淺析山嶺隧道復(fù)合襯砌防水施工技術(shù)

黃忠 孫道軍

摘要：結(jié)合實(shí)際，以復(fù)合襯砌防水施工技術(shù)為研究對(duì)象，分析在山嶺隧道施工過(guò)程中該技術(shù)的應(yīng)用，首先詳細(xì)解析山嶺隧道防水內(nèi)容，其次在闡述復(fù)合式襯砌施工要點(diǎn)和結(jié)構(gòu)層的基礎(chǔ)上，詳細(xì)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行討論，希望分析后可以給相關(guān)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：山嶺隧道；復(fù)合襯砌；防水施工；技術(shù)應(yīng)用

在隧道建設(shè)施工過(guò)程中，質(zhì)量問(wèn)題始終是核心和重點(diǎn)，隧道防水工程也是隧道工程重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。由于現(xiàn)場(chǎng)施工情況復(fù)雜，施工人員較多，各項(xiàng)管理工作繁瑣，因此，有限的人力資源不能及時(shí)協(xié)調(diào)各方問(wèn)題。但是，如果對(duì)工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行把握，可以有效保持隧道建設(shè)施工的質(zhì)量。通過(guò)實(shí)施相應(yīng)的對(duì)策對(duì)隧道施工問(wèn)題進(jìn)行集中整治、綜合治理，可以有效提高隧道的安全性能，避免質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。盡管如此，防排水問(wèn)題仍是當(dāng)前隧道建設(shè)項(xiàng)目的核心難題之一，早在我國(guó)開(kāi)始實(shí)行隧道采挖項(xiàng)目的時(shí)候，就已經(jīng)開(kāi)始針對(duì)防排水問(wèn)題建立專家小組，集中力量攻克難關(guān)。我國(guó)隧道的防水設(shè)置有三道防線，分別是初期支護(hù)、分體式防水層、二次襯砌并對(duì)施工縫等作出處理。由于地下水滲透能力強(qiáng)，如果水壓較大，可能導(dǎo)致防水效果差，地下水順延管道滲入隧道內(nèi)部，給交通安全帶來(lái)強(qiáng)烈隱患。

一、 山嶺隧道防水簡(jiǎn)述

山嶺隧道需要穿越不同地層，面對(duì)的地下水系情況復(fù)雜多變，即使是一條隧道的不同路段，地下水出露也會(huì)完全不同。當(dāng)前，為了克服這一現(xiàn)狀，將隧道劃分成不同區(qū)域，采用“分區(qū)隔離防排水技術(shù)”。

隧道防排水系統(tǒng)需要做到防排結(jié)合，截堵同一的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況因地制宜，有地下水的即使治理，沒(méi)有地下水出露的要做好防范準(zhǔn)備。隧道的防排水系統(tǒng)主要由防水型和排水型兩種模式，其中防水型需要承受水壓，排水型則不需要。

二、復(fù)合式襯砌防水層施工要點(diǎn)及防水層結(jié)構(gòu)

1.防水層施工要點(diǎn)

1） 混凝土噴射要求： D/L≤1/6，拱頂 D/L≤1/8，如沒(méi)有達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，則要進(jìn)行基面處理。

2） 將先澆混凝土表面鑿毛，再把表面的松軟層和水泥等清洗干凈。由于我國(guó)隧道主要使用兩層復(fù)合式的襯砌結(jié)構(gòu)，因此，在隧道開(kāi)挖后，需要立即施作網(wǎng)噴混凝土搭建初期支護(hù)，在初期支護(hù)穩(wěn)定后，鋪設(shè)防水層，再次澆筑混凝土。由于隧道開(kāi)挖過(guò)程中容易遇到斷面，因此，在初期支護(hù)斷面位置的處理需要考慮到安全性和平整性。

3） 防水材料需要選擇符合行業(yè)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的，在涂刷防水材料時(shí)，需要將其與基層粘結(jié)牢固，使表面平整光滑，沒(méi)有裂紋，涂刷厚度必須滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，涂刷高度需要保持一致。

