隧道防水層施工工藝和質(zhì)量檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

李奇隆

（貴州建工監(jiān)理咨詢有限公司貴州貴陽　550000）

隧道防水層施工工藝和質(zhì)量檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

李奇隆

（貴州建工監(jiān)理咨詢有限公司貴州貴陽550000）

伴隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，我國(guó)逐漸加大基礎(chǔ)建設(shè)投入，尤其是山區(qū)的道路修建工程中，隧道的修建不可避免。本文就隧道的防水施工進(jìn)行了探討，簡(jiǎn)析防水層施工工藝以及基本的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。

隧道；防水層施工；質(zhì)量檢測(cè)

引言

我國(guó)隧道在建設(shè)過程中，滲漏水是較為普遍的問題，雖然隧道防水技術(shù)已經(jīng)得到改善和提升，但是在實(shí)際施工中依然存在一定的技術(shù)問題?？梢姡晟扑淼婪浪畬拥氖┕ぜ夹g(shù)是當(dāng)前急需解決的問題。另外，目前對(duì)隧道防水層施工質(zhì)量進(jìn)行的檢測(cè)，往往在工程結(jié)束后實(shí)施，滲漏水彌補(bǔ)較為困難，同時(shí)對(duì)隧道產(chǎn)生較大破壞，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為避免出現(xiàn)上述問題，需要建立和完善的隧道施工質(zhì)量控制和檢測(cè)技術(shù)，對(duì)工程中各階段質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià)和管理，使隧道防水施工質(zhì)量具得到提高，又確保隧道建成后滲漏水問題得到保障。

1　隧道防水層施工工藝要點(diǎn)

防水層的施工主要包括噴射混凝土面的檢查與處理、鋪設(shè)準(zhǔn)備、板固定以及焊接試驗(yàn)檢查等多個(gè)環(huán)節(jié)，其工藝流程如圖1所示。

圖1　隧道防水層施工工藝流程圖

1.1明確隧道防水施工重要性

隧道防水施工極其重要，例如對(duì)于一些沿海城市，其隧道挖掘一般低于水線，而基本隧道圍巖則處于基巖以上，沿海城市部分含水層的地下水豐富，這種情況就會(huì)妨礙隧道的混凝土施工質(zhì)量，影響隧道工程。就目前來說，澆注混凝土的強(qiáng)度以及隧道間隙的要求和其他質(zhì)量控制較為成熟，但是防水工程的質(zhì)量在一定程度上，難以達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。鑒于此種原因，隧道結(jié)構(gòu)的防水施工質(zhì)量的情況直接影響到隧道建設(shè)的使用安全。

1.2基面處理工藝

在防水板鋪設(shè)施工前，應(yīng)對(duì)基面（初期支護(hù)表面）進(jìn)行錘擊檢查，判斷有無掉塊的可能，并割除外露在初期支護(hù)表面的錨桿頭、鋼筋頭等。然后檢查初期支護(hù)的滲漏水情況，并采取有效措施，以保持基面無明顯的漏水缺陷。

初期支護(hù)表面應(yīng)保持平整，無裂縫、松酥狀況，并用噴混凝土進(jìn)行找平處理，其表面平整度應(yīng)符合以下公式要求：

D/L≤1/10

式中：L-初期支護(hù)表面相鄰兩凸面間的距離，≤100cm；D-初期支護(hù)表面相鄰兩凸面之間巖石凹進(jìn)去的深度。

1.3緩沖層防水板鋪設(shè)

緩沖層的主要作用有兩個(gè)：①防止初期支護(hù)基面不平整問題，或防水板毛刺穿破問題；②具有滲水、過濾功能，可以通過初期支護(hù)的設(shè)置排出地下水。在進(jìn)行緩沖層鋪設(shè)時(shí)，一般采用射釘與塑料墊圈的配套機(jī)械固定法，使用暗釘圈固定塑料防水板，形成無釘鋪設(shè)的防水層，如圖2所示。防水板的主要作用是將地層滲水控制在二次襯砌之外，以免滲入隧道。另外，緩沖層可以保護(hù)防水板，使防水板避免被尖銳物刺破。

