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    人防工程防水施工标准之二

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      第二节 地下水对人防工程的危害

      一、地下水贮存的几种类型 

      所有埋藏于地表以下的水，均称为地下水。由于地下水贮存的条件不同，其聚集、运动的过程各 不相同，因而，其埋藏条件分布规律、水动力特征、物理性质、化学成分、运动变化等许多方面也都具有不同的特点。地下水一般以下面几种形式存在： 

      （一）毛细管水 
      它存在于岩（土）体的毛细管孔隙和细小的裂缝之中。该种水受表面张力和重力影响，是一种半自由水。它可以传递水压，但只能垂直运动。 

      （二）重力水 
      当岩（土）体的全部空隙均被水饱和时，其中能在重力作用下自由运动的水，均为重力水。它既 可以传递水压，又可以由高水位流向低水位。 
      重力水又可分为三大类： 
      1．上层滞水 
      上层滞水是季节性存在于局部隔水层之上的重力水。大气降水或地表水向地下渗透过程中，因受到局部隔水层的阻挡而滞留并聚集在该隔水层之上，便形成上层滞水。滞水具有一定的自由水面和水头，当然也就能产生水压。上层滞水主要靠大气降水和地表水下渗直接补给。 
      2．潜水 
      潜水是埋藏于地下第一稳定隔水层之上，具有自由表面的重力水。其自由表面称为潜水面。地表距离潜水面的垂直距离，称为潜水的埋深。潜水面任一点距基准面的绝对标高，称为地下水位。 
      3．承压水 
      承压水是充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。 

      二、地下水对人防工程的危害 

      由于许多人防工程长期置于地下水的侵害之下，特别是工程往往受到地形条件的限制，地下水很难降到工程底板标高以下。因些，地下水对工程的危害作用是相当大的。 
      地下水的危害作用主要表现有： 
      （一）毛细作用 
      当物质内部存在连通孔隙时，水也会沿着这些孔隙上升。毛细现象是建筑材料中常见的现象，砖墙上的毛细管水能达到一层楼的高度。不仅地下水能被有孔的建筑材料吸收产生毛细作用，潮湿 土壤中的水分也能通过毛细作用对建筑物和构筑物产生危害。因此，虽然有的地下建筑物处于地 下水位线以上，毛细作用仍然有危害。 毛细水上升高度 可用下式计算式中：
      ――表面张力系数； 
      ――水的密度； 
      ――重力加速度； 
      ――液面湿润边界角； 
      ――毛细管半径。 
      从上式可以看出，毛细水上升高度 与半径 成反比关系。但如果物质是增水性的，水不能润湿管壁，这时毛细水就不能上升，实际上毛细水不复存在，防水材料一般都具有这种性质。 
      （二）渗透作用 
      地下水在土壤孔隙和岩石裂缝中流动，接触到人防工程衬砌结构后，就会沿着衬砌结构的孔隙流 动而产生渗透作用，当工程埋深超过地下水位线时，由于水位差的存在，将产生渗透压。地下工 程埋得愈深，地下水位愈高，渗透压也愈大。 地下水对地下工程衬砌结构的渗透作用，可按达西（Daecy）线性渗透定律，采用下列公式计算： 
      式中： ――渗透量(cm3/S)； 
      ――渗透系数（cm/s；）； 
      ――受水压面积(cm2); 
      ――水头高度(cm)； 
      ――衬砌厚度(cm)。 
      渗透系数K与衬砌的材料有关。一般砼的K值为0.0002～0.002cm/s，结构致密的防水砼的的K值低 于10－11cm/s。大多数情况下，人防工程渗漏水是由于地下水的渗透作用引起的。 
      (三)侵蚀作用 
      地下水是一种相当复杂的溶液，常含有溶解性气体、矿物质和有机质，其中已经发现的化学元素有60多种，常见的有氯（Cl-）、硫酸( )、重碳酸( )、碳酸（ ）、钠(Na+)、钾(K+)、钙 (Ca++)、镁（Mg++）等碱金属和碱土金属离子。溶解的气体有氧、氮、碳酸气，偶尔也有硫化 氢、沼气等。这些溶解于水中的物质，使地下水具有多种特性，当浓度达到一定值时，地下水就 会侵蚀以致损坏地下工程的衬砌结构中的某些材料，直到结构破坏。 在屋面工程中一般不会碰到这三种有害作用，但在人防工程中则必须认真考虑这三种有害作用， 采取有效措施，以防遭到地下水的侵蚀和损坏，所以地下防水必须“综合处理”、“多道防 线”。所谓“综合处理”，就是从工程地质、结构、施工等几个方面综合考虑，采取有效的措 施。所谓“多道防线”不是指防水的层数愈多愈好，而是要把围岩（掘开式地下工程的回填土）、结构自防水处理及地面采取排水措施等，都看成是防水的防线，认真做好，以减弱地下水 对地下工程的危害。 

      三、地下水位变化对人防工程的影响 

      （一）浮力作用的影响 
      浸在地下水中的人防工程会受到地下水的浮力作用。尤其是在施工过程中因地下水位骤然上升,浮力增大，工程很容易浮起破坏而出现渗漏水。 
      （二）潜蚀作用的影响 
      潜蚀作用可分为机械潜蚀和化学潜蚀两种。机械潜蚀是指土粒在地下水的动水压力作用下受到冲 刷，将细粒冲走，使土的结构破坏形成空穴；化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分，使土粒 间的结合力和土的结构破坏，土粒被水带走，形成空穴。潜蚀作用掏空地基，致工程失稳，断裂破坏。因此，防空地下室在采用排出法防水时，要注意防止发生潜蚀作用。在一般情况下，地下室不应依赖机械排水法防水。自流排水的工程，在可能出现潜蚀作用时，应在排水沟、管上设 置反滤层，以避免土粒随流水一起排走。 
      （三）对围护结构耐久性的影响 
      地下水位在防空地下室埋置范围内变化，使围护结构交替出现湿润和干燥，将降低工程结构材料的耐久性。
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