4） 復(fù)合式襯砌防水需要依賴防水層和二次襯砌混凝土進(jìn)行搭建，防水層和混凝土必須同時(shí)存在。通過(guò)復(fù)合式襯砌的搭建，可以有效提升防水能力，還有較好的隔離保溫效果，增強(qiáng)平滑度，降低混凝土開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。

2.防水層結(jié)構(gòu)

當(dāng)前，由于隧道工程的地質(zhì)條件、途徑地區(qū)的水文條件以及隧道使用要求，都制約防水層的選擇，最終可以發(fā)現(xiàn)全封閉分體式防水結(jié)構(gòu)是最佳防水層。首先，既有聚酯短纖維工布充當(dāng)緩沖防震作用，其次混凝土基面凹凸不平等問(wèn)題也可得到克服。

隧道復(fù)合式襯砌防水層主要選擇厚度為1.5mmEVA（乙烯 醋酸乙烯共聚物）防水板，這種板材防水性能強(qiáng)，且成本較低，可以滿足隧道施工的需求。

隧道緩沖層主要采用聚酯短纖維制成的土工布，厚度約維持在三毫米以內(nèi)，每平方米重四百克，斷裂伸長(zhǎng)率維持在80%到100%之間。這一板材抗壓能力強(qiáng)，延展性好，材料簡(jiǎn)單易于鋪設(shè)，所以在緩沖層一般會(huì)選擇這一結(jié)構(gòu)作為主要材料結(jié)構(gòu)。

三、防水層關(guān)鍵施工點(diǎn)處理方式

1.噴射混凝土基面的處理

在噴射混凝土過(guò)程中，由于基面粗糙不平，可能導(dǎo)致鋼筋頭等外露的問(wèn)題，將對(duì)防水層的鋪設(shè)帶來(lái)嚴(yán)重阻礙。所以，在噴射之前，需要對(duì)混凝土基面突出的鋼筋等進(jìn)行處理。如果錨桿端在外部空氣重暴露的時(shí)間較長(zhǎng)，則可以在末端預(yù)留5毫米，將割除的位置磨成曲面，保護(hù)防水層的安全。下圖1是處理意見(jiàn)的具體體現(xiàn)。

在進(jìn)行平整度檢查時(shí)，需要注意將平整度控制在側(cè)壁5厘米、拱部7厘米的位置的范圍內(nèi)，在防水層進(jìn)行施工時(shí)，杜絕明水出現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)有明水，需要及時(shí)引流。如果防水層位置正好在隧道的斷面位置出，則將隧道轉(zhuǎn)彎時(shí)的陰角磨成半徑不低于五厘米的弧形即可。

2.緩沖層處理

首先需要確認(rèn)緩沖層的位置，再?gòu)墓绊斚騼蓚?cè)下垂進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)完畢后用射釘將緩沖層固定在基層位置，由于緩沖層會(huì)出現(xiàn)某個(gè)角度的凸起，因此，需要對(duì)突起的部位進(jìn)行再次加固。射釘本身帶熱熔襯墊，襯墊墊片和防水板之間有四十厘米的間隔，具體位置布置如下圖所示：墻 80cm，2～3 個(gè)墊片/m2 ，頂部 40cm，3～4 個(gè)墊片/m2 的梅花形布置。如圖 2所示：

3.防水板的鋪設(shè)與焊接

鋪設(shè)防水板，在防水板的連接處用自粘卷材密封裝好，使用的自粘卷材寬度為200毫米。從而避免水從縫隙中深入，增強(qiáng)密閉性。根據(jù)本條隧道的情況，可以看出，防排水板的固定需要依靠鋼釘和機(jī)械完成。因此，在施工建設(shè)過(guò)程中，需要注意：

1） 鋪設(shè)處（固定）必須保持平整光滑的狀態(tài)，鋼釘或墊片都需要保持平整，增加后期防排水板的安裝的安全性和效率。在鋪裝防排水板的過(guò)程中，需要用鋼釘和墊塞加強(qiáng)固定。

