明挖隧道滲漏水原因分析及預控

李 絳 峰

(中鐵十五局集團有限公司，上海 200070)

明挖隧道滲漏水原因分析及預控

李 絳 峰

(中鐵十五局集團有限公司，上海 200070)

結(jié)合工作經(jīng)驗，以鄭州市北三環(huán)隧道工程為背景，對明挖隧道漏水原因進行了研究，并對外包防水材料施工、止水帶施工、混凝土施工等滲漏水的預防措施進行了闡述，為以后明挖隧道的防水施工以及其他隧道施工積累了經(jīng)驗。

明挖隧道，滲漏水，檢測，治理

0 引言

隧道滲漏水一直是隧道工程經(jīng)常出現(xiàn)的問題，作為施工單位，我們不能單純的考慮哪里漏了堵哪里，要仔細分析各個滲漏水出現(xiàn)的原因部位，從施工源頭進行防控。結(jié)合本人施工的幾條明挖隧道的一些經(jīng)驗，以最后施工的鄭州市北三環(huán)隧道為例進行簡單總結(jié)，為以后明挖隧道的防水施工以及其他隧道施工提供一些建議和意見。

1 工程概況

北三環(huán)位于鄭州市鄭東新區(qū)龍湖區(qū)南部，本次北三環(huán)隧洞工程西起眾意西路西(樁號K1+100)，東至龍湖內(nèi)環(huán)路東(樁號K5+620)，全長4 520 m。其中四標樁號為(K3+730～K4+945)，長1 215 m。隧道布置為雙向六車道，采用雙孔箱涵形式。

由于水位較高，位于隧道上方，且周圍土質(zhì)為砂土，含水豐富。本隧道防水等級按GB 50108—2008地下工程防水技術規(guī)范[1]的地下工程二級防水標準，具體要求為：不允許漏水。結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，總濕漬面積不應大于總防水面積的2/1 000，任意100 m2防水面積上的濕漬不應多于3處，單個濕漬的最大面積不應大于0.2 m2，平均滲漏量不大于0.05 L/(m2·d)，任意100 m2防水面積上的滲漏量不大于0.15 L/(m2·d)。

2 漏水整治設計

隧道防水采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水和外防水體系相結(jié)合[2]。自防水體系通過調(diào)整混凝土的配比、在混凝土膠凝材料中摻加一定比例(按產(chǎn)品說明書要求)的質(zhì)量可靠的抗裂防水劑和聚合物纖維膨脹劑等外加劑，減水劑采用聚羧酸系高性能減水劑，膨脹劑采用中鋁聚能MPC聚合物纖維膨脹劑，使得混凝土達到設計要求的抗?jié)B等級。外防水體系以變形縫、施工縫等接縫防水為重點輔以柔性外包防水層加強防水。外防水采用在混凝土表面外貼2 mm聚氯乙烯防水卷材，在變形縫、施工縫處做重點節(jié)點防水處理。變形縫處采用中埋式橡膠止水帶，其中心線應與變形縫重合，誤差不得大于10 mm。增設外貼式止水帶(變形縫用)、沿著頂板、側(cè)墻和底板兜繞成圈止水，縫間用填料材料嵌縫。

結(jié)構(gòu)縱向水平施工縫處采用鋼板膩子止水帶，并要求在施工縫界面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料(用量不小于1.5 kg/m2，厚度不小于1 mm)。垂直施工縫處采用鋼邊橡膠止水帶防水，施工縫表面應鑿毛并清除表面雜物。此外，變形縫處在隧道頂板、側(cè)墻和中隔墻內(nèi)壁安裝不銹鋼接水盒。

隧道所有穿過混凝土結(jié)構(gòu)的預埋件、對拉螺栓等應加焊止水環(huán)(或夾套遇水膨脹止水圈)，要求用雙止水環(huán)。對拉螺栓在混凝土面上堵頭處的凹槽，應采用聚合物水泥防水砂漿封密。隧道外側(cè)墻不允許使用對拉螺栓。

抗拔樁樁頭與箱涵底板混凝土接頭(施工縫)防水處理，由伸入地板的樁周沿涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料作加強(用量不小于1.2 kg/m2),同時對防水卷材進行加固處理。

隧道內(nèi)所有集水池、橫截溝、排水溝等結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)均涂刷聚氨酯防水涂料。

