隧道工程喷膜防水材料防水机理及效能研究结题摘要

隧道工程喷膜防水技术代表了隧道及地下工程防水技术新的发展方向，但由于目前工程界对其特性及性能尚认识不够全面，对其在实际工程中的应用和推广也造成了一定障碍。本项目结合隧道复合式衬砌结构中的丙烯酸盐喷膜防水层的实际工作形态，对其防水机理、防水效能及其综合评价方法展开了研究，为推广该项技术提供理论依据和指导。本项目所开展的研究工作及取得的主要研究结果如下：通过试验建立了喷膜防水层后非织造土工布的水平排水模型，探明了喷膜防水体系在复合式衬砌结构中的防水机理和水压卸载能力，提出了适用于复合式衬砌隧道结构的喷膜防水体系构造型式；通过对复合式衬砌结构中喷膜防水层的工作条件的调查分析和试验模拟，提出了隧道工程喷膜防水层效能体系的指标集及对应的检验方法和判定标准，并根据层次分析法的思想建立了隧道工程喷膜防水层效能指标体系；选取了模糊综合评价数学方法并结合工程实例对其进行了综合评价方法的研究，建立了用于隧道工程喷膜防水体系效能的综合评价方法。本项目的研究成果已经在部分工程中得到了应用，对喷膜防水技术在隧道工程喷膜防水体系构造型式的设计提供了指导；本项目所提出的以“效能”为目标的评价方法和思路，重视防水层与结构共同工作状态下的性能是否能满足防水的要求，是对目前隧道及地下工程防水设计方法的革新；这种思路和方法也可以推广到其他类型的防水材料和防水体系中，为地下工程防水材料的选型、防水体系的设计、防水性能的评价提供指导。

喷膜防水材料是一种用于隧道工程防水的新型防水材料，从实际的使用效果来看其防水效果较常规防水板更为优越。但是目前对于喷膜防水材料的研究工作多集中在材料开发和工程应用上，对其防水机理和效能的研究工作开展尚不多，迟滞了该材料在实际中的应用，本项目则将围绕该领域以上空白展开对隧道工程喷膜防水材料防水机理和效能的研究。防水机理的研究部分将考察喷膜防水材料自身的抗渗透能力、与隧道结构及排水设施组合作用下的抗渗水机理，以对其在隧道结构中的防水机理有深入的认识。防水效能的研究部分将通过分析隧道工程的实际工程条件、喷膜防水材料的赋存环境，搭建喷膜防水材料的效能体系框架；并通过在试验室条件下对隧道复合式衬砌结构的模拟试块制作及测试，对喷膜防水材料的各项效能内容进行考察和研究，以建立一套适用于该类材料的防水效能评价体系及相应的评价项目和评价标准，更为合理地隧道工程喷膜防水材料的应用提供指导和依据。

全书共7章，第1章介绍了喷膜防水系统技术的构成和国内外的研究状况；第2～4章全面阐述了喷膜防水材料的成膜技术原理、高压无气喷射技术和喷膜防水施工及其施工工艺等应用技术；第5章介绍喷膜防水层防水效能研究成果；第6章和第7章介绍喷膜防水层在地下水环境中的失效性和地下力环境中的服役行为的研究成果。

1　绪论

1.1　概述

1.2　国内外应用与研究现状

1.3　展望

2　成膜原料与技术原理

2.1　成膜物质的比选

2.2　引发剂的选择和配比

2.3　填料及添加剂

3　高压无气喷膜设备

3.1　成膜工艺方案的对比

3.2　喷膜设备的选型

3.3　喷膜设备的设计

3.4　喷膜设备的组成

3.5　喷膜设备的性能

4　喷膜防水施工技术

4.1　隧道试验模型概况

4.2　喷膜施工技术试验总结

4.3　喷膜施工技术实施细则

4.4　喷膜防水工程试验实例

5　喷膜防水层效能研究

5.1　喷膜防水层的效能体系

5.2　丙烯酸盐喷膜防水层的静防水性能

5.3　丙烯酸盐喷膜防水层的动防水性能

5.4　丙烯酸盐喷膜防水层的特殊防水性能

5.5　丙烯酸盐喷膜防水层效能及体系的总体评价

6　喷膜防水层在地下水介质中的失效性研究

6.1　水环境介质对丙烯酸盐喷膜防水层物理性能的影响

6.2　水环境介质对丙烯酸盐喷膜防水层的侵蚀行为机理

6.3　混凝土添加剂对丙烯酸盐喷膜防水层物理性能的影响

6.4　丙烯酸盐喷膜防水层失效性的CT检测技术

7　喷膜防水层在力学环境中的服役行为研究

7.1　喷膜防水层的合理施作厚度

7.2　防水膜材料受力状态下的抗渗试验仪

7.3　力环境和水压条件对喷膜防水层的损伤研究

7.4　隧道衬砌环境中喷膜防水层受力分析的数值模拟

参考文献2100433B

杨其新，男，1956年生，山东郓城人。西南交通大学土木工程学院岩土工程试验中心主任，隧道与地下工程系教授，博士生导师。从事隧道及地下工程防水、防灾减灾等的教学和科研工作20余年，主要研究方向为地下工程水环境理论及其防排水技术、地下工程防灾。主持和完成了省部级以上研究项目20余项，获得多项创新性成果，公开发表学术论文100余篇，出版学术专著和教材5部，并获发明专利3项，研究成果多次获得省部级科技进步奖。