2） 防排水板在接縫位置采用鋼釘固定的方法，用人為方式使防排水板始終處于平整狀態(tài)，減少因扣接問(wèn)題導(dǎo)致的排水板翹起等現(xiàn)象。從現(xiàn)場(chǎng)反饋的信息來(lái)看，通過(guò)增加鋼釘和墊塞，可以有效為防排水板的后續(xù)加固工作留有空間。

拼縫位置完成后，對(duì)拼縫部位進(jìn)行密封和壓實(shí)，避免出現(xiàn)自粘卷材和防排水板之間的縫隙或裂痕。

防水板的鋪設(shè)環(huán)節(jié)主要采取無(wú)釘熱熔的方法，首先，需要用“熱熔”將防水板粘貼在圓墊片上，然后將墊片和防水板焊接牢固，保證整塊防水板沒(méi)有任何穿孔或縫隙，防水板中線與拱頂中線之間始終處于同一位置上，并沿拱頂向拱腳、邊墻進(jìn)行鋪設(shè)。具體圖示可見(jiàn)下圖 3 所示：

3） 在施工作業(yè)的過(guò)程中，焊接接縫位置是維系整個(gè)防水效果的關(guān)鍵性細(xì)節(jié)所在。如果兩幅防排水板的搭接寬度在一百毫米以上，允許出現(xiàn)-10mm的誤差。對(duì)于熱合型雙縫，一般采用負(fù)壓或充氣的方法進(jìn)行接縫嚴(yán)密性測(cè)驗(yàn)。如果防水板的材質(zhì)為塑料，且厚度達(dá)三層以上，那么可以選擇“T”型接頭，而且在焊接的位置必須錯(cuò)開(kāi)，不允許出現(xiàn)接縫之間的重疊。焊接結(jié)束后，需要將搭接位置磨成緩角，再進(jìn)行進(jìn)一步拼接，避免錯(cuò)臺(tái)情況的發(fā)生。

4） 還有一方面，防水板在沿隧道縱向鋪掛的長(zhǎng)度多于本次灌注砼長(zhǎng)度，這是由于既需要將防水板與下一循環(huán)可使用的防排水板相連接，還需要對(duì)防水板的邊緣部分進(jìn)行保護(hù)，避免邊緣出現(xiàn)磨損等狀況。

4.防水層的防護(hù)

防水層施工操作完成，需要對(duì)防水層進(jìn)行保護(hù)，避免遭受任何人為破壞。由于防水層的拱頂、側(cè)墻等位置沒(méi)有安裝保護(hù)層，因此在捆扎鋼筋的時(shí)候，需要對(duì)這幾處更重視，焊接水泥的時(shí)候，也不允許對(duì)防水層造成破壞，需要用石棉制成的水泥網(wǎng)隔絕焊接火花。振搗過(guò)程中，需要與防水層保持一定距離，避免因振搗產(chǎn)生共振造成防水層的破裂。

同理可知，開(kāi)挖工作面時(shí)，爆破距離始終應(yīng)保持在安全距離以上。

5. 施工縫、變形縫界面防水

施工縫、變形縫等是最容易出現(xiàn)滲水漏水現(xiàn)象的部位之一，如果沒(méi)有及時(shí)處理，防水砼也無(wú)法發(fā)揮正常效果。因此，在隧道建設(shè)中，在隧道施工縫和變形縫的位置分別安裝中埋氏橡膠止水帶、雙組份聚硫密封膏和砼界劑進(jìn)行穩(wěn)固。

6.界面處理

當(dāng)砼界劑開(kāi)始發(fā)揮作用，首先需要及時(shí)清理施工縫內(nèi)壁，用高壓水槍將施工縫清洗干凈，再將表面浮漿沖刷干凈，使界面始終處于干凈平滑的狀態(tài)，待狀態(tài)穩(wěn)定后，再繼續(xù)從縱向、環(huán)向施工縫內(nèi)涂抹砼界面劑。

