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【摘 要】地下结构防水较地面建筑防水更复杂，可控制性更差，这就要求防水材料及防水结构能动态地适应不断变化的地下工程环境，从而达到动态防水的目的。文章提出地铁防水应动态适应不断变化的地下工程环境，进行动态防水；并从材料和工艺两个方面分析了如何实现地铁工程的动态防水。
【关键词】地铁工程动态防水
所谓动态防水，就是根据渗入地铁结构的地下水情况或结构的变形情况，依靠结构及防水材料自身特点或采用特殊工艺措施，适时地进行主动防水。动态防水是根据地下结构的动态特性提出来的，其特性主要体现为：防水的自我调节性；适应结构变形的能力；材料本身的自我修复能力。
一、动态防水特点
1、防水的自我调节性
自我调节性能是指防水材料根据外部环境情况的变化，自我调节其物理、化学性能、达到最佳防水状态的能力。其主要表现在以下几个方面：①利用材料的物理性能止水，包括材料的吸水膨胀特性、渗透扩散特性、抗拉压能力及耐伸缩疲劳性等；②利用材料的化学反应性能止水，包括材料与水反应结晶沉淀、吸水生成胶粘体及耐侵蚀性物质等；③利用材料的构造性能止水，如采用可排水式止水带，其自身携带的排水管可将外部水排入排水设施，消除作用在止水带上的外水压力。
2、适应结构变形的能力a
由于支护结构面凹凸不平，防水材料铺挂后，在混凝土浇注过程中会对防水材料产生较大的张拉应力，同时，外水压力的存在也会对材料产生较大的张拉作用力。材料的变形适应能力包括：①改善自身的抗拉强度来抵抗外荷载作用；②提高自身的延伸率来适应较大的结构变形。
3、材料本身的自我修复能力
防水材料在施工过程中可能会被基面尖锐物体刺破；结构变形超过材料变形能力时，防水材料会开裂，此时，需要防水材料在发生微小损伤的情况下具有自我修复功能，及时封闭损伤部位，发挥正常防水功能。
二、动态防水的分类
可简单地将动态防水分为材料动态防水和结构工艺动态防水，如表1所示：
2.1材料动态防水
2.1.1利用材料的水化学反应特性
结构混凝土或防水材料中的化学成分与水等外界物质发生化学反应，生成体积较大的新成分，
表1动态防水分类
逐渐沉积于材料裂缝位置，填充微小裂纹空隙，从而达到堵塞渗水通道的目的。混凝土裂缝的自愈现象是混凝土中的化学成分与水、空气发生化学反应，自动堵塞裂缝渗水的例子，其原理是混凝土裂缝处的CaO与水化合形成Ca（OH）2，游离的Ca（OH）2，溶解于水，并沿裂缝向洞内浸出，与洞内空气中的CO2发生反应，形成体积较大的CaCO3白色沉淀物；CaCO3白色沉淀物在裂缝内部则封闭裂缝，在结构表面则形成白色斑痕。当裂缝宽度在0.1～0.2mm左右，水头压力不大（水头<15～20m）时，容易出现自愈现象，结构渗漏随时间而逐渐减缓直至全部自封。当外水压力大或裂缝宽度超过0.2～0.3mm时，裂缝渗漏量会逐渐加大，乃至发展为严重渗漏水，因此此类裂缝一般不会自愈。
2.1.2利用材料的遇水膨胀特性
材料的遇水膨胀特性是指材料中含有吸水性物质，遇水后能吸收周围的水分，使体积明显胀大，从而达到挤压裂缝空隙、堵塞渗水通道的目的。以BW型止水条为例，它是以橡胶、无机及有机吸水材料、高粘性树脂等十余种材料经密炼、混炼、挤制而成，断面为四方形的条状自粘性遇水膨胀型止水条。
2.1.3利用材料较大的断裂延伸特性
从断裂延伸率的定义可以看出，防水材料的断裂延伸率越大，对建筑物基层裂缝的变形适应能力越强。对于塑料防水板材，铺挂施工时，由于支护面的不规则，断裂延伸率必须具有足够的富余量。
2.1.4利用微细材料的渗入特征
防水材料的渗入特征是利用防水材料中的微细成分，以水为载体向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，填塞毛细孔道，从而使混凝土致密防水。水泥基渗透结晶防水涂料是一种粉状材料，经与水拌和可配成刷涂或喷涂在水泥混凝土基面的浆料，亦以干粉撒覆并压入未安全凝固的水泥混凝土表面；水泥基渗透结晶型防水剂则是一种掺入混凝土内部使用的粉状材料。
