机法也得到了快速发展，尤其在城市地铁、水利水电隧洞中越来越多应用盾构法和掘进机法修建。我国是目前世界上应用盾构数量较多的国家之一，并且随着我国隧道和地下工程的发展，对盾构和掘进机的市场需求仍会有较大的增长。由于盾构和掘进机技术在一定程度上反映了国家的综合国力和科技水平，并且对我国的制造业和建筑业影响较大，因而也引起了国内业内外的普遍关注。近几年来在国内已召开过许多国际、国内的盾构和掘进机技术交流会或专题研讨会；2001～2002年国家科技部已将盾构研发技术列入国家“863”发展计划，并在国内就盾构研发试制进行了招标，落实了中标单位；2002～2003年10余位全国政协委员提出“实现隧道掘进机本地化生产”和若干政策建议的提案；2004年3月，钱伟长同志上书胡锦涛主席，提出充分发挥盾构作用，推进我国隧道掘进机产业发展的建议，得到中央领导的重视。2004年4月，建设部、中国土木工程学会和中国岩石力学与工程学会在北京联合召开了推进隧道掘进机技术及产业化的专家座谈会。可见，隧道盾构和掘进机技术的发展已成为当前国内工程技术界和政府部门关注的一个重大课题。本文就我国掘进机和盾构技术的发展情况、技术发展动态及应用前景等作一简介，并就今后的技术发展以及其产业发展提出若干建议，以抛砖引玉。我国隧道盾构法和掘进机法的应用情况

2.1 开始于二十世纪五、六十年代，发展于二十世纪九十年代

2.1.1盾构

我国研究应用盾构法修建隧道是从20世纪50～60年代开始的。1956年在东北矿山采用直径

2.6m的手掘式盾构在砂层中修建疏水巷道，这是我国的第一条盾构隧道。1957年北京采用2台直径2.0m和2.6m的手掘式盾构施工下水道。上海从1963年开始研究应用盾构法技术，用于城市地下排水隧道修建，1965年研制两台直径5.8m的网格式盾构用于地铁区间隧道修建试验，掘进长度1200m。1966年研制直径10.22m的网格式盾构并辅助于压气稳定开挖面施工打浦路越江隧道。从此之后，我国陆续研制应用手掘式盾构总计达30台用于各种排水隧道施工，施工总长度约20km。

1985年引进日本的1台直径4.33m的土压平衡盾构施工排水隧道，之后研制应用了几台土压平衡盾构，但效果并不理想。二十世纪九十年代初，随着上海、广州地铁的建设，开始大量引进国外的土压平衡盾构施工地铁区间隧道。1994年开始引进日本的直径11.2m泥水平衡盾构修建延安东路越江隧道。由于采用土压平衡式、泥水平衡式等现代盾构修建隧道具有安全、可靠、快速、环保等优点，因而盾构法在我国特别是地铁建设中得到了迅速的发展。继上海地铁1号、2号线区间隧道、1

广州地铁1号、2号线部分区间隧道成功采用盾构法外，北京、天津、深圳、南京地铁以及上海、广州地铁的其它地铁线区间隧道等也相继大量推广采用盾构法，并且在越江道路、输气和市政排水隧道等也越来越多采用盾构法。盾构法目前已成为我国地铁隧道的一种主要方法。据不完全统计，我国各城市地铁采用的盾构已有60多台，掘进完成的和正在掘进的隧道总长度已超过200km（单线）,采用的盾构类型为土压平衡（包括加泥式土压平衡）和复合式盾构计50余台，泥水加压平衡盾构10 台。采用的盾构直径3.3m～12m不等，其中以6.3m左右直径的居多。

2.1.2岩石掘进机

1964年，经周恩来总理批准，在国家科委领导下，成立全断面岩石隧道掘进机攻关小组，完全自力更生，先后制造出50多台掘进机。由于核心技术不过关，在地下工程建设中基本没有发挥作用。80年代初，国家科委成立掘进机办公室，采取联合攻关方式制造了8台掘进机，先后在云南西洱河水电站等工程应用，但与国际水平相比差距甚大。80年代中期，在天生桥水电站引水隧洞采用了罗宾斯公司的一台直径10m的二手掘进机施工，但效果并不理想。

进入九十年代以后，在甘肃引大入秦工程中，山西万家寨引黄入晋工程中，由外国承包商采用岩石掘进机施工多条输水隧洞取得成功。在2000年后，云南昆明掌鸠河引水工程也由外国承包商应用掘进机施工，并且中国第二重型机械集团与美国罗宾斯公司合作制造了一台双护盾岩石掘进机在该工程中使用。九十年代初，铁道部在西安~安康铁路18.4km长的秦岭铁路隧道，引进2台德国的8.8m直径的敞开式掘进机由国内单位操作使用成功建成隧道，之后采用该2台掘进机在西安~合肥铁路成功完成了6km长的磨沟岭和7km长的桃花铺隧道施工。由此也推动了我国掘进机技术的应用。

2.2 工程应用技术得到快速发展提高

2.2.1 盾构应用技术水平迅速提高

随着盾构法应用的增加以及对技术研究的深入，我国在盾构隧道的设计计算、盾构的选型及配套、盾构的使用及施工技术等方面都得到了快速提高和发展。技术已基本成熟，有的（尤其在地铁隧道盾构技术）达到了国际先进水平。