圖2　防水板無釘鋪設(shè)示意圖

2　隧道防水層具體施工工藝

2.1洞門防水施工

洞口邊仰坡開挖前，應(yīng)先在現(xiàn)場(chǎng)劃定邊仰坡的開挖邊緣線，一般開挖線控制在5～10m。然后做好截水天溝，并將其引入自然低溝。天溝材料選擇C25的鋼筋混凝土，溝型設(shè)置為梯形，溝深為60cm，寬為60cm，厚為20cm。截水溝施工完成后，溝內(nèi)排水暢通，防止雨水對(duì)邊坡的沖刷，確保邊坡的穩(wěn)定性。處于隧道進(jìn)口外2m的位置，設(shè)置中心檢查井，然后將水引排到路塹側(cè)溝。洞門結(jié)構(gòu)襯砌拱墻外，設(shè)置30mm厚的水泥砂漿保護(hù)層，并鋪設(shè)防水卷材。

2.2明洞防水施工

明洞襯砌的環(huán)向施工縫，其間距一般為8～12m。防水卷材應(yīng)設(shè)置在明洞襯砌背后，對(duì)于環(huán)向施工縫的施工，通常采用中埋式橡膠止水帶，配合膨脹止水膠進(jìn)行防水。而縱向施工縫施工則采用混凝土界面劑，配合膨脹止水膠防水，然后對(duì)明洞的變形縫進(jìn)行中埋式鋼邊橡膠止水帶設(shè)置，同時(shí)輔以嵌縫。

2.3洞內(nèi)防水施工

在隧道二次襯砌的施工中，材料應(yīng)采用防水混凝土，其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)大于P10。在初期支護(hù)和二次襯砌之間鋪設(shè)防水層，該防水層由ECB防水板以及土工布緩沖層組成。其中防水板的厚度以1.5mm以上為宜，土工布重量則不宜低于400g/m。隧道開挖之后，若有局部滲水，宜采用局部注漿進(jìn)行封堵。另外，二次襯砌拱頂預(yù)留回填注漿孔，待隧道襯砌施工完成之后，應(yīng)采取襯砌背后回填注漿。

3　隧道防水層的質(zhì)量檢測(cè)

3.1防水層基面平整度檢測(cè)

防水層鋪設(shè)前，對(duì)基層平整度的檢測(cè)非常重要。目前采用的檢查方法有目視觀察、尺量和激光斷面儀量測(cè)等，但是各自都存在一定的缺陷。

例如瑞士安伯格公司的隧道掃描系統(tǒng)，就利用三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行隧道等地下工程的施工、竣工測(cè)量，是一種集光、機(jī)、電技術(shù)為一體的綜合技術(shù)。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其原理是通過激光器發(fā)射激光，以螺旋線形式對(duì)隧道表面進(jìn)行全斷面高密度掃描，每秒可達(dá)50圈、50多萬個(gè)測(cè)點(diǎn)，通過分析發(fā)射和接收激光信號(hào)的強(qiáng)度和相位差，從而獲得隧道襯砌內(nèi)表面的影像信息，以及隧道襯砌表面掃描點(diǎn)的坐標(biāo)，為多種后繼應(yīng)用提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2防水板鋪設(shè)的質(zhì)量檢測(cè)

（1）防水板的幅寬一般為2～4m，目前有增大趨勢(shì)。幅寬增大雖然能大大減少防水板的薄弱環(huán)節(jié)，但也會(huì)造成防水板鋪設(shè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且需要設(shè)置專用的防水板鋪設(shè)臺(tái)架，在施工中不易實(shí)現(xiàn)。因此，目前使用的防水板幅寬多為2m。

（2）就防水板防水功能來說，其重要的控制因素是縱向搭接焊縫的質(zhì)量。隧道施工規(guī)范中明確提出，防水板需用熱合焊機(jī)進(jìn)行雙焊縫焊接，焊縫中間預(yù)留空腔進(jìn)行焊縫密封性的充氣檢測(cè)。

（3）防水板鋪設(shè)外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，主要采用的是目測(cè)檢驗(yàn)法，即用手將已固定好的塑料板上托或擠壓，檢查其表面鋪設(shè)質(zhì)量、松弛度及與初期支護(hù)的密貼性；固定點(diǎn)間距可用尺量；檢查防水板有無烤焦、焊穿、假焊和漏焊，焊縫寬度是否符合設(shè)計(jì)，焊縫表面是否平整光滑，有無波形斷面。

3.3焊縫質(zhì)量檢測(cè)