2.1.5利用材料的特殊結构构造形式
通过对防水材料的结构形式进行特殊设计，可消除外部环境对防水材料的不利影响，最大限度地发挥材料的防水功能。
2.2结构工艺动态防水
2.2.1结构缝隙设置遇水膨胀型防水材料
结构的施工缝、伸缩缝和沉降缝是渗漏水的多发地带，防水设计时，在这些缝隙间设置遇水膨胀型防水材料是十分必要的。
2.2.2控制结构外水压力
很多防水材料在水压较低的条件下，可以很好地堵水，但当水压升高到某一水平时便降低或失去防水作用，因此，控制结构外水压力在某一合理水平上，对发挥防水材料性能的作用较大。水压控制式的排水网络系统可以解决上述问题，通过在排水系统出水口设置水压控制式闸阀，当水压超过某一限值时，闸阀自动开启排水；当水压低于这一限值时，闸阀则自动关闭。
3注意事项
地铁结构动态防水主要通过发挥防水材料本身特有的防水性能来适应不断变化的外部环境，保持结构的防水能力。
（1）避免遇水膨胀型防水材料施作前遇水。遇水膨胀型防水材料在购买后要妥善存放在干燥阴凉处，铺挂粘贴时要严禁被水润湿，防止预先膨胀。在选材时，可选用缓膨胀型材料。
（2）减少材料膨胀空间，加强周围约束。无论是遇水膨胀型防水材料，还是渗透结晶型防水材料，都是靠体积的膨胀来填充缝隙、堵塞渗水通道，达到止水目的的。通过采取工程措施控制混凝土结构裂缝宽度，对发挥防水材料的功能很重要；对明挖法外贴防水材料，加强外围约束强度很必要；对暗挖法防水，对衬砌背后及内部空隙进行回填注浆，可减少潜在的膨胀空间。
（3）控制结构产生较大变形。以上讨论的防水材料的动态特性都是在结构微小变形的情形下发挥作用的，要注意控制结构施作的合理时间和施工、养护期间过大的荷载作用。
结语
地铁动态防水是对地铁防水思路的新探索，它通过发挥防水材料的某些动态特性，结合结构工艺，来使防水材料的这些特性得到充分发挥，从而达到主动防水的目的。地铁动态防水的主角是防水材料，基础是合理、严密的结构防水工艺，关键是材料和工艺的有机结合。
参考文献：
[1]刘清文.浅论地铁工程动态防水[J].中国建筑防水，2009
[2]王俊峰.混凝土裂缝修复技术概述[J].城市建设理论研究，2014
【关键词】地铁工程动态防水
所谓动态防水，就是根据渗入地铁结构的地下水情况或结构的变形情况，依靠结构及防水材料自身特点或采用特殊工艺措施，适时地进行主动防水。动态防水是根据地下结构的动态特性提出来的，其特性主要体现为：防水的自我调节性；适应结构变形的能力；材料本身的自我修复能力。
一、动态防水特点
1、防水的自我调节性
自我调节性能是指防水材料根据外部环境情况的变化，自我调节其物理、化学性能、达到最佳防水状态的能力。其主要表现在以下几个方面：①利用材料的物理性能止水，包括材料的吸水膨胀特性、渗透扩散特性、抗拉压能力及耐伸缩疲劳性等；②利用材料的化学反应性能止水，包括材料与水反应结晶沉淀、吸水生成胶粘体及耐侵蚀性物质等；③利用材料的构造性能止水，如采用可排水式止水带，其自身携带的排水管可将外部水排入排水设施，消除作用在止水带上的外水压力。
2、适应结构变形的能力a
由于支护结构面凹凸不平，防水材料铺挂后，在混凝土浇注过程中会对防水材料产生较大的张拉应力，同时，外水压力的存在也会对材料产生较大的张拉作用力。材料的变形适应能力包括：①改善自身的抗拉强度来抵抗外荷载作用；②提高自身的延伸率来适应较大的结构变形。
3、材料本身的自我修复能力
防水材料在施工过程中可能会被基面尖锐物体刺破；结构变形超过材料变形能力时，防水材料会开裂，此时，需要防水材料在发生微小损伤的情况下具有自我修复功能，及时封闭损伤部位，发挥正常防水功能。
二、动态防水的分类
可简单地将动态防水分为材料动态防水和结构工艺动态防水，如表1所示：
2.1材料动态防水
2.1.1利用材料的水化学反应特性
结构混凝土或防水材料中的化学成分与水等外界物质发生化学反应，生成体积较大的新成分，
表1动态防水分类