以城市地铁盾构法技术为代表，目前已有二十家国内承包商在使用近60台盾构施工，不仅采用了土压平衡盾构，也采用了泥水平衡盾构，还有复合式盾构；除区间单圆盾构外，在上海地铁还采用了双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道；盾构隧道地面环境除复杂的建构筑物外，也有在江下、湖下穿越的（上海穿越黄浦江、广州穿越珠江、南京穿越玄武湖）；盾构穿越地层除粘土、淤泥质软土、砂粘土外，还有砂层、砂砾层、卵石层、以及较高强度的岩石地层等。需要特别指出的是，广州地铁2号线越三区间研究采用具有土压平衡、气压平衡和局部气压平衡模式的新型复合式盾构成功修建了既有软土、又有坚硬岩石以及断裂破碎带的复杂地层的区间隧道，打破了长期被认为的盾构法应用的地质禁区，大大拓宽了盾构法的应用范围。

目前，我国地铁盾构法隧道管片环宽已从1.0m，普遍加大到1.2m，在广州地铁2号线率先采用了1.5m环宽的管片，是目前地铁区间隧道所用的最宽管片，有利于提高隧道结构的整体刚度，拼装接缝减少，安装效率提高，并节约成本。接缝防水大多采用遇水膨胀橡胶或三元乙丙橡胶弹性密封防水，使隧道建成后不渗不漏，达到A级防水标准。

采用激光导向或陀螺仪导向，并辅于人工测量技术等，以及运用盾构推进油缸分区操作和姿态控制与纠偏技术，管片排版选型和拼装技术等，可将隧道线形精度控制在30～50mm以内，管片错台高度控制在5～10mm内。

管片背后环形间隙注浆除采用日本常用的即时注浆和欧洲常用的惰性浆液同步注浆外，也已开发应用非惰性浆液的同步注浆技术，具有更好的早期稳定管片和控制地层沉降效果。在掘进控制、泥水与土压力和排碴管理、碴土改良、防刀盘结泥饼技术等方面也已作的很好。端头加固、联络通道施工、始发到达、安全换刀、信息化施工等方面都已掌握。在盾构的故障诊断及管用养修上已有很高技术，可以达到55%～67%的高机时利用率。

我国盾构施工中的地表隆沉一般可控制在+10～-20mm以内，可以在距既有建构筑物很近的距离下安全掘进隧道。广州地铁2号线越三区间隧道穿越既有14股铁路轨道，轨面沉降控制在5mm以内，轨道沉降差小于2mm。上海地铁2号线近距离下穿地铁1号线区间隧道、引水箱涵和地下室，地面沉降控制在3.5～8.5mm。我国盾构掘进速度平均一般为180～200m/月以上，广州地铁2号线越三区间最高月进尺405m，平均进度为236m/月。在相似地质的广州地铁三号线大汉区间，盾构施工进度平均已达334米/月，最高月进度达到562.5米，达到国际先进水平。

在城市地铁隧道盾构法得到快速发展的同时，我国采用盾构法修建越江隧道技术也得到了发展。上海采用直径11.2m的泥水盾构已建成穿越黄浦江的大连路隧道，平均进度超过200m/月。上海、广州地铁也成功采用土压平衡盾构修建地铁越江区间隧道。此外，也建成了或在建一些地层复杂、水头高度超过60m越江隧道，南京三江口、湖北忠县红花套、湖南城陵矶采用泥水盾构修建穿越长江输气隧道（直径3.3m），已建成2条，第三条即将建成；重庆正在采用直径6.5m的泥水盾构修建穿越长江的排污隧道，计划于今年建成。

2.2.2岩石掘进机应用技术开端良好，且在运用中不断创新

以西安-安康铁路秦岭隧道为标志，我国已掌握了岩石掘进机隧道的设计施工及掘进机的使用技术，不但在秦岭特长铁路隧道施工中得到成功的使用，而且在磨沟岭、桃花铺隧道长距离破碎带岩石中施工也发挥了它的优异的机械性能，在配件、配套国产化上迈出了第一步。秦岭隧道全长18.4km，采用2台直径8.8m的岩石掘进机相向施工，由铁道第一设计院设计，中铁隧道集团和中铁十八局集团施工。结合设计、施工和掘进机的管用养修等开展了6大课题24个子课题的研究和攻关，解决了极硬岩和不良地质的掘进、刀具布置及磨损与围岩特性的关系，高地应力圆形衬砌、掘进机的故障诊断与维修保养等一系列技术难题，隧道掘进最高月速度达到573m，平均达到300m以上。掘进机机时利用率平均达到58.31%的高水平。该工程技术成果获国家2003科学技术一等奖。在西安-合肥铁路，采用敞开式岩石掘进机成功完成施工磨沟岭隧道和桃花铺隧道，运用超前管棚支护、超前周边预注浆加固地层等辅助技术较好解决了不稳定破碎围岩的安全掘进施工难题，拓宽了敞开式掘进机的应用范围。同时实现了17英寸盘形滚刀和部分部件及部分后配套设备的国产化。

