防水材料发展

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1、上海隧道地铁防水技术进行一、隧道环氧防水材料的应用与改进1967年春，上海“651”工地对我国第-•条水下道路路盾构隧道——打浦路越江隧道的盾构气闸门，采用环氧树脂密封胶嵌抹密封。那时的盾构隧道，为了安全抗水，采用了气压施工，即在隧道内施加近2倍水尝试的气压。打浦路隧道建造时，接缝环氧防水料同化工艺已从电热同化进步到常温同化，由模制成型简化为现场涂抹。由于确立的是“粘结密封”的防水原则，采用了有先柔后刚、填平补齐特点的环氧防水材料，在基本满足防水要求的同时，也出现一些弊端：如一旦水、泥占面，粘结力就下降；所夹泥砂形成渗水通道，又由于涂料是现场拌制、浇抹而

2、成，其质量受气温、湿度、工艺及人为操作等的影响。此外，当时的环氧固化剂都为乙二胺、二乙烯三胺等脂肪胺与间苯二胺类芳香胺，气味重、毒性大，开发常温、低毒的环氧固化剂非常有必要。先后提出制备乙基乙二胺、酮亚胺的想法，当时上海树脂厂这方面的技术力量强，配制乙基乙二胺、酮亚胺用于打浦路隧道管片接缝防水。二、防水材料的研制与施工上世纪70年代，上海隧道的防水技术人员，在借鉴R本R东-SS、美国AM-9等詁牌的内烯酰胺类（内凝）注浆堵水新材料，自制其交联剂甲撑双内烯酰胺的同时，与铁道部铁科院、煤炭部煤科院、华东水利电力勘察设计院同步，以日本竹屮工务所的TACSS（聚

3、氨酯类）注浆材料为赶超对彖，研制PU灌浆材料。这方面的情况，薛绍祖先生在《上海隧道防水技术创新发展Z片断》一文中已有叙述，这里要补充的是：试验组成员对二、三疑基混合聚醯的组成、配比，聚氨酯游离异氧酸根据含量的比选，对TDIPAPIMDI的单用与混用的对比及对浆液性状的影响，对发泡剂、促进剂与凝胶时间、固结体强度的关第，都作了系统研究。此后，很快在地铁车站、区间隧道扩大试验工程屮进行注浆堵漏实践。三.从盾构隧道接缝防水技术的突破到密封垫水密性试验和数值模拟计算技术的日趋成熟1.确立以高精度密实混凝土管片为基础、管片接缝采用橡胶密封垫的防水原则上世纪70

4、年代末，刘建航、王振信等专家根据国内外工程与试验的实践提出：盾构隧道单层衬砌要满足防水要求，必须采用：(1)单块、钢模预制的高精度管片；(2)以弹性密封为防水机理(3)预制成框的橡胶密封垫1981年伊始,在大量室内试验基础上，地铁漕溪路段试验工程和宝钢电厂输水盾构隧道率先采用氯丁橡胶为基材、构造断而为冇空槽的弹性密封垫，英防水效果胜于同期试用的焦油聚氨酯、海绵橡胶与丁基腻了胶复合材料，进而确立了以高精度钢模单块制作高精度密实混凝土管片与接缝橡胶(氯丁胶)弹性密封垫相结合的防水原则。作为衬砌接缝密封材料另一大类的遇水膨胀型橡胶，上世纪70年代末由日本首创。

5、上海市隧道公司防水技术人员与上海长宁橡胶厂联合。1984年制成了国产遇水膨胀型橡胶并通过产品鉴定，将其使用到了上海合流污水治理一期隧道工程中。国际著名的德国PII0NIEX公司的多孔弹性橡胶密封垫则于90年代中期，在沪率先用于上海地铁二号线隧道过江段，因这类材料冇良好的水密性与弹性复原率，逐步成为盾构隧道管片接缝防水材料的主流。以后，以国产氯丁胶、三元乙丙胶为原料的多断面弹性密封垫一再得到开发；微波硫化、挤出防水材料的主流。以后，以国产氯丁胶、三元乙丙胶为原料的多断而弹性密封垫一再得到开发；微波硫化、挤出成型等加工工艺不断改进，口90年代后期已在全国各地

6、地铁线路全面采用。2.弹性密封垫、遇水膨胀密封垫的水密性试验与有限元计算理论研究的深化早在80年代初，就已开始采用钢板或钢筋混凝土制成一字缝、十字缝试件，进行水密性试验；新世纪以降，通过数理分析与有限元计算，结合室内一字缝、十字缝水密性试验与检测的研究方法应运而生。其试验方法从开始时与国际最先进的德、日等国有较大差距，发展到木世纪初的技术水平相当。从钢铁模到混凝土试模，从加水压水密性检漏到检测接触面压应力反映抗水性，并引入弹性密封垫闭合压缩力以及推算密封垫的百年设计使用寿命的技术，都不断完善，彰显防水材料的进步。通过膨胀橡胶或者聚氨酯膨胀弹性体的长期浸泡

7、水的质量变化率、对应反复干湿循环下材料性能的变化率的检测，一方面认定其耐久性，一方面满足体积膨胀而材料物性不下降的特殊要求，在此基础上研究复合型密封垫的复合方式，很有意义。过去，弹性密封垫的耐久性以热老化试验，通过阿累尼乌斯公式推断100年后的应力松弛量，作基木判断。为了正确反映隧道工况（特殊压缩条件）下的密封垫老化与应力松弛，密封垫水密性试验从用压力传感器检测密封垫接触面受力，到用有限元数理解析密封垫应力分布、验算止水性，特别是长期止水性的判断，上海隧道院与同济大学等不断深化研究，为密封材料使用寿命的计算确立了理论基础。四、混凝土本体防水的发轲直至结构

8、防水、耐久性设计与施工作为独立体系实施1.已故的上海地铁防水前辈曹迪光是搞混凝土