逐渐沉积于材料裂缝位置，填充微小裂纹空隙，从而达到堵塞渗水通道的目的。混凝土裂缝的自愈现象是混凝土中的化学成分与水、空气发生化学反应，自动堵塞裂缝渗水的例子，其原理是混凝土裂缝处的CaO与水化合形成Ca（OH）2，游离的Ca（OH）2，溶解于水，并沿裂缝向洞内浸出，与洞内空气中的CO2发生反应，形成体积较大的CaCO3白色沉淀物；CaCO3白色沉淀物在裂缝内部则封闭裂缝，在结构表面则形成白色斑痕。当裂缝宽度在0.1～0.2mm左右，水头压力不大（水头<15～20m）时，容易出现自愈现象，结构渗漏随时间而逐渐减缓直至全部自封。当外水压力大或裂缝宽度超过0.2～0.3mm时，裂缝渗漏量会逐渐加大，乃至发展为严重渗漏水，因此此类裂缝一般不会自愈。
2.1.2利用材料的遇水膨胀特性
材料的遇水膨胀特性是指材料中含有吸水性物质，遇水后能吸收周围的水分，使体积明显胀大，从而达到挤压裂缝空隙、堵塞渗水通道的目的。以BW型止水条为例，它是以橡胶、无机及有机吸水材料、高粘性树脂等十余种材料经密炼、混炼、挤制而成，断面为四方形的条状自粘性遇水膨胀型止水条。
2.1.3利用材料较大的断裂延伸特性
从断裂延伸率的定义可以看出，防水材料的断裂延伸率越大，对建筑物基层裂缝的变形适应能力越强。对于塑料防水板材，铺挂施工时，由于支护面的不规则，断裂延伸率必须具有足够的富余量。
2.1.4利用微细材料的渗入特征
防水材料的渗入特征是利用防水材料中的微细成分，以水为载体向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，填塞毛细孔道，从而使混凝土致密防水。水泥基渗透结晶防水涂料是一种粉状材料，经与水拌和可配成刷涂或喷涂在水泥混凝土基面的浆料，亦以干粉撒覆并压入未安全凝固的水泥混凝土表面；水泥基渗透结晶型防水剂则是一种掺入混凝土内部使用的粉状材料。
2.1.5利用材料的特殊結构构造形式
通过对防水材料的结构形式进行特殊设计，可消除外部环境对防水材料的不利影响，最大限度地发挥材料的防水功能。
2.2结构工艺动态防水
2.2.1结构缝隙设置遇水膨胀型防水材料
结构的施工缝、伸缩缝和沉降缝是渗漏水的多发地带，防水设计时，在这些缝隙间设置遇水膨胀型防水材料是十分必要的。
2.2.2控制结构外水压力
很多防水材料在水压较低的条件下，可以很好地堵水，但当水压升高到某一水平时便降低或失去防水作用，因此，控制结构外水压力在某一合理水平上，对发挥防水材料性能的作用较大。水压控制式的排水网络系统可以解决上述问题，通过在排水系统出水口设置水压控制式闸阀，当水压超过某一限值时，闸阀自动开启排水；当水压低于这一限值时，闸阀则自动关闭。
3注意事项
地铁结构动态防水主要通过发挥防水材料本身特有的防水性能来适应不断变化的外部环境，保持结构的防水能力。
（1）避免遇水膨胀型防水材料施作前遇水。遇水膨胀型防水材料在购买后要妥善存放在干燥阴凉处，铺挂粘贴时要严禁被水润湿，防止预先膨胀。在选材时，可选用缓膨胀型材料。
（2）减少材料膨胀空间，加强周围约束。无论是遇水膨胀型防水材料，还是渗透结晶型防水材料，都是靠体积的膨胀来填充缝隙、堵塞渗水通道，达到止水目的的。通过采取工程措施控制混凝土结构裂缝宽度，对发挥防水材料的功能很重要；对明挖法外贴防水材料，加强外围约束强度很必要；对暗挖法防水，对衬砌背后及内部空隙进行回填注浆，可减少潜在的膨胀空间。
（3）控制结构产生较大变形。以上讨论的防水材料的动态特性都是在结构微小变形的情形下发挥作用的，要注意控制结构施作的合理时间和施工、养护期间过大的荷载作用。
结语
地铁动态防水是对地铁防水思路的新探索，它通过发挥防水材料的某些动态特性，结合结构工艺，来使防水材料的这些特性得到充分发挥，从而达到主动防水的目的。地铁动态防水的主角是防水材料，基础是合理、严密的结构防水工艺，关键是材料和工艺的有机结合。
参考文献：
[1]刘清文.浅论地铁工程动态防水[J].中国建筑防水，2009
[2]王俊峰.混凝土裂缝修复技术概述[J].城市建设理论研究，2014