2.2.3 设备的设计制造有了新的进步

我国已完全能够自行设计制造手掘式盾构。而对现代盾构的设计制造则是从二十世纪八十年代末、九十年代初以后，通过与国外公司合作，设计制造了一定数量的盾构，包括上海、广州、北京等城市的重型机械厂或造船厂等，由国外公司设计，国内制造组装，在工程应用基本能够满足要求。通过中外合作，我国在设计制造的关键技术有所提高，已经掌握了结构件的设计及制造技术与工艺，已实现了部分部件的国产化，如盾构用于软土和软硬不均地层的刀盘、刀具已基本能够自行设计制造；盾构和掘进机的后配套设备、运输设备和高精度管片钢模具等已能自主设计制造，因此也降低了设备的采购和使用成本，也有利于促进掘进机和盾构技术的发展。

2.3 存在的主要问题

总体说来，经过多年来在掘进机和盾构技术上的应用研究，我国在盾构施工使用技术方面已达到了国际先进水平，在岩石掘进机施工使用技术方面已接近国际水平，有的盾构监控软件已具有自主知识产权，在盾构和掘进机的选型设计、维修、零部件、后配套设备的设计制造等已接近国际水平，但也还存在不少的问题,主要有以下几个方面：

（1）岩石掘进机和盾构的设计制造的关键核心技术尚未完全掌握，与国际先进水平尚有相当大的差距，目前国内使用的盾构和掘进机基本都是国外公司设计制造的，依赖国外的局面未得到改变；

（2）岩石掘进机的应用仍然较少，掘进机数量少、机型和应用方法单一；

（3）在盾构和岩石掘进机施工中仍然出现过一些问题，如盾构施工时隧道端头塌陷、沉降过大、有的甚至引起地面建筑物的损坏等；在岩石掘进机施工中出现围岩坍塌、掘进方向严重偏差等。我国盾构和掘进机技术的前景展望及发展建议

3.1发展前景广阔

21世纪是我国隧道及地下工程大发展的世纪，据有关专家预测，到2020年，我国将要完成近6000km的地下隧道建设，平均每年约300km。到2010年，国内各种地下工程建设约需岩石掘进机、盾构约180台（不包括微型机），年均需求量约为30台，可见市场需求巨大，发展前景广阔。

（1）城市地铁快速发展，对盾构需求最多。我国城市地铁正处在高速发展期，地铁和轨道交通规划总长度已超过3000km。目前已建成和在建的数量仅占规划数量的10%多，未来城市地铁建设仍将快速发展。除上海、北京、广州、南京、深圳、天津地铁将继续需要采用较大数量的盾构施工外，武汉、杭州、苏州、成都、沈阳等城市地铁也有采用盾构施工的需求。城市地铁仍将是今后对盾构需求最多的领域。

（2）越江隧道建设方兴未艾，对大直径和超大直径盾构的需求将有快速增长。除上海、广州地铁区间越江隧道外，上海计划在2010年采用盾构法建成20多条越江隧道，穿越黄埔江的中环隧道已开工，盾构直径14.87m；穿越长江的双向六车道公路崇明隧道，采用直径15.2m的盾构施工，计划于2004年底开工；武汉长江隧道为双向四车道，采用直径12m的盾构施工，计划于2004年下半年开工建设；南京穿越长江双向六车道公路隧道已通过预可研设计，目前正在前期准备；举世瞩目的南水北调中线工程，采用2条3.9km隧洞穿越黄河，计划采用直径9m的盾构施工。此外，拟建的浦东铁路越江段也计划采用盾构法施工；北京站至北京西站的地下直径线也在考虑盾构法施工；温州欧江道路隧道、哈尔滨松花江隧道也计划采用盾构施工，正在规划之中。

（3）城市各种地下管线隧道有待发展，对盾构的潜在需求大。有关专家预测，我国城市的给水、排水、电缆、电讯、热力、输气等隧道工程的长度将超过1000km，其对小型盾构、微型盾构或掘进机的需求量也相当大。

（4）长大、特长山岭隧道增加，对掘进机需求增加。在山岭隧道工程领域，铁路和水利水电工程都将出现越来越多的长大、特长隧道，对掘进机的需求也越来越大。85km长的辽宁大伙房输水隧洞，采用3台直径8m的掘进机施工，掘进机施工长度约60km，掘进机计划2004年下半年进场掘进。云南、青海、陕西、山西、新疆等拟建的水利水电隧洞总长超过200km，约需掘进机10台。规划修建的南水北调西线工程一期约有240km输水隧洞，也计划大部分采用掘进机施工。拟建中的锦屏二级水电站4条长16.6km、直径13m的输水隧洞，也有采用掘进机施工的方案设想。

3.2 几点建议

鉴于我国盾构和掘进机巨大的市场需求以及存在的问题，实现盾构和掘进机的国产化，全面提升工程应用技术水平已是必然的趋势。作者提出如下几点建议：

3.2.1加速盾构和掘进机的研发步伐，掌握设计制造等关键技术，形成具有自主知识产权的产品，推进我国掘进机的产业化

（1）组织力量协同攻关，尽早突破核心关键技术

现代的盾构和掘进机是高科技设备，其设计制造涉及机、电、液、气、控、测、计算、结构、材料、制造、自动化、信息化、管理科学等多学科领域，是复杂的系统工程，难度很大。必须有效组织整合国内的各有关学科领域的优势技术资源共同努力方能完成。在引进技术、合作制造的同时，应组织国内设计、施工、研发、制造等单位对掘进机的核心技术、综合集成技术等进行攻关，在国外现有技术基础上进行创新，形成具有自主知识产权的全套技术和掘进机产品。

