地下工程防水抗渗新材料—毛细透排水带/管

    渗漏是地铁隧道及车站等地下工程构筑物的常见病害。虽然在地下工程设计及施工阶段,均按照“以防为主,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理”的理念,采用排、堵结合的思路进行工程防水设计与施工,但地下工程构筑物的渗漏通病仍不能完全有效解决,长期以来一直困扰地下工程的建设和维修整治。

 

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    毛细透排水带/管是一种新型的防水抗渗材料,应用这种新材料,可在原有结构封堵防水措施基础上,以变形缝、施工缝、诱导缝等接缝处为重点,辅以渗漏水引排,消除压力渗水对内衬结构的冲击,从而达到结构防水抗渗的目的。
    毛细透排水带/管简介
    毛细透排水带/管系中国台湾防排水技术专家胡明群先生经过多年潜心研制发明的一种优良性能的新型防水抗渗材料。毛细透排水带/管的结构设计巧妙利用了“毛细力、虹吸力、表面张力、重力”等物理现象,模拟大自然生态机制,具有防堵塞、无土壤流失、抗压能力、抗冲击能力极强、促进排水、易施工等诸多优点。毛细透排水带/管有效地解决了过去采用穿透性过滤排水方法易出现的因淤积堵塞、土壤流失等问题而造成结构沉降、坍塌以及排水系统失效等现象,可广泛应用于铁路、公路、地铁、机场、隧道、挡墙边坡、桥梁桥台、地下建筑、病险水库治理加固、江河堤防、市政道路等土木工程构筑物的排水防渗工程。该产品于1999年获得德国纽纶堡发明奖、年度金牌奖及年最佳发明贡献奖等奖项,并已在中国、美国、日本、加拿大、欧盟、台湾、香港等20多个国家和地区获得发明专利。

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    工作原理  1)毛细透排水带/管为宽200mm(或100mm)、厚度仅为2mm的软质薄塑胶片,每隔1.5mm开设直径为1mm的毛细孔,每根毛细孔再纵向剖开0.3mm宽度之槽沟,设计上为内大外小,且埋设时吸水沟槽面向下或垂直贴附于治理面。如此一来,当土壤中饱含水分时,由于圆孔直径为1mm,而沟槽宽度只有0.3mm,就会产生毛细现象,迫使水流由下往上自行倒吸进入毛细导管内,而土壤中被水流夹带之颗粒将因重力作用自行向下沉淀,形成水土自动分离。2)槽孔设计上内大外小,沟槽进水口宽度0.3mm较导水毛细孔直径1mm窄许多,就算有少数细小颗粒进入毛细导管,也会再次从沟槽向下沉降回归土壤或随管道流向出口排放。3)细长状槽沟本身较个别分离孔洞设计更不易堵塞。
    产品特点  1)不堵塞:突破传统过滤设计观念,直接利用重力现象产生水土分离效果;2)排水排(潮)气功能:能讯速排出土壤中过饱和水,利用排气系统将土壤中潮湿气体排出使土壤中气体循环流通,起到防潮作用;3)抗土压力强:拱桥型结构设计,有效分散应力分布;4)主动式排水:利用毛细力、虹吸力增进排水效率;5)高渗透性:开孔率大于20%,有效吸水面积大;6)不需级配滤层:具自清功能,可直接覆土回填;7)施工简单:卷筒型包装不占体积,减少运输、仓储、管理、施工成本;8)具挠曲柔性:可与起伏不平之地紧密帖合,形成无限长、压不扁之水流高速度公路;9)低成本:高效率、降低总体施工成本缩短施工周期。

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    工程实用应用案例
    上海虹梅南路越江隧道工程  该工程采用“两墙合一”由围护结构地下连续墙和现浇钢筋砼内衬墙结构组成,形成两道挡水、挡土结构。为确保内衬墙不受压力渗水冲击产生渗漏,该工程防水采用多道设防,在原有各项封堵防水措施照常实施后,对地连墙接缝薄弱处实施安装毛细透排水带,下部接入预埋与底板下部的PE集水管,形成了立体式、全断面的地下水导排系统,将地下结构渗漏水从地墙接缝导排至工作井底板的废水泵房,从源头上解决地下结构的渗漏水问题,同时消除两墙之间水头压力,提升结构层密实度和抗渗性能,以达到良好防渗效果。

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    张花高速青坪隧道工程  湖南张家界至花坦高速公路青坪隧道采用复合式衬砌结构,为使衬砌的防水、抗渗性能可靠,该工程采用毛细透排水带设置于初支与二衬之间导排渗漏水的新方法,完成复合式衬砌防水层的导排引流防渗。工程浇筑完工后二衬表面整体干燥,完全杜绝浸蚀、滴水、渗水的现象。

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    沪昆客运专线桥台  由毛细透排水带、毛细透排水管组成的导排渗水系统,充分利用毛细透排水带、毛细透排水管产品独具的“抗堵塞、水土自动分离、毛细力、虹吸力”等特点,确保排水系统能长期、稳定、可靠,消除压力渗水对桥台的冲击,且排水中不会造成土壤流失,使桥台背围岩稳定,完全杜绝沉降和坍塌。

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    市政下穿隧道工程  采用毛细透排水带(管)组成的导排渗水系统现已在成都、南昌、江苏等市政下穿隧道工程建设和维修整治渗漏水工程中设计应用。解决了隧道底板、侧墙、顶板变形缝、施工缝、诱导缝等接缝渗漏难题。

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    随着新材料、新技术——毛细透排水带/管导排系统在公路、铁路、隧道、桥梁、挡土、护坡、水库、地下建筑等领域防水抗渗的应用,将有效加快解决地下工程渗漏难题。(通讯员 夏永强

注:本文刊载于《市政技术》2013年第2期,第8、9页。