（1）防水板焊縫的密封性檢測(cè)，通常采用充氣法，即將注射針與壓力表相連接，用打氣筒進(jìn)行的充氣。當(dāng)壓力表達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)停止充氣，保持時(shí)間不小于10min，壓力下降幅度在10%以內(nèi)，說明焊縫合格，如下降過快，則說明焊縫存在缺陷。這種情況下，可用肥皂水涂在焊縫上，將有氣泡的地方重新補(bǔ)焊，直到不漏氣為止。充氣檢測(cè)法可以在防水板正式施工前，對(duì)試焊的防水板材料以及其他材料質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，以取得合理的爬行焊機(jī)溫度、走行速度等技術(shù)參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，可根據(jù)需要抽取完整的環(huán)向或縱向焊縫進(jìn)行檢測(cè)，充氣檢測(cè)的最大長(zhǎng)度不超過40m。

（2）對(duì)于防水板手動(dòng)焊接處、不規(guī)則焊縫（如T形縫）和防水板由于鋼筋焊接燒傷等，是防水板最容易發(fā)生滲漏的部位，且檢測(cè)比較困難，國(guó)內(nèi)尚未見有效的檢測(cè)手段及質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲，多采用鐘形罩負(fù)壓檢測(cè)方法對(duì)這種部位進(jìn)行密封性檢測(cè)。鐘形罩是樹脂玻璃材質(zhì)，直徑為40～50cm。檢測(cè)時(shí)必須根據(jù)焊縫形狀、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角形狀、防水板修補(bǔ)位置等，來選擇適當(dāng)形狀的鐘形罩（一般有1/8～5/8的球體形狀可供選擇），如圖3所示。

圖3　不同形狀的鐘形罩檢測(cè)焊縫

在需要檢測(cè)的焊縫上涂抹檢測(cè)液，將鐘形罩放在檢測(cè)部位，然后用抽氣筒進(jìn)行抽氣，直到壓力達(dá)到-0.05MPa，觀察檢測(cè)液是否有氣泡。如果有氣泡，表明此處防水板焊縫密封性不合格，需要進(jìn)行再次修補(bǔ)直到檢測(cè)合格；若保持負(fù)壓超過10min，而檢測(cè)液不起泡，表明此處焊縫密封性合格。在條件有限時(shí)，也可采用目測(cè)法和機(jī)械檢測(cè)法。目測(cè)檢查即沿焊縫外邊緣觀察是否有溶漿均勻溢出，否則須進(jìn)行機(jī)械檢測(cè)；機(jī)械檢測(cè)方法是用平口螺絲刀沿焊縫外邊緣（沒有溶漿均勻溢出的部位）稍用力，檢查是否有虛焊、漏焊部位。原則上應(yīng)對(duì)所有破損修補(bǔ)處進(jìn)行全數(shù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)破損處進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)；對(duì)于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角等手工焊縫處，建議檢查數(shù)量不應(yīng)少于20%。

（3）焊縫的抗拉強(qiáng)度檢測(cè)方法及質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)對(duì)此并沒有明確規(guī)定，只是在有關(guān)文獻(xiàn)中提到要大于防水板強(qiáng)度的80%。檢測(cè)方法如下：①試驗(yàn)室檢測(cè)。在施工現(xiàn)場(chǎng)，可以將焊縫的采集樣品制作成啞鈴形的試件，之后對(duì)焊縫進(jìn)行剪切拉伸試驗(yàn)，依據(jù)焊縫的破壞強(qiáng)度評(píng)定其質(zhì)量。一般情況下，要求接縫的強(qiáng)度大于母材強(qiáng)度的70～80%；②撕裂檢測(cè)。將試焊樣品分割成長(zhǎng)條，長(zhǎng)度平均在1cm左右，然后進(jìn)行撕裂測(cè)試，確保有效焊縫不會(huì)發(fā)生斷裂；③檢測(cè)數(shù)量。建議每一澆筑段采用一組試樣，檢測(cè)的取樣完成之后，及時(shí)對(duì)檢測(cè)取樣進(jìn)行修補(bǔ)。

（4）焊縫的抗剝離強(qiáng)度指標(biāo)沒有明確的規(guī)定，一般要求大于6N/mm。

4　結(jié)語

綜上所述，對(duì)于隧道防水層的施工應(yīng)堅(jiān)持防、排、堵、截的原則，結(jié)合因地制宜的工作方式，綜合提高施工人員技術(shù)水平和工作素質(zhì)，有效針對(duì)防水層的施工建設(shè)，進(jìn)行科學(xué)施工和嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，以確保防水層質(zhì)量，進(jìn)而保證隧道的施工和運(yùn)營(yíng)安全。

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U455.4

A

1673-0038（2015）26-0285-02

2015-6-10

李奇隆（1983-），男，漢族，貴州普安人，工程師，本科，主要從事市政監(jiān)理方面的工作。