（2）国家应加大力度扶持盾构和掘进机的研发

原国家经贸委将全断面岩石掘进机技术研究与开发列为“十五”重大攻关项目，国家科技部于2002年将直径6.3m盾构掘进机研发列入了“863”重大专项，并由中铁隧道集团、上海隧道公司分别牵头，联合国内有关单位正在进行研究攻关，已在河南和上海建立盾构研发基地和设计试验中心，前期计划研制两台样机，目前正在进展之中。由于盾构和掘进机的研制风险高，基地建设及样机研制资金投入大，回报难于预期。建议国家重点扶持，在政策上实行优惠，在资金上加大投入，以使尽快建立起盾构从研究、设计、制造、工业性试验和改造，以及集产、学、研、用等为一体的研发基地。同时也避免一哄而上，粗制滥造和重复建设，造成不必要的浪费。研发的思路必须正确，不搞象计划体制下那样的“大而全”或“小而全”。

（3）建立实验工程或示范工程

盾构和掘进机样机的现场工业性试验必不可少并且十分重要。由于样机可能存在缺陷，试验性施工可能出现一些问题，甚至实验失败的可能等，由研发承担单位找寻并通过有关业主来确定试验段工程的方法不太现实，难度很大。建议国家给予特别支持，在适当的地方分别划出若干典型的专门的国产盾构和掘进机的试验性工程。

（4）加强修理改造研究和配件及消耗材料的研发

如前所述，我国目前及今后使用的盾构和掘进机数量很大，而盾构和掘进机是对地质高敏感的非标设备，并且我国地域广大，地质类型多样，因此应加强对盾构和掘进机旧设备的修理和更新改造的技术研究，以尽可能延长设备的使用寿命，提高设备利用率；同时也应加强盾构和掘进机配件和消耗材料的国产化研发，以降低工程费用。

（5）盾构和掘进机类型的多样化

我国地质类型多样，各地区环境条件不同，隧道功能和断面各异，需要的盾构和掘进机有所不同，因此，盾构和掘进机的研发宜多样化。

3.2.2进一步创新发展设计与施工技术，全面提升盾构和掘进机的工程应用水平

由于我国掘进机和盾构技术的应用将迅速增加，应用范围不断加大，遇到的地质水文条件、周边环境条件会千变万化，并且对其应用的可靠性、安全性、经济性、以及效率的要求也会随之提高，因此建议在以下几个方面加强其工程应用技术的创新研究：

3.2.2.1在盾构法方面：

（1）进一步研究盾构与地质的适应性关系，以及地中障碍物的超前探测技术，开发盾构在复杂地质条件及穿越障碍物时的安全、高效掘进技术及配套技术；

（2）深入研究高水压下和长距离隧道盾构（包括超大断面盾构）掘进技术，尤其在防突水涌水、停机检修和换刀安全技术方面应有所突破；

（3）城市地铁车站多采用明挖法，拆迁量大，对地面干扰大，费用也不断增加，因此应研究采用异型盾构修建地铁车站或单圆盾构先行掘进然后扩挖的修建车站的成套技术；

（4）应研究完善盾构辅助工法的应用配套，尤其是始发、到达端头加固技术以及联络通道的安全施工技术；

（5）简易的盾构如插刀盾构、网格盾构等在我国仍然具有一定的适应性，并且其价格低，设计制造简单，适合中国国情，目前已完全具备自行设计制造能力。建议加强对简易盾构及施工配套设备的研究开发与工程应用，研究压缩混凝土衬砌与简易盾构的成套技术。

3.2.2.2岩石掘进机法方面：

（1）进一步研究掘进机法的适应性、可靠性和经济性等方面的综合对比研究，尤其要进一步研究完善掘进机在不良地质的安全掘进技术及配套与辅助技术，以为扩展掘进机的应用提供依据和技术支持；

（2）研究应用岩石掘进机与钻爆法结合的“混合法”施工成套技术；

（3）进一步研究完善适应掘进机施工的围岩分类（或岩石分级）和地质工作规范，尤其要完善创新掘进机施工中的配套的地质超前预报技术和手段。

3.2.3 规范市场，完善法规，有序发展

目前在我国掘进机法和盾构法隧道工程的招标、投标中，还在一定程度上存在不公正、不公平，地方保护和行业保护以及无序竞争等现象，在一定程度上影响着盾构和掘进机的国产化；建筑队伍“鱼龙混杂”、低价中标，缺乏统一的权威的规范、规程等也影响着我国盾构和掘进机工程应用技术水平的提高。因此建议：

（1）建立健全并严格执行相关的政策法规，努力做到招投标的公正、公平、科学、有序，营造有利于我国盾构和掘进机产业的形成与发展及工程应用技术水平提高的市场环境，尤其要避免无资质、无业绩和无技术的队伍进入盾构和掘进机市场，要改变不合理低价中标现象；

