严寒地区地下工程防潮技术可行性研究与应用

严寒地区地下工程防潮技术可行性研究与应用

杨力辉，杨丽君，杜新月

（第四工程代建管理办公室）

 [摘  要]随着国家建筑业的发展，对地下工程的防潮、防水问题没有一个很好的解决方案，但标准要求也越来越高，针对上述问题本文主要收集国内和国外的主要技术应用，分析解决防潮问题的措施，从多个方面阐述问题。电渗透防潮技术是一种可以开发和利用的绿色资源，不仅可解决环境污染的问题，而且还可以节省大量资源。本文主要通过对国内外电渗透防潮工程的综合分析，针对其特点得出电渗透防潮技术在部队工程应用的可行性。

[关键词] 严寒；防潮；电渗透

0引言

早在1809年俄国学者Reuss就发现电渗现象，1939年Cassagrande首次将电渗成功应用在工程实际，为各国学者对电渗的认识和研究提供可靠的依据。电渗透技术是电场、渗流场、应力场、化学场等非线性耦合的一个复杂过程，很难确定相关参数，对精度要求也高。尤其是在北方严寒潮湿地区电渗透防潮技术的应用少之又少，对于大部在山区夏季雨水较多 的地区更是没有研究成果，本文的主要出发点是要从理论上研究地下工程防潮问题的可行性。

1地下工程潮湿问题的特点及原因

1.1地下工程潮湿问题的特点。

地下工程防水是衡量工程质量和耐久性的重要要指标，已引起建筑业各个方面重视，复杂的地理环境和气候环境对结构的耐久性有着不同影响，在工程设计、施工各个环节起着重要的作用，由于设计、施工的差异以及混凝土内部毛细孔的存在。潮湿渗漏水的情况是经常发生的，混凝土越密实，由于水分的表面张力，毛细管的吸附力越强，近年来，我国的建筑工程发展迅速，防潮技术也有了更大的进步。因此，根据建筑防水与耐久性的部分研究成果，以及工程实践的经验，从宏观和微观进行研究，解决了不少难题。

1.2地下工程潮湿的原因。

一是冷凝水产生原因。饱和空气的温度降低到零点以下和空气中有凝结合的话，空气中的水就会凝结。二是针对冷凝水产生原因，地下室设计时应注意保温、采光、通风等问题，如墙面采用保温、多留采光井、多开通风口等。三是空气湿度大，靠近海边和山区雨水较多地区，空气中所含水分较多。四是工程质量存在不同的缺陷，如工程裂缝、蜂窝和施工缝等原因。

1.3地下工程潮湿的解决方法。

1、电渗透除湿技术。电渗透多脉冲除湿具有“一次性投入终生受益”的优点。只需安装电渗透除湿设备即可解决地下建筑工程结构潮湿问题。

2、采暖通风除湿技术。当该工程室外空气露点低于工程内的露点时，利用通风将室外空气送入工程内部，然后将项目内的水吸收，然后传送到地面。

3、自然条件，降温除湿技术。这种方法是工程内使用除湿岩带走的热量，空气在进入除湿的工作空间以前，空气中的水汽凝结，以达到除湿的效果。

4、吸湿剂除湿技术。采用硅胶干燥剂，氯化钙，活性氧化铝和其他动态或抗静电剂等，通过化学或是物理原理吸收空气中的水分，达到整改空间除湿的效果。

5、压缩除湿技术。空气被压缩，使空气温度升高，达到压缩除湿和冷却除湿的效果。压缩除湿和冷却方法耗能大，不经济。只有在有压缩除湿工程，不便于采用冷却除湿方法时，这种方法比较适用。

2电渗透防潮技术国外研究与应用

2.1国外应用案例：

（1）1998 年 6 月 15至18 日在美国维吉利亚州诺福克市举行的“21 世纪军事科学大会”上M.K. Mclnerney*和 V.F. Hock 先生提出了控制混凝土地下结构渗漏的电渗透防渗技术，电渗透防渗透技术提供不同的解决方法，即在无须花费开挖费用的情况下，将渗水问题从渗水区域的结构内部彻底解决。同时，通过控制减少混凝土墙体和底板的渗漏水，也降低了室内湿度。从而可以减轻机电设备的腐蚀，减少发霉问题，提高室内空气质量。

