EN 13491:2018 是一份专门规定土工合成材料屏障在隧道及地下结构工程中使用时所需具备性能的欧洲标准。
其核心目的是为这类复杂且高风险的地下工程中选择合适的防渗屏障系统提供一个严格的性能指标和合格判定依据的框架。它确保了这些材料能够在高压、复杂应力及潜在化学侵蚀的地下环境中,长期有效地发挥其防水、防潮的核心功能,保障结构安全与耐久性。
核心概念解析
土工合成材料屏障:
PVC防水板
HDPE防水板
EVA防水板等。
在隧道工程中,这主要指用于防水系统的防水板,最常见的是:
它铺设于隧道初衬(一次衬砌)与二衬(二次衬砌)之间,形成一道连续的、柔性的防水层。
隧道和相关地下结构:
包括但不限于:公路隧道、铁路隧道、地铁、地下厂房、地下储库等。
标准定位
该标准是欧洲土工合成材料“适用标准”系列中对材料要求最为严苛的标准之一。它与EN 13361(水库/水坝)、EN 13362(运河)等并列,但专门针对地下结构独特的、高风险的服役环境。
主要功能与性能要求
在隧道工程中,土工合成屏障系统(通常包括防水板、土工布缓冲层等)需承受极其复杂的工况,标准因此规定了全面且严格的性能要求。
1. 力学性能
地下环境的应力状态复杂,对材料的力学性能要求极高:
拉伸强度与断裂伸长率:必须能够承受初衬不均匀变形、岩体位移以及二衬混凝土收缩等引起的巨大拉伸和变形而不破裂。
抗撕裂强度:抵抗在安装和后续过程中因意外钩挂或应力集中导致的撕裂扩展。
抗穿刺强度:防止被初衬表面的尖锐凸起物(如钢筋头、不平整的混凝土面)刺穿。这通常需要与一层土工布(保护层)配合使用。
接缝强度:防水板的现场搭接(通常采用热楔焊接)强度至关重要,必须确保接缝强度不低于母材,这是整个防水系统最关键的环节。
2. 水力性能
低渗透性:防水板本身必须juedui不透水。
水密性:评估整个系统(包括接缝)在高压水头下的防渗能力。
3. 耐久性与长期性能
隧道设计寿命通常超过100年,且维修极其困难昂贵,因此对材料的长期性能有最高要求:
耐化学性:必须抵抗地下水中各种化学成分(如盐、氯化物、微生物等)的长期侵蚀。
抗细菌和微生物侵蚀:特别是在富含有机物的地层中。
抗应力开裂:对于HDPE等材料,需评估其在长期应力与化学环境共同作用下的抗开裂能力。
耐老化性:确保材料在长期使用中保持性能稳定。
4. 特殊性能
耐根穿刺性:对于浅埋隧道,需考虑植物根系的影响。
防火性能:根据隧道安全等级,可能要求材料具有一定的阻燃性。
重要性与应用
结构安全与耐久性:有效的防水系统防止地下水侵蚀混凝土结构内部的钢筋,避免钢筋锈蚀和混凝土剥落,极大延长了结构的使用寿命。
运营安全与舒适性:防止隧道内壁渗漏和滴水,保障机电设备安全,提升司乘人员的舒适度。
降低全生命周期成本:虽然初期投入较高,但一个可靠的防水系统能显著减少运营期间高昂的维修和抽排水费用。
质量控制的quanwei依据:为业主、设计师、承包商和监理方提供了从材料采购到现场验收的统一、客观的技术基准。
CE标志的依据:符合EN 13491是防水板制造商为其产品申请CE标志,并声明适用于隧道工程的强制性要求。
总结
EN 13491:2018 是隧道与地下工程领域关于防水技术的dingji标准。它针对地下环境的高水压、复杂应力和长期化学侵蚀等特点,为土工合成防水屏障设定了一套极其严格和全面的性能门槛。遵循此标准是确保隧道工程“百年大计”、实现安全、耐久、经济运营的根本性技术措施之一。该标准在全球隧道业界被广泛认可和采用,是高品质防水材料的象征。
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