（2）要认真总结国内外盾构和掘进机应用的经验与教训，在此基础上，结合我国国情，尽快组织编制我国盾构和掘进机研发、设计制造、和施工生产的系统完善的技术法规，使规划、设计、研制、工程建设、施工等都有法可依，有章可循。

3.2.4加速人才培养，建立数量足够的、技术过硬的队伍

目前我国在盾构和掘进机研发人才特别是高素质的复合人才十分匮乏，建议尽快培养和引进，有关高校和研究机构设置相关课程和实验室，以尽快建立起数量充足、技术过硬的研发、生产、设计、施工队伍。

五、结束语

综上所述，我国的隧道盾构和掘进机技术历经四、五十年的“波折”，特别是经过最近十多年来的快速发展，取得了显著的成就，积累了比较丰富的技术和经验，已成为世界上应用数量最大、发展最快、今后需求最大的国家。但在掘进机和盾构设计制造及工程应用技术方面总体上与先进国家相比尚有相当的差距，需要我们广大科技工作者携手努力，不断创新，迎头追赶。

作者简介：

1、郭陕云，大学本科学历，现任中铁隧道集团有限公司董事长，中国土木工程学会隧道及地下工程分会理事长，教授级高级工程师。

2、万姜林，硕士研究生学历，中铁隧道集团有限公司副总工程师，中国土木工程学会隧道及地下工程分会秘书长，教授级高级工程师。

通讯地址：河南省洛阳市陵园东路3号院，邮编：471009

联系电话：0379-2632027，2632757（总工办），***（万姜林）

email:crtgzgb@163.com,wjlctg@163.com

第五篇：水泥基渗透结晶型防水材料在地下工程中的应用

水泥基渗透结晶型防水材料在隧道工程中 的应用

摘要：隧道工程防水技术一直都是个国内外研究难点问题，其中渗漏水原因主要集中在以下几个方面：防水构造设计与防水工程施工中均存在问题、防水材料的耐久年限普遍短于建筑工程的设计使用年限、以及地下水文环境复杂条件的影响等。基于水泥基渗透结晶型防水材料良好的混凝土抗渗性、抗碳化性、抗冻性、裂缝修复性及无毒、环保性，本文综述了水泥基渗透结晶型防水材料的组成成分、作用机理、主要功能及在隧道工程中的应用，旨在为隧道工程防水问题提供新的思路。关键词：隧道工程；水泥基渗透结晶型防水材料；组成成分；作用机理

中图分类号：TU 470

文献标志码：A

文章编号：000-0000(2014)00-0000-00 The application of Cementitious Capillary CrystallineWaterproofing

Materials in tunnel engineering Abstract: Waterproof technology of tunnel engineering has always been a difficult problem at domestic and international research, the water seepage reason mainly in the following aspects: there are problems in waterproofing design and construction of waterproof engineering and design of durability of waterproof materials are shorter in architecture engineering service life and the complex hydrological environment influence of underground.Based on the good performance of Cementitious Capillary CrystallineWaterproofing Materials, this paper reviews the composition, mechanism, main function and its application in tunnel engineering, provided a new idea for waterproof problem of tunnel engineering.Key words: tunneling;Cementitious Capillary CrystallineWaterproofing Materials;composition;mechanism 1 引言

隧道与地下工程防水技术一直都是个国内外研究难点问题，现有的防水板防水技术主要存在以下缺点：不能和混凝土密贴、易被扎破、易受拉拉伸、易断裂破坏、焊缝多、薄弱环节多等。目前，防排水业界萌生了多种新材料、新技术的应用，如喷膜防水技术[1-3]、涂刷防水材料技术[4-7]。喷膜防水技术是以丙稀酸盐水溶液为主要成分，加入氧化剂和还原剂制作而成，两种溶液在喷嘴内混合后，用喷射法喷在混凝土表面上形成具有防水和隔离功能的薄膜。该方法具有质量均匀、无接头、耐久性优越、施工快速方便、整体性好等特点，在日本、德国等已有实践经验，目前国内也亦开始试用；涂刷防水材料技术采用水泥基渗透性防水材料，其典型材料为加拿大生产XYPEX（赛柏斯）[8]，其工作原理是采用特有的活性化学物质利用水泥混凝土本身固有的化学特性及多孔性，以水为载体，借助渗透作用，在混凝土毛细管及微孔中再次发生水化作用，激发水泥再产生新的晶体，从而将水堵住。施工方法比较简单，可以采用直接涂刷法；在出水量大，水压大的情况下，也可采用多举措防排水。如厦门翔安海底隧道，按“以堵为主，限量排放，多道防水，刚柔结合”的永久防排水原则，采用全封闭与局部限量排导的综合方案。在其“多道防水”原则下，加强了初期支护与防水板、防水板与二次衬砌之间的排水措施。在其“限量排放”原则下，利用截水、集水、抽水系统将渗水、雨水、运营用水等排出。

