公路隧道防水的施工技术研究

摘要：我国公路建设发展势头猛烈，工程质量也在稳步提高，隧道防、排水问题也已倍受重视，但大部分隧道建成后没多久就出现渗漏水现象，这直接影响交通安全和公路形象。本文就隧道防水施工技术作简要的分析。 中国关键词：隧道工程；防水措施；渗漏成因

Abstract: China's highway construction development is fast, engineering quality is steadily improving, drainage tunnel smoke, has also attracted the attention, but most of the tunnel is built not long after the emergence of water leakage, which directly affects the traffic safety and road image. In this paper, waterproof construction technology of tunnel makes the brief analysis.

Key words: Chinese tunnel; waterproof measures; leakage causes

中图分类号：TU74文献标识码： 文章编号

一、隧道防排水的必要性和重要性 水害，不仅直接影响着隧道工程的外观效果、结构安全和运营条件，也是勘察设计和施工控制过程中必须重点考虑的因素。公路隧道的建设，往往因为地下水或地表水的不利作用，不仅大大增加了设计、施工难度和建设成本，同时也随时威胁着隧道的结构安全和使用寿命。隧道工程中地下水和地表水的存在虽然是不可避免的，但是实践经验证明，它对工程的危害却是可以避免和减少的，有效地预防和治理隧道水病害，已成为隧道工程建设者们的当务之急。搞好隧道防排水设计并控制好施工效果，确保衬砌不漏不渗，是保证隧道行车安全和运营寿命的根本所在。

二、隧道渗漏水的成因分析

1.地下水影响山体、地表下方地下水的渗透，其主要是由内部压力较大的区域向低压区补充、排泄，经过长期的循环、反复形成了循环系统、渗流场，维持了地下水的稳定。然而隧道工程的施工在进行开挖时，将破坏原有地层，从而打破地下水的原始平衡状态，由此形成了新的低压区域，以至于地下水的流向发生改变、向隧道流通、汇集。经有关试验、研究表明，隧道工程的开挖施工，将在其施工场地的周边范围内形成围岩松动区，由于原有地质结构的受力条件发生改变，围岩往往会出现变形、裂缝，为地下水的渗漏提供了渠道。

2.施工作业影响：

（1）防水混凝土施工不当。目前我国多数隧道防水的结构，主要采用混凝土材料进行施工，混凝土材料的质量对于隧道防水的效果有着直接影响。然而，在实际的混凝土施工中，往往存在违规、违章作业现象，以至于混凝土的配合比不准确、浇筑出现离析、振捣不密实、过早拆模、养护时间不足，从而导致混凝土衬砌不密实、表面出现孔洞、麻面、蜂窝现象，不仅无法起到防水作用，甚至可能会直接引起安全事故。

（2）裂缝处理不当。作为隧道工程防水施工的重点工作，必须针对渗水、漏水多发的部位、区域的裂缝进行细致处理。然而我国部分隧道工程在进行裂缝的处理时，普遍存在形式治理、粗糙作业的现象，以至于止水条的随意安放造成变形、扭曲，止水带布置不牢靠造成混凝土卷起。据相关调查发现我国多数隧道工程是由于变形缝、施工缝而引起的渗漏，后续的处理、整治造成了巨大的经济损失。 3.隧道的防水设计不合理长期以来我国许多隧道工程项目的建设，其设计人员、工程师往往并不注重隧道的防水设计，对于渗漏水的危害缺乏正确认识，以至于隧道工程的主体设计通常只是侧重于结构，应为应付有关审核、检查，隧道防水的设计流于形式，缺乏合理性、科学性、有效性。在实际进行隧道设计时，对于一些高水压区域的隧道项目，设计师在进行水压值的计算时，往往仅考虑了项目主体结构强度、刚度、稳定度的需要而进行计算，除水沟断面尺寸外，并未进行其他防水设计的计算，对于软岩、泥岩等防水能力较差的隧道底部，也没能设置仰拱或铺底，从而造成隧道内部道床浸水，严重危害了隧道的通行安全。

三、防水、排水应遵循的设计原则

1.防水设计原则。防水设计的复合式衬砌初期支护与二次衬砌之间要设置PVC防水层，防水卷材采用厚度2.0mm隧道专用产品，防水卷材要具有韧性好、阻燃、抗冻裂性能、易铺设等特点。在防水卷材铺设前应在初期支护表面铺设土工布，PVC防水卷材采用无钉铺设，防水卷材接头质量采用充气检验。PVC防水卷材的设置是整个隧道防水系统中最重要的一项措施，其施工质量的好坏直接影响到隧道使用及衬砌结构的安全。因此，防水板的施工应严格按照《公路隧道施工技术规范》(JTJ042―94)的有关规定及设计要求进行施设。

2.排水设计原则。排水设计的初期支护与防水层之间设置环向弹簧排水管进行汇水，衬砌的边墙底用纵向排水管集水，然后将水排至中心排水沟。弹簧排水管的纵距根据围岩级别及渗水量大小确定，施工时可根据实际情况适当调整，但设置的总数量不应少于设计图中的数量。局部涌水处在围岩表面设置塑料半管排至纵向排水管，施工时可根据涌水情况确定。

