浅谈隧道的防水技术

作者：黎阿强

来源：《城市建设理论研究》2012年第14期

摘要：隧道的防水技术，是一项综合性的工作。它与地形、气候、地质和水文地质等条件，结构方案，施工方法和材料性质等因素有关。在隧道防水理论依据，防水方法的优化，整体防水与细部防水相结合，防水体系的经济性与合理性等方面，都有待于更进一步研究 关键词：隧道防水，沉埋法，高性能防水

Abstract: the tunnel waterproof technology, is a comprehensive work. It and the terrain, climate and geology and hydrogeology conditions such as structure scheme, construction method and other factors, such as the properties of materials. In the tunnel waterproof theoretical basis, the waterproof methods of optimization, whole waterproof and waterproof details, combined with the economy and rationality waterproof system, needs to be further study

Keywords: tunnel waterproof, hushed method, high performance waterproof

中图分类号： U655.58 文献标识码：A文章编号：

随着我国铁路、公路、地下交通建设的持续发展，隧道工程得到了快速发展，而隧道内经常有工务人员进行维护作业，有轨道、信号等保证运输生产的设备，这些都要求隧道内保持干燥，以确保工务人员舒适工作，使设备免遭浸水损坏。在寒冷地区，隧道漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性，还将使隧道路面冻结,顶部产生冰柱,从而影响隧道的正常交通。因而，隧道防排水就成为了隧道工程中的一项重要内容，并直接关系到隧道结构的耐久性和坚固性，进而影响运营环境和运营安全。

我国《地下工程防水技术规范》(GBJ108—87)对地下工程的防水提出了总的治理原则,即“防、排、截、堵相结合,因地制宜、综合治理”我国铁路、公路以及城市地铁等不同的隧道工程,除了遵循总的防水治理原则外,还根据功能、施工费用以及美观等方面的要求,频率,进而最终降低养护成本,收到事半功倍的效果。建议:按照《公路养护技术规范》(JTJ073—96)对路面使用状况进行评价时,所评价的路段PCI(破损率)评价为次、差或RQI(平整度)评价为次、差,SSI(路面强度)满足要求时,及时安排稀浆封层,将是一个经济、实用的选择。 一、隧道防水存在的主要问题

在设计和施工中都强调做好结构自防水,并在设计中明确提出混凝土的抗渗等级要求。但在现实中难以做到,存在的主要问题:(1)片面强调混凝土抗压强度和抗渗等级,而忽略了防止混凝土产生裂缝的各种措施。通常表现在混凝土的强度等级及抗渗等级越高,单位水泥用量则越多,水化热增高,混凝土收缩量加大,从而导致混凝土裂缝的产生,破坏了混凝土结构自防水的完整性。(2)混凝土质量欠佳,导致隧道工程地板和墙体的混凝土不密实,成为渗漏水孔道,造成混凝土质量欠佳的原因为:对混凝土的配合比、入模温度、浇捣顺序、养护时间和条件把关不严;混凝土和易性差,拌和时水灰比控制不严;»未按操作规程澆注混凝土,下料不当,使石子集中,造成混凝土离析;¼混凝土一次下料过多,没有分层分段浇注,振捣不实或振捣配合不好,没有来得及振捣就下料,因漏振而造成混凝土不密实;½由于供应不及时,出现间隙缝,对间隙缝又未加处理,造成漏水;¾当混凝土接近初凝,为此向搅拌桶内加水,改变了混凝土的水灰比,造成混凝土离析,强度下降。(3)对混凝土结构变形缝处理不当导致渗漏水。隧道工程混凝土结构为适应变形需要,根据规范要求应设置变形缝,而变形缝处理多采用中孔式橡胶止水带或背贴式止水带。实践证明,单靠设置橡胶止水带处理变形缝,很难达到密封防水、适应变形的要求,常常在变形缝处产生渗漏水。尤其是中埋式橡胶止水带安装好后,在浇注混凝土时变形,起不到止水作用;止水带与混凝土结合欠密实,出现缝隙而导致渗漏水;橡胶止水带接头多应用冷粘结处理,故接头强度低,导致变形拉开。有时变形缝虽采取多道防水措施,但由于施工不严谨,质量无保证,仍然产生了渗漏水。 二、目前国内外对隧道的施工主要有沉埋法、新奥法和盾构法三种

沉埋法常用于水下隧道的施工;新奥法主要用于山岭隧道;而盾构法常用于城市地下工程,如地下铁道等。尽管不同专业从材料和构造方面实施防水的做法还不统一,但隧道防水技术主要有三种类型,一是从围岩、结构和附加防水层着手以防为主的水密型防水,二是从疏水、泄水着手以排为主的泄水型或引流自排型防水,三是防排结合的混合型防水。下面对国内外流行的几种隧道防水做法及其应用加以介绍。