水泥基渗透结晶型防水材料（CCCW）作为绿色环保的防渗堵漏新材料，不仅具有防水抗渗功能，还具有裂缝修复、抗冻、抗碳化等多种优良特性，被广泛应用于水库大坝、地下洞室、道路桥梁的防水抗渗和裂缝修补。本文主要阐述水泥基渗透结晶型防水材料的功能、组分作用及其相关应用。水泥基渗透结晶型防水材料组成

2.1 水泥基渗透结晶型防水材料的组成[9]

水泥基渗透结晶型防水材料简称CCCW（Cementitious Capillary CrystallineWaterproofing Materials），通常以普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、石英砂等为主要成分，掺入活性化学物质制成。不同的水泥基渗透结晶型防水材料中所含的活性化学物质各不相同，根据其作用划分主要有两大类：一是复合混凝土外加剂，包含防水剂、引气剂、膨胀剂、表面活性剂等，不同的外加剂组分使水泥基渗透结晶型防水材料的具体功能和效果不一；二是活性阴离子催化剂，可以使Ca2+和SiO32-在极低浓度下进行反应生成水化硅酸钙并加快反应的速率。

图2.1.1 水泥基渗透结晶型防水材料

Fig 2.1.1 Cementitious Capillary CrystallineWaterproofing Materials

2.2 水泥基渗透结晶型防水材料组成成分的作用[4]

各组分所起的作用，众多文献描述不一。有的认为水泥是载体，有的认为水是载体，有些文献对什么是载体未作说明；结晶体产生的过程中发生了什么样的化学反应，很多产品说明的描述含糊不清，致使入们不能正确理解各组分的作用，因此，有必要说明各组分所起的作用。水泥基渗透结晶型防水材料中的各组分与未水化水泥的反应，是在水溶液中进行的，即各组分首先溶解在水中，然后发生化学反应。

（1）复合型混凝土外加剂的作用

复合型混凝土外加剂在水泥基渗透结晶型防水材料水化初期，就参与化学反应，生成致密的水泥基渗透结晶型防水材料涂层（外涂型和干撒型），或提高混凝土本身的致密性（内掺型），其作用机理随复合型外加剂的组成不同而异，并在水泥水化初期，被大量消耗掉。

（2）活性阴离子催化剂的作用

水泥水化产生Ca(0H)2，在水中电离产生Ca2+：水泥中未水化的水泥颗粒及水泥基渗透结晶型防水材料中含有活性Si032-；活性阴离子是一种正催化剂，它发挥如下作用：①加速Ca2+和Si032-反应生成CaSiO3·nH2O的反应速度；②它能使水泥中的Ca2+和Si032在极低的浓度下（110-8）发生化学反应，生成水合硅酸钙CaSi03·nH20的反应更加完善、更加彻底，生成的晶体也更多，使防水涂层或防水混凝土更加致密；③它在水中具有较高溶解度和渗透性，能渗透到混凝土的细微孔隙中，从而在混凝土深层产生结晶体。

随着水合硅酸钙的不断生成，结晶体逐步长大，从而堵塞混凝土中毛细孔微细裂纹，反应前后，活性阴离子作为催化剂，质量不发生变化，始终存在于混凝土中。

活性阴离子的这种特性，赋予混凝土具有二次自我修复能力，也就是具有二次渗透能力。水泥基渗透结晶型防水材料凝固后，随着拌合水的减少，活性阴离子催化剂、Ca2+和Si032-从溶液中析出形成固体，Ca2+和Si032-产的反应停止。当混凝土开裂，水分再次渗入混凝土时，活性阴离子、Ca2+和Si032-再次溶解到水中，形成水溶液，开始新一轮的反应，再次生成结晶，堵塞混凝土裂纹。由于活性阴离子始终存在于混凝土中，且混凝土中Ca2+和Si032-含量丰富，因此，理论上讲，二次愈合能力具有永久性。

（3）水的作用

在水泥基渗透结晶型防水材料的应用过程中，水发挥了3种作用：①溶剂，所有的反应都是在水溶液中进行的，水是反应的介质；②活性化学物质渗透的载体，活性化学物质溶解在水中，扩散到水能到达的区域。③固化剂，水不仅是水泥的固化剂，也是Ca2+和Si032-反应生成CaSi03·nH20结晶体的固化剂，在结晶体中，含有n个水分子；

（4）水泥的作用

在水泥基渗透结晶型防水材料中，水泥也发挥了3种作用：①反应物，水泥为结晶体CaSi03·nH20的生成提供了Ca2+和Si032-；②成膜物质，水泥是水泥基渗透结晶型防水涂膜的主要成膜物质之一，在涂膜中发挥粘结和防水作用；③载体，在制造水泥基渗透结晶型防水材料时，活性化学物质均匀分散在水泥中，使活性化学物质能被均匀地涂刷（或干撤）在混凝土表面或被均匀地拌合在混凝土中。

（5）石英砂的作用

在水泥基渗透结晶型防水材料中，石英砂发挥了2种作用：①成膜物质，石英砂是水泥基渗透结晶型防水涂膜的主要成膜物质之一，在涂膜中发挥骨料作用；②载体，发挥和水泥一样的载体作用。

