公路隧道防水技術(shù)及其問(wèn)題的探討

孫海波

（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧 遼陽(yáng) 111000）

公路隧道防水技術(shù)及其問(wèn)題的探討

孫海波

（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧 遼陽(yáng) 111000）

目前我國(guó)公路建設(shè)飛速發(fā)展，工程質(zhì)量也在穩(wěn)步提高，但是對(duì)稱中直墻連拱隧道中墻頂部防水設(shè)施，施工困難，質(zhì)量難以保證，幾乎難免滲漏現(xiàn)象。隧道防、排水問(wèn)題也已受到足夠的重視，但大部分隧道建成后沒(méi)多久仍然出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，尤其對(duì)公路隧道，這直接影響交通安全和公路形象。本文探討高速公路隧道防排水的工程措施。

公路；隧道防水；施工

1 公路隧道目前通用防水結(jié)構(gòu)

公路隧道，已普遍按新奧法設(shè)計(jì)施工。洞內(nèi)防水，采用在初護(hù)與二次襯砌層間鋪設(shè)防水板，防水板與初護(hù)面間鋪設(shè)緩沖層無(wú)紡?fù)凉げ?。出廠時(shí)，土工布與防水板已膠合成雙層結(jié)構(gòu)。二次襯砌之混凝土，添加防水劑，要求防水混凝土的抗?jié)B性能達(dá)到S6。通過(guò)縱向、橫向彈簧軟管、塑料管將二襯背后積水引至排水溝。

這種多保險(xiǎn)的防水結(jié)構(gòu)，有較好的防水功能。從理論上講，洞內(nèi)防水問(wèn)題已解決了。但從實(shí)際看，已建成通車(chē)的眾多隧道中，漏水的不多，但滲水現(xiàn)象卻不少。要完全防止隧道滲水，仍是設(shè)計(jì)、施工的一道難題。

2 防水、排水設(shè)計(jì)原則

2.1 防水設(shè)計(jì)原則

防水設(shè)計(jì)的復(fù)合式襯砌初期支護(hù)與二次襯砌之間要設(shè)置PVC防水板，防水板采用厚度1.2ram產(chǎn)品，防水板要具有韌性好、阻燃、抗凍裂性能、易鋪設(shè)等特點(diǎn)。在防水板鋪設(shè)前應(yīng)在初期支護(hù)表面鋪設(shè)土工布，PVC防水板采用無(wú)釘鋪設(shè)，防水板接頭質(zhì)量采用充氣檢驗(yàn)。PVC防水板的設(shè)置是整個(gè)隧道防水系統(tǒng)中最重要的一項(xiàng)措施，其施工質(zhì)量的好壞直接影響到隧道使用及襯砌結(jié)構(gòu)的安全。因此，防水板的施工應(yīng)嚴(yán)格按照《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ042-94)的有關(guān)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施設(shè)。

2.2 排水設(shè)計(jì)原則

排水設(shè)計(jì)的初期支護(hù)與二次襯砌之問(wèn)設(shè)置環(huán)向彈簧排水管進(jìn)行匯水，襯砌的邊墻底用縱向排水管集水，然后將水排至中心排水溝。彈簧排水管的縱距根據(jù)圍巖級(jí)別及地下水量大小確定，施工時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，但設(shè)置的總數(shù)量不應(yīng)少于設(shè)計(jì)圖中的數(shù)量。局部涌水處在圍巖表面設(shè)置塑料半管，施工時(shí)可根據(jù)涌水情況確定。

3 隧道防水、排水施工

3.1 排水盲溝施工

環(huán)向排水盲管及邊墻泄水管施工方法隧道拱墻每8m設(shè)一道環(huán)向盲溝，并每隔5-8m設(shè)邊墻泄水管將地下水引入洞內(nèi)側(cè)溝，縱、環(huán)向盲溝與泄水管采用變徑三通連接牢固，泄水管的出口離開(kāi)水溝內(nèi)壁一定距離，不得緊貼溝壁表面。