（2）1807年，Reuss 最早在一次实验中描述了电渗透技术，实验显示当对土壤施加一个外部电场时，可迫使水穿过含水的粘土组织。自此以后，研究显示这种流动是通过粘土溶 液中的阳离子的运动（正离子）而引起，或类似的多孔介质物体如混凝土；阳离子周围的水随着一起运动。基本原理可在其他的教科书和专题论文中查找到电渗透的基本物理和化学性能。俄国学者Reuss于1809年发现电渗现象，即孔隙水在电压的作用下向阴极移动这一过程，1939年Cassagrande首次将电渗成功应用于实际工程中，证明工程实践研究已经有很长时间的一段历史。

（3）在1994 和1996年间，技术在两个军事基地投入了使用；一个是位于Carolina 南 部的 Fort Jackson的营房器械室，另一个位于Oklahoma AMcAlester AAP 的保健诊所地下室储藏区。在这两个应用实例中，地下水都不同程度的渗透混凝土的四周。这些论证在一个技术论证计划中执行的，因此不可能实施大量的研究工作。在试验基地实行了最大程度地系统性能监测。无法进行辅助性的实验室工作。这些论证和技术都在 Hock et al.

（1998）中有详尽的记载，其中对在 McAlester APP 试验中所采用的实验措施进行了探讨。

（4）再有就是挪威TAFJORD混凝土大坝坝体防渗；奥斯陆中央火车站地下工程；挪威国家博物馆地下室。

2.1国内应用案例：

（1）50年代末期，我国就对电渗降水和加固进行了试验研究，1955年，汪闻韶在推演出了电渗中的力学规律；

（2）1956年曾国熙和高有潮开展原状黏土的室内试验研究，并主导浙江大学地基与基础教研组完成了软黏土的《电化学加固研究报告》。70年代后，国内电渗技术的研究不断增多，在工程实践方面取得了不同的成果。

（3）近年来，电渗法在国内的应用更是得到进一步发展，2006年大连理工大学的王立久教授等将电渗技术引入到混凝土工程中，试验结果表明电渗技术显著提高混凝土渗水现象和渗流速度，大幅度提高混凝土耐久性和社会经济效益。

（4）国内应用案例：国际金融中心IFC一期地下室；香港地铁机场快线中环地下车站；香港恒生银行总部地下室；郑州市高压电缆隧道；云南腾篾山隧道。

3电渗透防潮技术原理

电渗透技术：利用低压电场作用下，水分子在土壤、食品等载体孔隙中定向移动的除水技术。电渗透系统通过总控制系统箱产生的低压和低电流脉冲电荷，通过正负电极构成电场，作用电离混凝土结构内毛细孔和缝隙中的水分子。被电离作用的水分子能够迅速朝结构外部的电极方向移动，达到结构内部水分子转移。系统保持正常工作，水就朝混凝土结构外部移动，从而使结构保持干燥状态

4结论

本文主要通过对国内、外电渗透防潮工程的研究，及不同领域的案例综合分析，充分证实电渗透防潮技术是可以应用在严寒地区建筑地下工程。

参考文献

[1]沈小东，张宇宁，马立强等.电渗透防水防潮技术的工程应用［J］.后勤工程学院学报，2013年。

[2]沈小东，何国杰，张宇宁等.电渗透防水防潮技术在重庆某地下车库工程的应用［J］.建筑技术开发，2014年。

[3]郭莉，碳化混凝土再碱化修复技术的试验研究[M]，硕士学位论文,2007年。

[4]杨金彪，济南伟东新都地下车库防渗堵漏试验研究[M]. 硕士学位论文,2013.

[5]王静芳，多头小直径搅拌桩防渗墙体的性能研究及其渗流分析 [M]. 硕士学位论文,2013.

[6]吕夏阳,王爱金,王鑫等.电渗透抗渗系统在混凝土地下管廊隧道中的应用[J].福建建设科技,2022(03):108-110.

[7]刘雄.通风除湿系统改造设计在地下工程的应用[J].价值工程,2018,37(06):191-192.

[8]辛维森.亨宁. 电渗透防渗防潮装置[P]. 福建省：CN306847065S,2021-09-24.

[9]辛维森·亨宁. 一种地下防潮系统用电渗透控制装置[P]. 福建省：CN218182736U,2022-12-30.

[10]沈怀宇. 防渗堵漏技术在地下工程中的应用[J]. 工程技术与发展, 2023, 5(4)

[11] 李一雯.电极布置形式对电渗效果的试验研究 [M]. 硕士学位论文,2013