隧道工程喷膜防水材料防水机理及效能研究

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。

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。