四、隧道工程的防水施工技术

1.隧道排水施工技术隧道工程项目在进行开挖施工的过程中，首先需要加强重视地表渗水、地下涌水，倘若发现存有渗水、漏水现象，应及时找出水源，对于地表水应采取引排等措施，为防止出现积水，作业面及其周边区域不允许留有坑槽，对于地下水应进行封堵，倘若水压过高则需要将其引入隧道的排水系统中。在开挖施工完毕后，对于拱部与边墙位置的渗水、漏水，在进行喷射砼的操作前，应事先在岩面上的出水位置埋设水管、盲沟等排水管道并利用钢钉进行固定。对于排水管道，可将其导入拱脚，利用临时挖设的排水沟将水输送至隧道外，待隧道排水系统施工完毕后，再将水导入固定排水设施内。对于隧道底部的涌水现象，可在仰拱施工完毕后，在其下方设置横向、纵向并通往隧道外的盲沟，利用碎石、土工布进行内铺、包裹。隧道施工在完成初期支护后，首先需要齐根切除初期支护外表上的锚杆头、钢筋头等尖锐物质。然后，严格、仔细的检查喷射砼表面的平整度，倘若矢弦比超出1：6则需立即进行补喷、找平，采用砂浆对仍于支护外表的尖锐物质进行抹平，以此避免防水板遭到损坏。依据隧道结构与排水系统的设计要求，对于纵向、横向的排水管以及环向排水盲沟的铺设，应严格控制其缩量、间距、长度，对于周边区域存有出水口的环向盲沟，可是当调整、相对控制布设间距。

2渗漏水治理措施

（1）隧道防水措施

1)衬砌自防水。衬砌自防水又可称为衬砌结构防水,衬砌结构本身的密实性实现防水功能。施工方便、工序简单、造价低是衬砌自防水的主要特点。提高隧道衬砌混凝土的自身防水是增强隧道防水效果的有效措施。

2)衬砌背后防水。对复合式衬砌,在支护初期与二次衬砌之间设置夹层防水层,防水材料主要有合成橡胶与合成树脂、防水板和防水薄膜。防水涂料常见的有合成高分子材料和改性沥青;防水卷材包括合成树脂类和合成橡胶类。

3)衬砌内面防水。衬砌内贴防水层施工方法主要有4种:①喷射砼防水层②;喷涂乳化沥青乳胶防水层;③砂浆抹面防水层,目前多采用特种水泥对衬砌内表面进行水泥浆抹面而达到防水目的;④喷浆防水层,通过设备把水泥砂浆直接喷射到衬砌内表面而形成防水层。

4)喷膜防水层。喷膜防水技术是近年来研究开发的全新的隧道及地下工程防水技术,它是以丙稀酸盐为主要原料,掺入还原剂A和氧化剂B,两种液体在喷嘴内混合后喷射到混凝土面上,进而形成具有隔离和防水功能的薄膜。

5)防水板防水。防水板在隧道防水施工中发挥着巨大的作用,设置防水板是保证隧道防水性能的重要保证。防水板实际若施工中出线破损,就不能很好发挥其作用。因此在布设防水板前,要将围岩表面通过喷射混凝土填平。

（2）渗漏水处理 1)衬砌两侧墙部渗水时，沿出水点开凿一道引水小槽，引至永久性排水系统。小槽断面5 cm×5cm即可(如渗水较大，可适当开凿深一点)。将小槽四周修整顺畅，平顺。取半根50 mm PVC反扣于小槽内，要尽量与内壁靠拢，用堵水剂或环氧树脂砂浆等高防渗性的材料将小槽填实并抹平。如仍未能解决问题，则要用嵌缝密封胶将整个小槽全部密封。 2)靠近拱部渗漏水的处理较为复杂，多采用注浆。注浆时，按1 m~2 m间距布设注浆孔，孔深应严格不大于各段钢筋混凝土衬砌厚度，不能打透初期支护，孔径为42 mm，埋设注浆管。

3)由于不可避免的混凝土浇筑不连续性，容易导致施工缝、沉降缝发生渗漏，处理方法比较单一且效果较好。将渗水施工缝或沉降缝沿渗水点开凿1 cm的小缝，充分清除石屑、粉尘和松动物，在小缝底部压入底衬泡沫条，起到导流的作用；然后将单组反应型聚氨酯嵌缝胶或双组分聚氨酯嵌缝胶等嵌缝材料用灌缝枪压入缝内至密实即可。

（3）提高混凝土自防水性能的措施

1)开挖时不欠挖。保证混凝土衬砌厚度是提高抗渗性能的根本措施之一。因此，在开挖时，确保隧道设计轮廓不欠挖。为防止出现欠挖，自制了一个开挖轮廓检查架(该架还可以进行防水层施作、拱顶墙部欠挖处理等功能)。衬砌前利用该架的轮廓就可以检查出整个隧道轮廓欠挖部位及程度，然后立即进行处理，从而确保衬砌厚度。

2)拌合过程控制。混凝土拌和时，严格按照配合比进行机械拌和，试验员要旁站，搅拌时间必须在2 min以上，保证混凝土拌和后的和易性和均匀性。

3)混凝土运输控制。要防止混凝土在运输途中出现离析，在泵送前，必须进行二次拌和。如果混凝土的坍落度有损失不能满足施工要求时，不得随意加水，而是应加入原水灰比的水泥浆进行拌和。

4)衬砌背后注砂浆。隧道衬砌完成以后，在隧道衬砌与围岩之间存在的空隙或空洞区域内压注水泥砂浆。注浆分两种情况：①根据设计规定，在Ⅳ级、Ⅴ级围岩段衬砌背后全部注浆；②凡利用雷达检测后存在空隙、空洞的区段，全部注水泥砂浆。保证衬砌与围岩的密贴，既可以使衬砌的受力避免应力集中，也可以避免衬砌外沿存在集中水使衬砌承受水压的可能，这样可进一步减小隧道渗漏水的可能性。

五、结束语 随着我国城市规划、交通建设的越发频繁，隧道工程项目日益增多，作为一项系统工程，隧道的防水施工需要多道设防、层层把关，在进一步提升结构自身抗渗能力的基础上，提高防水层、排水系统的施工质量，及时整治渗水、漏水部位，以此保证隧道的质量的安全与功能的完备。

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