7.中埋式止水帶及背貼式止水帶施工

設(shè)計(jì)隧道縱向、環(huán)向均采用中埋式橡膠止水帶具有較高的強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度維持在15兆帕以上，硬度適中，為 60±5（邵氏 A 度）；斷裂延伸率不低于380%；這條帶本身的構(gòu)成材質(zhì)、形狀、物理屬性等，都與現(xiàn)行《橡膠止水帶》（HG/T2288）的規(guī)定相符合。

8.嵌縫處理

隧道的拱墻部分通常采用雙組分聚密封膏，密封膏具有較好的延展性，可以承擔(dān)較大拉伸強(qiáng)度，而且不易變形，是一種防水性強(qiáng)的涂料，通過(guò)向拱墻的內(nèi)墻進(jìn)行嵌縫，可以每環(huán)向施工縫嵌一道。

四、 防水層薄弱點(diǎn)檢查及注意事項(xiàng)

1.薄弱點(diǎn)的檢查

對(duì)防水板表面的光滑度和平整度進(jìn)行檢查，觀察是否有烤焦、焊穿等情況，檢查焊接縫的寬度是否保持在合理范圍，焊接縫本身是否已足夠均勻，沒(méi)有出現(xiàn)波形斷裂。

檢查主要采用隨機(jī)抽查的方式，在環(huán)向焊縫循環(huán)抽檢一條，縱向焊縫循環(huán)抽檢2條。在檢查過(guò)程中，為了進(jìn)一步模擬水壓，可以將五號(hào)注射針和壓力表連接在一起，再用氣筒充氣，如果壓力表的數(shù)值達(dá)到0.25兆帕，則停止，在十五分鐘后，如果壓力值只有不超過(guò)百分之十的下降情況，則說(shuō)明焊縫符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；如果壓力值下降速度過(guò)快，則需要用肥皂水檢驗(yàn)焊洞的位置，如果有氣泡產(chǎn)生，則需要補(bǔ)焊。

2.注意事項(xiàng)

1） 現(xiàn)場(chǎng)工具、物料等需要保持在離已鋪設(shè)好的地段較遠(yuǎn)地方，現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須保持鞋底平滑，加強(qiáng)對(duì)防水層的保護(hù)，避免防水層因任何人為因素受到破壞；

2） 隧道的拱頂和側(cè)墻沒(méi)有保護(hù)層，屬于隧道安全中防范能力薄弱的環(huán)節(jié)，正在這些地方進(jìn)行作業(yè)時(shí)，需要盡可能遠(yuǎn)離防水層，在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，需要采用石棉網(wǎng)等具有阻燃性質(zhì)的材料對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行覆蓋，避免火花對(duì)防水板的影響。安全起見(jiàn)，工作現(xiàn)場(chǎng)需要配備一定數(shù)量的滅火器。

3） 擋頭板的支撐物在與防水板接觸時(shí)，為保護(hù)防水板不受人為因素?fù)p壞，需要在防水板上加一層橡皮墊層，起減震緩沖的作用。

4） 在進(jìn)行襯砌的時(shí)候，需要對(duì)鋼筋頭部進(jìn)行防護(hù)，避免造成鋼筋對(duì)防水板的破壞。

5） 在綁扎鋼筋的車就位前，需要在鋼筋保護(hù)層外仔加一層土工布，避免對(duì)防水板造成劃傷。6） 灌注混凝土?xí)r，振搗棒必須與防水層保持一定距離，整個(gè)澆筑過(guò)程必須有專業(yè)的技術(shù)人員在場(chǎng)，一旦發(fā)生防水板劃傷，需要立刻進(jìn)行修補(bǔ)。

五、結(jié)論

總而言之，在山嶺隧道復(fù)合襯砌防水施工過(guò)程中，想要將施工水平提高，那么在工程開(kāi)展時(shí)必須要全面的了解施工地質(zhì)情況，同時(shí)按照工程特點(diǎn)選擇針對(duì)性的施工方案，唯有如此，才能切實(shí)提高施工水平。

參考文獻(xiàn)：

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[3]《隧道施工技術(shù)》 陳小雄（人民交通出版社）.

[4]《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（人民交通出版社）.

（作者單位：蘇交科（廣州）工程勘察設(shè)計(jì)有限公司深圳分公司）