隧道衬砌施工防水技术措施

摘要：随着我国经济的发展，对于交通运输的要求越来越高,各类隧道的数量和规模日趋增加，但是在施工过程中出现的问题也很多,施工缝部位的渗漏水现象是出现最频繁的质量问题。本文首先工缝和混凝土施工过程中施工缝部位出现问题及原因进行了简单地介绍，并对施工缝部位混凝土浇筑应注意的问题，隧道衬砌施工防水技术保障措施、施工缝部位常用防水措施施工要点等进行了分析。希望本文对隧道施工人员有所帮助。

关键词：隧道施工、防水工程、施工缝

中途分类号：TU761.1+1 文献标识码：A文章编号：

一、前言

近些年来，随着我国经济的发展，对于交通运输的要求越来越高,隧道和地铁已成为一个城市发展水平的重要标志。由于地下结构通常都被土壤覆盖或埋置于地面下若干深度，所以必须经受住地下水的渗透侵蚀，这是保证结构安全的前提条件。虽然目前自防水混凝土的浇筑水平和效果较为完善，但隧道衬砌施工缝处理工艺仍存在许多不足，施工缝部位渗漏是造成隧道衬砌结构自防水失效的重要原因，成为影响整个隧道施工质量的关键所在。

二、施工缝简介

施工缝是指大体积混凝土因设计要求或高度、长度、宽度过大，根据施工工艺需要而采取分次浇筑或分段浇筑，在先、后浇筑的混凝土之间所形成的接缝。施工缝并不是一种真实存在的“缝”，它只是因后浇筑混凝土超过初凝时间，而与先浇筑的混凝土之间存在一个结合面，这个结合面就称之为施工缝。

隧道衬砌施工缝的工作环境十分复杂，在隧道运营过程中，受到围岩应力、水压力和隧道变形的影响，因此造成隧道施工缝发生渗漏的原因也非常复杂。已有研究和资料显示，隧道发生渗漏的主要条件为有压地下水的渗流以及衬砌中水流通路的存在，只有两个条件同时具备时，才能使隧道形成渗漏病害。由于施工缝是结构自防水的薄弱环节，施工缝处理的好坏将会直接影响隧道的防水质量和使用寿命，因此，必须认真做好施工缝的防水处理。

三、施工缝在施工过程中出现问题的种类及产生原因

从以往所接触的出现问题的施工工程中可以看出，施工缝在衬砌施工过程中主要有两个方面容易引发严重的施工质量问题。一个方面是施工缝设立的位置不佳，而另一个方面是在施工的过程中，对施工缝的处理不当。

1、施工缝的设立位置不佳

根据混凝土施工规范要求，在施工过程中，设立施工缝时，应将施工缝设立在受力较小的地方，但不少工程项目在施工中因操作不便或疏忽大意并没有按照规范的要求进行设置。

2、施工时处理不当

施工时处理不当是引起施工缝施工质量问题的主要原因，主要体现在以下几个方面：

(l)混凝土表面没有凿毛而过于光滑，或表面许多附着的残渣没有进行冲洗而附着力差，不能将新旧混凝土牢牢的结合在一起。

(2)在支模和绑扎钢筋的过程中，会有很多杂物掉入缝内，如果不对这些杂物进行及时的清理，那么在进行上层混凝土浇筑时，就容易在新旧混凝土之间形成夹层。

(3)在浇筑上层混凝土时，一定要先将一层水泥砂浆铺设在施工缝处，这样才能使上下层混凝土牢固的黏结在一起。

(4)施工缝忘记安装止水带或止水带设置不当。

(5)下料方法不当．在施工缝处浪费大量的材料。

(6)隧道施工时，混凝土的墙体比较单薄，钢筋绑扎又过于密集，这样在振捣时就会非常困难，而且混凝土也不够密实。

(7)没有采用补偿收缩混凝土，使得结合的部位容易产生收缩裂缝。

(8)没有选取正确的施工缝的接缝形式。

四、施工缝部位混凝土浇筑应注意的问题

从提高结构防水能力方面考虑，混凝土应尽量连续性的一次性浇筑完毕，最好不要进行施工缝的设留，但在实际操作过程中，隧道衬砌混凝土浇筑量大，施工缝的留设难以避免。进行施工缝的留置时，应遵守以下几个规定：