隧道复合式衬砌是新奥法施工隧道的基本形式。它被应用于国内外大量的隧道工程,具有先进合理,防水可靠的优点。这种复合衬砌由一次支护、二次模注混凝土以及防水层组成。通常先安装钢筋网、锚杆、钢支架,喷射混凝土,形成初期支护系统;接着在喷层上铺土工合成材料(起保护防水薄膜和将水引导到隧道排水系统作用),用钉子将塑料圆盘钉入喷层固定;然后用热焊法将聚氯乙烯薄膜固定在塑料圆盘上;最后用双焊缝将相邻薄膜连接起来。这种做法易于干法或湿法安装;价格较便宜;安装质量可以检验;合理安装可保证不透水。如果在拼装衬砌中使用密封垫,则密封垫的接触压力要足以承受静水压力,且不能妨碍衬砌的安装。但通常密封垫与衬砌间的容差对接触压力的影响很大。复合衬砌的防水层设于一次支护与二次模注之间,表面光滑,除了防水,它还能减少喷射混凝土与二次衬砌模注混凝土之间约束应力,防止二次模注混凝土产生裂缝。隧道复合式衬砌防水层常采用EVAC、乙烯2醋酸乙烯共聚物)、LDPE(低密度聚乙烯膜)及HDPE等材质。盾构隧道也采用注浆防水及填缝堵漏。注浆能起到提高隧道围岩整体性、有利于改善衬砌所受压力,它属于隧道介质防水,其有效性可以通过注浆后达到的渗透性来评价。常用的注浆有化学注浆和微细粒水泥浆液。注浆可用于已建成的隧道而不需拆除衬砌,

而且是施工期涌水的有效预防措施。在实际应用中,注浆防水主要用于盾构隧道防水及填缝堵漏。在常用的泥水盾构和土压盾构掘进的同时,在管片环外的空间注入注浆填料,使管片外周围注浆形成一定的厚度。这样不仅能防止管片的漏水,而且注浆本身作为防水层也能发挥很大的防水作用。如果采用具有长期稳定性的防水材料,则注浆防水可获得永久性的防水作用。我国通常把注浆作为隧道防水的一种辅助措施,例如在八盘岭隧道围岩注浆设计与施工中,围岩注浆采用了全断面围岩预注浆和衬砌背后围岩环向注浆两种方法。 三、结语

隧道漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性,而且降低隧道内各种设施的功能,恶化隧道内的环境;在寒冷地区,隧道漏水还将使隧道路面冻结,顶部产生冰柱,从而影响隧道的正常交通。因此,建造不漏水的隧道,成了隧道施工的老课题。然而现有资料表明,迄今为止,我国对隧道防水的研究仍相当少;不同的专业隧道,其防水等级划分不明确,而且缺乏较充分的理论依据。在隧道防水的理论依据防水方法的优化、整体防水与细部防水相结合、防水体系的经济性和合理性等方面,都有待于更进一步研究。但稀浆封层能有效防止变形的扩大、减缓路面损坏速度。实践还证明,改性稀浆封层由于加入了高分子活性材料,它的高温稳定性、低温抗裂性、层间粘结性、耐磨耐久性都要明显优于未加改性剂的稀浆封层。求它的早期预防作用,在病害的初发期乃至预兆期使用可以延长路面使用寿命,减小大中修路、地铁等各种隧道的防水规定,评述了国内外衬砌防水、排水防水以及注浆等几种常用隧道防水做法,并分析现有规范及防水做法所存在的缺陷,以作为进一步开展隧道防水技术研究的基础。

随着隧道等地下工程施工技术的日趋成熟,地下工程防、排水技术也日渐完善,现今地下工程施工防水广泛采用襞裂注浆、维幕注浆等先进注浆技术,使隧道自身防水性能大大提高。但对隧道渗漏整治方面的技术研究还需要继续进行深入探讨。尽管各国对隧道防水的标准和做法不一样,各种防水方法的效益相差也很大。但实践表明,要想做到隧道不漏水,单一防水方法已很难胜任。当前人们已趋向于采用混合防水法,通过多道防线,层层设防,以达到隧道不漏水。笔者认为,不漏水的隧道首先应遵循以下几点。(1)地质勘探要尽可能地合理,多渠道了解地质资料。(2)结合地质情况,采取防、排、堵、截综合治理方法,刚性防水和柔性防水相辅相成,不同专业系统再结合自己的特点和要求有所侧重。(3)尽量采取复合衬砌防水或二次衬砌防水,充分利用结构的自防水,并合理地布置排水管和排水沟。(4)合理选择高性能防水层和结构自防水材料,加强接缝和变形缝细部防水的处理。 参考文献：

[1]袁勇,姜孝谟,周欣,周家明,李祖伟;隧道防水技术简述[J];华东公路;1999年04期 [2]张自强;隧道工程的防排水技术[J];建材技术与应用;2001年02期

[3]罗建军;;隧道防水防渗漏方法及技术研究[J];湘潭师范学院学报(自然科学版);2007年02期