縱向排水盲管施工方法 縱向排水盲管沿縱向布設(shè)于左、右墻角水溝底上方，為外包土工布的RPG－3208G。

塑料管按規(guī)定劃線，以使盲溝安裝位置準(zhǔn)確合理，盲溝安設(shè)的坡度與線路坡度一致。沿線鉆孔定位，孔間距保持在20-40cm。將膨脹錨栓打入定位孔或用錨固劑將鋼筋頭預(yù)埋在定位孔中，固定釘安在盲溝的兩側(cè)。用無(wú)紡布包住盲管，扎絲捆好；用卡子卡住盲溝，然后固定在膨脹螺栓上。

3.2 防水板的鋪設(shè)技術(shù) 復(fù)合型防水板施工采用多功能臺(tái)架上鋪設(shè)，無(wú)釘鋪設(shè)工藝。

準(zhǔn)備工作 ①洞外準(zhǔn)備：檢查復(fù)合型防水板質(zhì)量，用特種鉛筆劃焊接線及拱頂分中線，并按每循環(huán)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度截取，對(duì)稱卷起備用。②洞內(nèi)準(zhǔn)備：施工時(shí)采用兩個(gè)作業(yè)臺(tái)架，一個(gè)用作基面處理，一個(gè)用作掛防水板，基面處理超前防水板鋪設(shè)兩個(gè)循環(huán)。③基面處理：檢查開(kāi)挖斷面，整修初期支護(hù)表面，處理外露錨桿及尖銳物，在鋪設(shè)基面標(biāo)出拱頂中線。

鋪設(shè)防水板 ①安裝膨脹螺栓：在鋪防水板臺(tái)架上，根據(jù)防水板掛繩的間距將膨脹螺栓孔的位置畫(huà)在初支混凝土面?？紤]防水板鋪設(shè)不能太緊，畫(huà)線布孔時(shí)膨脹螺栓孔間距較防水板掛繩間距小，一般取掛繩間距的0.9倍處鉆孔，在孔內(nèi)安裝膨脹螺栓。膨脹螺栓露出混凝土面不超過(guò)1.5cm。②鋪設(shè)防水板：鋪設(shè)防水板前根據(jù)襯砌斷面外輪廓周長(zhǎng)，裁取防水板的長(zhǎng)度。一般一環(huán)最多分兩塊，盡量減少接縫。同時(shí)準(zhǔn)備好復(fù)合防水板專用粘膠。將露出初支混凝土面超過(guò)3cm的錨桿或尖銳物品割除。將裁好的防水板吊上防水板作業(yè)臺(tái)架上將防水板沿環(huán)向展開(kāi)，由上向下將掛線掛在膨脹螺栓上。用自動(dòng)爬行焊接機(jī)將防水板逐幅焊接成整幅，兩幅防水板焊搭大于100mm，采用雙焊縫，每條焊縫寬15mm，焊縫無(wú)漏焊、假焊、焦焊、焊穿等現(xiàn)象。粘結(jié)后防水層在泄水孔位置開(kāi)孔，做好防水板與泄水孔的密閉性連接。③防水板的檢驗(yàn)：檢查防水板質(zhì)量無(wú)老化、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；檢查基面有無(wú)錨桿頭和鋼筋頭外露；充氣檢查防水板焊接質(zhì)量，平順無(wú)褶皺、鼓泡，無(wú)脫膠；檢查防水板與基面的密貼情況；檢查防水板的松弛度和緊繃現(xiàn)象；檢查防水板與泄水孔的密閉性連接。

施工技術(shù)措施 防水板鋪設(shè)前，先割除混凝土襯砌表面外露的錨桿頭、鋼筋尖頭等硬物，凸凹不平處需先噴平，使混凝土表面平順；局部漏水處需先進(jìn)行處理；防水板，特別是在凸凹較大的基面上，要預(yù)留足夠的松散系數(shù)，使其留有余地，并在斷面變化處增加懸掛點(diǎn)，保證緩沖面與混凝土表面密貼。做好防水板與泄水孔的密閉性連接；鋪設(shè)防水板地段距開(kāi)挖工作面不小于爆破安全距離；襯砌混凝土灌注前檢查防水板質(zhì)量，填寫(xiě)檢查證。灌注襯砌混凝土?xí)r，不損壞塑料防水板；防水板和粘膠是易燃物品，工作區(qū)內(nèi)禁止煙火，并設(shè)置必要的消防設(shè)施。