第一，对于底板和顶板，不宜进行施工缝的留置，而对于底拱和顶拱，在进行施工缝的留置时，不宜留纵向的施工缝。

第二，对于墙体在进行施工缝的留置时，不应留垂直的施工缝。在剪力与弯矩最大处或底板与侧墙交接处，不应该留置水平施工缝，而应该将水平施工缝留在高出底板表面300mm的墙体上。对于有孔洞的墙体，施工缝距孔洞边缘的距离要大于300 mm。至于对于拱墙结合的水平施工缝，宜留在拱（板）墙接缝线以下150 mm—300mm处，先拱后墙施工缝可留在起拱线处，但必须注意加强防水措施。在施工缝的迎水面，应设置外贴防水止水带，并涂抹防水涂料(水泥基渗透结膜型防水涂料)或砂浆。

第三，对于承受动荷载的设备基础，不宜进行施工缝的留置。

施工缝的留设过程中应注意：

1、施工缝位置的选择:在满足结构质量要求的前提下，尽可能选择在有利于防水处理的位置，离开孔洞、变断面、梁柱（暗梁暗柱）等不易进行防水处理的位置。

2、采用合格的止水钢板，必须保证钢板位置的准确性，避免出现与施工缝位置不符的情况，钢板的焊接质量必须保证，由于钢板不是一个平面，焊接时应保证其可靠连续焊接。钢板的折翼方向需朝向来水方向。

3、采用台车施工时先浇混凝土必须认真凿毛、清理，确保施工缝处混凝土结合严密。

4、模板台车和上一组混凝土搭接处，采用密封海绵条，防止混凝土灌注振捣时跑浆、离析，影响施工缝的防水效果。

在施工缝处继续浇筑混凝土时，应符合下列规定：

1、在施工缝处进行混凝土的浇筑时，其抗压强度要大于1.2MPa。

2、对于硬化了的混凝土表面，要及时采用有效地措施来软弱混凝土层，并对混凝土的表面进行充分的湿润，之后再将其冲洗干净。要求做到：去掉乳皮，微露粗砂，使其表面模糊粗糙。

3、在进行水平施工浇筑之前，应先铺上一层10mm-15mm厚的水泥砂浆在水平施工缝的表面，而且要使水泥砂浆的配合比与混凝土内的砂浆成分相同。

4、混凝土要进行反复的振捣，这样才能使新混凝土和旧混凝土紧密的结合在一起。

5、进行混凝土的结构设计时，必须要考虑钢筋的布置和墙体厚度是否方便施工，只有做到了这一点，才能保证施工工程的施工质量。

6、对于大于2m的墙体，宜用串筒或振动溜管下料。

7、应采用自防水混凝土。

五、隧道衬砌施工防水技术保障措施

目前隧道施工采用多道防水技术措施，主要包括掘进与临时支护阶段锚喷支护前的引排水措施，喷射混凝土的自防水，防水材料外包防水（大多使用PVC防水卷材），以及二次衬砌混凝土自防水等方法。由于隧道周边围岩内部地下水体比较复杂，因此掘进过程中应完善地质素描资料，观察分析确定地下水、地表水的分布和隧道之间的关系，通过记录形成相关资料，便于采取相应的措施来应对。地质条件复杂的地段不宜设置临时的附属工程，如果发现设计图纸中有的话，应及时与设计部门联系,尽量将附属工程位置调整至水文地质条件较好的地段。

对渗水、涌水量较大的地质构造，施工中尽量利用隔水层，并保证引排水通道畅通。应完善应急预案，准备好抢救物资等处理工作，保证防水施工的顺利进行，也确保使用过程中的安全运行。隧道内部要在没有较大涌水的时候进行初期支护。因为在涌水较大的时候进行初支，往往将涌水状况保留在防水层施工以至二衬施工过程中，对于隧道的防水效果产生影响。