2.3 水泥基渗透结晶型防水材料的技术原理

水泥基渗透结晶型防水材料通过活性化学物质在混凝土孔隙中的渗透而产生结晶体，因此，有必要探寻渗透有关的因素。

（1）渗透的动力

渗透是水泥基渗透结晶型防水材料中的活性化学物质在混凝土孔隙中扩散的过程，既然有扩散，必然有动力，渗透的动力有以下4种：a、机械力：在内掺型产品（水泥基渗透结晶型防水剂）中，通过机械搅拌，使活性化学物质均匀地分散在混凝土中；在干撒型产品中，通过抹压使活性化学物质均匀地分散在混凝土表层；b、水载流动：活性化学物质的水溶液在较大的裂纹中，向混凝土内部流动，从而把活性化学物质带入到混凝土内部；c、扩散理论：活性化学物质在水溶液中，自动从高浓度区向低浓度区扩散；d、毛细管作用：活性化学物质的水溶液，通过毛细管作用，在混凝土微细孔中扩散。

（2）渗透的条件

渗透必须具备2个条件：①渗透主要发生在混凝土的毛细孔和微细裂纹中，因此，毛细管道必须敞口。为此，必须清除混凝土表面的有机薄膜成分，如脱模剂、油漆、涂料等，有利于含有活性化学物质的水溶液对混凝土润湿及毛细管现象的产生；②活性化学物质以水为载体渗透，因此，水是渗透产生的必要条件，在水泥基渗透结晶型防水材料的养护过程中，必须始终保持湿润状态。

（3）渗透深度

渗透的深度并不代表产品的性能，这是因为：①渗透与混凝土表面毛细孔、微细裂纹的分布、形状有关，渗入深度与混凝土表面的孔隙率成正比，孔隙率越高，渗入深度越深；②渗入深度与活性化学物质的黏度成反比，黏度越低，渗入深度越深；③渗入深度与活性化学物质的活性成反比。这是因为，在渗透过程中，伴随有结晶体的产生，堵塞毛细管，阻止渗透。活性越高、产生结晶的速度越快、对毛细孔的堵塞也越快，渗透越浅。

（4）渗透方向

在使用水泥基渗透结晶型防水材料时，我们必须控制渗透的方向，使活性化学物质向混凝土内部渗透，在混凝土深层产生结晶，堵塞混凝土中的毛细孔。为此，我们必须做到：①使混凝土表面满足2.3所述的（2）中渗透条件；②水泥基渗透结晶型防水涂料成膜后，禁止覆盖塑料薄膜养护，因为覆盖塑料薄膜后，毛细孔孔口被封闭，活性化学物质的水溶液在毛细孔中上升时，在毛细孔中形成负压，不利于活性化学物质的水溶液在毛细管现象作用下向混凝土深层渗透，应覆盖草垫洒水养护，使毛细孔具有透气性。

所有的操作，应防止活性化学物质从混凝土中析出，预防发生反向渗透，为此应该做到：①养护水泥基渗透结晶型防水涂膜和含有水泥基渗透结晶型防水剂的混凝土期间，表面应无明水，如果有明水存在，会在混凝土表面形成活性化学物质的低浓度区（浓度为0）混凝土中的活性化学物质会向低浓度区渗透，从混凝土中析出；对于使用水泥基渗透结晶型防水材料的蓄水池，应充分养护后，使混凝土表面形成一道致密的防水层后才能注水使用，这时，水不能浸入混凝土内部，活性化学物质也就不能从混凝土中向水中扩散；②在地下工程中使用水泥基渗透结晶型防水材料时，应充分养护后才能回填，回填土应保持湿润。如果回填土干燥，活性化学物质在毛细管现象的作用下，易向回填土中渗透；如果回填土过分湿润，如地下建筑物浸泡在水中，在建筑物周围形成活性化学物质的低浓度区（浓度为0），活性化学物质易从混凝土中高浓度区向低浓度区渗透，造成活性化学物质的损失。所以，水泥基渗透结晶型防水涂膜或含有水泥基渗透结晶型防水剂的混凝土必须充分养护，在混凝土表面形成致密的防水层，堵塞造成渗透的毛细孔，使反向渗透终止。水泥基渗透结晶型防水材料的主要功能

3.1 提高混凝土抗渗性

抗渗性是水泥基渗透结晶型防水材料最基本的性能。CCCW在建筑施工中的使用一般采用两种方式：一种是均匀拌合于混凝土中的掺合剂，可以减小混凝土孔隙率，提高密实度，减少水渗入的途径；一种是干撒或掺水搅匀涂抹在混凝土表面的浓缩剂，随同水的渗入向裂缝内渗透，沿途在适宜条件下结晶修复裂缝，提高混凝土的抗渗能力。CCCW在遇水后通常可发生两次甚至多次的重复结晶，因此防水抗渗效果显著且持久。3.2 抗碳化性

当水泥基渗透结晶型防水材料发生化学反应生成不溶性结晶物填充、密实孔隙和裂缝之后，提高了混凝土的密实度，能有效阻止CO2等气体物质的入侵，减小混凝土的碳化程度[10]。3.3 提高混凝土抗冻性 混凝土的冻融破坏机理中，破坏力主要来自两个方面，一是温度降低时水的相变引起的体积变化产生的膨胀压力，二是在温度变化时由于水的迁移引起的渗透压力，此外还有由于热膨胀系数不同导致温度变化是变形不协调等原因。两个主要的破坏原因都与水的存在有关，因此提高混凝土的密实度和抗渗能力，降低水的渗入量，可以有效提高混凝土抗冻性。诸多品牌的CCCW在具有抗渗作用的同时，也具有抗冻效果。3.4 裂缝修复性