4 隧道防水層施工存在問(wèn)題

4.1 防水層施工及質(zhì)量

防水板種類繁多，為塑料、橡膠制品，主要的品牌有 PVC、EVA、LDPF、PB 等，厚度1.2～2mm，質(zhì)量 0.3～0.4kg/m2。土工布對(duì)防水板有保護(hù)作用，減少防水板因磨擦、張拉而破裂的可能性。防水板單幅寬2.0m，沿隧道環(huán)向鋪設(shè)，每環(huán)防水板、土工布重約30余公斤。初護(hù)之后拱頂至拱腳高度9m左右。為鋪設(shè)防水板，需制作一個(gè)可縱向移動(dòng)的工作臺(tái)架。要把防水板釘在初護(hù)面上，有兩種方法：一是用鋼釘將防水板釘在初護(hù)面上，釘孔處要用防水板膠貼密封，防釘孔漏水。二是防水板與土工布在工廠已膠合的防水卷材，在土工布上已穿有繩帶，繩帶間距約0.8m×1.0m。對(duì)此類防水卷才，則先用沖擊鉆在拱墻上打眼，在眼內(nèi)打釘，將防水卷材之繩帶系在釘上。此種方法目前使用較多。鋪設(shè)防水板的要求是：噴混凝土表面不得有錨桿頭或凸凹不平部位應(yīng)修鑿或噴補(bǔ)，兩固定點(diǎn)間防水板不得繃緊，澆混凝土?xí)r使防水卷材要緊貼巖面或初護(hù)噴混凝土面，相鄰兩環(huán)連接，搭接寬度不少于10cm，采用電熱焊接或防水板廠家提供的防水板專用的膠劑膠接。接頭要連接緊密，不滲水，且有一定的抗拉強(qiáng)度。影響防水板鋪設(shè)質(zhì)量因素有：a.開(kāi)挖面或初護(hù)面凸凹不平，防不板背面有空洞空隙。b.開(kāi)挖面或初護(hù)面有突起棱角刺破防水板。c.由于防水卷材自重拉斷掛繩，拉裂接頭。d.后道工序鋼筋拱架施工時(shí)，防水板被鋼筋刺破，被電焊燒破。e.二襯安裝端頭模板及端模加固件時(shí)，防水板被拉裂。防水板鋪設(shè)均在簡(jiǎn)易的腳手臺(tái)架上進(jìn)行，承包人自檢、監(jiān)理復(fù)檢都得攀桿爬高，可能出現(xiàn)漏檢。因而雖從理論上設(shè)計(jì)解決了隧道防水問(wèn)題，而實(shí)際滲漏現(xiàn)象常有發(fā)生。

復(fù)合襯砌的存在問(wèn)題：公路隧道的復(fù)合襯砌，由內(nèi)、外兩層復(fù)合而成。內(nèi)層為二次襯砌，一般采用現(xiàn)澆素混凝土或鋼筋混凝土，外層為初期柔性支護(hù)，一般采用錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴混凝土。I、II類圍巖初護(hù)時(shí)一般安工字鋼拱架或鋼格柵拱架。內(nèi)、外兩層間鋪設(shè)防水層。外層表面難免有凸凹不平，防水層背面有可能出現(xiàn)空洞。由于內(nèi)、外兩層間防水層的分隔，局部有空隙，內(nèi)、外兩層不能整體地受力。首先受力是外層，外層受荷載產(chǎn)生一定的變形后，內(nèi)層才開(kāi)始受力。這種不均勻的分離受力，外層強(qiáng)度相對(duì)較弱，容易先單獨(dú)破壞。這是復(fù)合襯砌存在一個(gè)受力狀態(tài)不良的問(wèn)題，減少了復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)總體聯(lián)合承載的能力。

[1]張有天.巖石隧道襯砌外水壓力問(wèn)題的討論[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2003年03期.

[2]陳紹秋，李明領(lǐng)等.軟弱圍巖隧道滲漏水綜合整治，鐵道建筑技術(shù)，2001（4）：30－32.

[3]胡春停.雙連拱隧道襯砌后背回填注漿技術(shù)，鐵道建筑，2005，（7）：53－54.