喷射混凝土一般在初期支护的时候使用防水混凝土进行喷射，同时在混凝土中添加速凝剂来加快防水混凝土的凝固。这样做可以有效的隔绝涌水，给隧道内部的防水施工创造良好条件。喷射前在岩面上如果有明显的渗水涌水的存在，可敷设排水盲沟、柔性透水管等引排水措施将渗水引入排水沟排出，对于地铁、海底隧道、地下室等有隔水性防水要求的设施可采用胶管集中导水、待喷射混凝土达到强度后再将胶管封闭的方法处理初支前发生的涌水。

在防水层铺设之前，对初期支护过程中凹凸不平的部位使用砂浆进行找平，对于表面凸出的地方进行凿除，凹陷的地方要用砂浆进行抹平。突出的锚杆头等也应切除并处理，防止刺破卷材。

防水层铺设中应注意搭接长度和粘（焊）接质量，发现缺陷应及时修补。防水层铺设完成检查合格后可进行钢筋绑扎，绑扎过程中应注意保护卷材防水层，钢筋绑扎完成之后使用防水混凝土进行浇筑，按计划完成衬砌施工的工作。在隧道衬砌施工完成之后，需经过一段时期的观察和检验，对于出现的隧道渗水问题，应当及时修复处理，保证隧道的安全使用。

六、施工缝部位常用防水措施施工要点

隧道衬砌施工缝的宽度非常小，有时甚至人眼很难观察到，但是数量较多，是隧道结构自防水的薄弱环节。目前主要采用橡胶止水带进行止水，并在橡胶止水带和防水层接触处涂刷水泥基渗透结晶材料。止水带作为第一道防水措施，主要是针对通过第一道防水层的渗水，无地下水渗入其附近时，止水带处于不工作状态，也可以使止水带避免微生物的腐蚀。但有渗水接触该止水带时保护材料自然降解便开始工作，这样可以增长防水设施的工作时间。在衬砌施工缝内部一定深度背水面一侧，可设置多次性注浆管,如果隧道运营期间内，前面几道防水措施失效，可通过多次性注浆管对隧道衬砌旋工缝进行注浆进行堵漏处理。

隧道内部施工缝的留设包括环向施工缝和纵向施工缝，同种材料在不同的部位施工操作方法和要求也有所区别，环向施工缝施工处理过程中应注意：

1、外防水层保护。在施工过程中应注意在初次支护锚喷层表面找平和底部混凝土垫层施工中的“收光”处理，这样可以避免少量存在的尖锐点刺穿外防水层，造成外防水层破损渗漏。

2、中埋式橡胶止水带。中埋式橡胶止水带施工中除安装位置符合设计要求外，在浇注混凝土前必须保证截面洁净、完整，否则将会在止水带和混凝土之问形成细小空隙，形成水路使止水带失效。

3、水泥基渗透结膜型防水涂料，在顶板完成后应进行水泥基渗透结膜型防水涂料的施工，应分为多次涂刷，易于保证防水涂层厚度和均匀度。

水平方向的侧墙施工缝的防水构造通常为：镀锌钢板止水带、遇水膨胀止水条、水泥基渗透结晶防水涂料。值得提醒的是，侧墙施工缝的方向为水平向，在高离空的衬砌结构中可能存在多条侧墙施工缝。施工过程中应注意：

1、镀锌钢板安装位置、方向必须符合设计要求，施工中严格禁止2次施工中（立模）对拉螺杆位置过低时，施工人员直接切割损坏镀锌钢板止水带。

2、涂刷水泥基渗透结晶防水涂料前，要对作业面进行清扫后使用清水再冲洗一次，干燥后进行水泥基渗透结晶防水涂料施工。

3、遇水膨胀止水条为最后安装，不可提前于水泥基渗透结晶防水涂料施工前安装，避免在上道工序中施工用水使遇水膨胀止水条提前膨胀，丧失膨胀止水的功能。

七、结束语

隧道结构防水性能要求高，防水施工工艺复杂。防水施工应遵循“以防为主，以堵为辅，多道设防，综合处理”的原则，通过防排结合提高防水设施的可靠性。施工缝是隧道衬砌防水的核心重点部位，在施工中要进行严格的质量控制，层层把关，并注意采集必要的技术数据，为施工工艺改进，提高工程质量提供必要的技术参数。

参考文献

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