国内外众多学者通过研究发现，混凝土本身具有自愈性。这是由于混凝土中存在部分未水化或不完全水化的水泥颗粒，当混凝土开裂后有水渗入时或在一定湿度条件下，这些水泥颗粒会发生水化反应，生成的水化结晶产物使裂缝逐渐愈合。混凝土裂缝自愈性能和自身配合比、缝宽、温度等因素有关。水泥基渗透结晶型防水材料的主要成分就是硅酸盐水泥，因此也具有自愈合性[11]，而且由于活性化学物质的存在，使自愈合性能比水泥更强。3.5 无毒、环保性

水泥基渗透结晶型防水材料是绿色环保型产品，与化学灌浆材料、聚合物材料或其他掺有高分子防水剂的水泥基材料相比，具有无毒无害的特点，对环境没有污染，可用于饮用水工程。水泥基渗透结晶型防水材料在隧道工程中的应用

4.1 隧道工程防水理论

国内外隧道工程基本上都采用“截、堵、排相结合，多道设防”的防治水原则[12-13]，对隧道工程进行从围岩到初期支护到二次衬砌全方位的防排水处理。

“截”主要是指截断流向隧道区域的水流，即把所有可能流向隧道的地表水、地下水的通道截断。截水措施主要包括：隧道洞口仰坡设置截水天沟，截留地表水，防止水流流向隧道洞门；对洞身上方的积水坑等可能导致地表水下渗的位置进行处理，如地形疏导、修建排水沟、喷抹灰浆等；对有明显流向和稳定补给的地下水，应当采取截水导坑或封堵措施，防止隧道开挖后出现大量涌水。

“堵”主要是在隧道开挖以后，针对隧道围岩出现的或者可能出现的明显渗水、涌水情况，采取封堵措施或者超前堵水措施，同时也包括在隧道结构内采取措施，对侵人隧道结构的渗漏水进行封堵，防止水流向隧道内渗透。除了在施工时采取的注浆堵水外，隧道永久性结构堵水措施主要包括：设置防水层对渗水进行封堵；采用抗渗混凝土进行衬砌自防水；对于混凝土衬砌的工作缝，采用止水带、止水条等材料进行堵水，防止渗水出现在隧道内空表面。

“排”是整个防排水体系中重要的一环，无论是截水还是堵水，最终还是要通过排水措施才能将水引出隧道区域以外，保证不侵入隧道。排水方式包括盲沟排水、泄水管排水、排水沟排水、排水管排水等。在隧道洞内主要采用排水沟和排水管排水。排水沟用于汇集排水管和隧道路面的水排出洞外；排水管包括隧道衬砌内的纵向、横向和环向排水管，用于汇集被防水层封堵的围岩渗水，最后排到排水沟。只有实现了通畅的排水，才能降低衬砌和围岩内水压，做到无压防水，防止高水压下渗水通过衬砌裂隙等薄弱环节渗出。

“截、堵、排”相结合的防排水措施是一个有机整体，相互间不可分割。其中任何一项措施实施不理想，都将引发其它措施失效或者效果不佳，导致隧道防排水失败。4.2 基于水泥基渗透结晶防水材料的防水施工工艺

水泥基渗透结晶型防水材料一般通过刷涂施工或喷涂施工。采用水泥基渗透结晶型防水材料对隧道工程的防水处理可在初期支护后进行，也可在二期支护后进行，具体施工方法[14]如下：

1、施工前必须用清水彻底润湿工作面，形成内部水分饱和，以利于CCCW借助水分向混凝土结构内部渗透；

2、按产品说明书的要求配置水泥基渗透结晶型防水涂料，边搅拌边将水加入，然后用手提搅拌器搅拌成均匀的涂料，搅拌时间约为3～5min。每次调好的浆料应尽可能在30min内用完，当混合物变稠时应频繁搅动，不可加水冲稀；

3、喷涂或刷涂：由于隧道表面（初期支护或二期支护后的表面）可不用再做找平处理，所以表面较粗糙，用刷涂法施工不宜取得良好的效果，因此建议使用喷涂法施工，即快捷又能保证工程质量；

4、检查验收及养护：检查涂层是否喷涂均匀，不应有漏喷和漏底；按规定做好养护，保证养护时间、次数及使用雾水。同时，养护期间不得有磕碰；喷涂层不得有剥落、裂纹等现象出现。结论

水泥基渗透结晶防水材料具有良好的混凝土抗渗性、抗碳化性、抗冻性、裂缝修复性及无毒、环保性。基于水泥基渗透结晶防水材料的一些良好性质，因此，可假想用水泥基渗透结晶型防水材料替代一般的防水板或防水卷材，使隧道工程防水施工更方便、快捷，并达到永久性的防水效果，使整个防水系统更为合理、耐久，为隧道工程防排水设计、施工积累了大量的工程经验。参考文献

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