2.1 明挖隧道滲漏情況

1)明挖隧道主要滲漏水的部位有施工縫滲漏水、變形縫滲漏水、裂縫滲漏水、其他(如混凝土疏松點的滲漏水、穿墻的管道或鋼筋)部位的滲漏水[3]。

2)滲漏形式主要有點滲、線滲和面滲。一般存在滲漏都是以點滲、線滲為主，面滲一般很少發(fā)現(xiàn)。

2.2 明挖隧道滲水原因分析

雖然隧道一般采用全包防水，但受現(xiàn)場條件限制，防水材料受風吹日曬雨淋，時間久了易發(fā)生老化；受混凝土殘渣、鋼筋頭、模板、支架等的撞擊易產(chǎn)生破損；現(xiàn)場施工不注意也容易造成損害或者防水材料焊接縫沒有焊牢等原因影響，水就容易侵入防水材料，直接與混凝土接觸，而自防水的混凝土又受以下原因影響，導致形成滲水通道[4，5]：

點滲，主要是混凝土搗固時發(fā)生部分點未搗固到位，內(nèi)部疏松，形成滲水通道，穿墻鋼筋或管道未焊接止水環(huán)，或防水措施不到位形成滲水通道。

面滲，主要存在混凝土搗固不到位，疏松，或者冬季施工引起的凍融，導致混凝土局部大面積的滲水現(xiàn)象。

一般點滲、面滲的較少，主要是線滲。

線滲是明挖隧道滲漏的主要方式，主要是各種原因引起的混凝土裂縫，形成滲水通道，根據(jù)裂縫形成不同，滲水原因如下：

變形縫滲水，在隧道滲水中比較常見，因考慮混凝土的熱脹冷縮，隧道一般設置變形縫。變形縫處設中埋式止水帶，受混凝土熱脹冷縮以及地基基礎的不均勻沉降影響，最容易造成止水帶的拉裂或者混凝土與止水帶結(jié)合處的松動，尤其止水帶安裝位置，澆筑混凝土沖擊止水帶變形時，最容易形成變形縫漏水。

施工縫漏水，主要是施工縫鑿毛不充分，施工縫處夾雜木模板渣或焊渣，清理不徹底；施工縫處模板沒靠緊，引起漏漿，造成混凝土疏松等。

裂縫漏水，裂縫形成原因多樣，主要有混凝土本身質(zhì)量問題，沒有嚴格按配合比施工，細砂過多；大體積混凝土水化熱大，養(yǎng)護不及時造成的溫度裂縫；混凝土保護層過小，混凝土與鋼筋的熱脹冷縮不一致產(chǎn)生的裂縫；混凝土本身干縮產(chǎn)生裂縫；模板拆除及混凝土背后及上方回填的壓力引起的混凝土裂縫；預留孔洞的四個角處，拆模后應力變化產(chǎn)生的裂縫等等。

2.3 施工中混凝土滲漏水預防措施

為確保施工質(zhì)量，防止明挖隧道滲漏水，在施工中，注重做好各個施工工序的質(zhì)量保證措施，通過精細化施工，達到減少滲漏水的目的。

2.3.1 外包防水材料施工

原材料進場后檢測，滿足設計要求；鋪設時基層清理干凈，遺留的殘渣及鋼筋施工時容易戳破防水材料；接頭采用雙焊縫施工，完成后進行充氣檢查；地板防水板施工后預留側(cè)墻搭接部分，采用沙袋進行壓埋保護，防止鋼筋模板工程損壞防水板；澆筑完混凝土后及時清理外露的防水板上混凝土，底板與側(cè)墻的拐角部位防水板最容易損壞，需要仔細處理，為下一步搭接施工創(chuàng)造好的條件；側(cè)墻外包防水施工為全粘，受天氣溫度影響，容易鼓包，對于空鼓部位及時處理，必要時割破進行補強；回填碾壓時注意加強對防水板的保護，防止壓力過大損害防水層。

2.3.2 止水帶施工

施工縫及變形縫中埋式止水帶安裝到位后，采用兩道方木把止水帶緊緊夾住，固定到位，方木下方位置為混凝土的澆筑面，一是保證了止水帶正好有一半在混凝土內(nèi)，一半露在外面；二是混凝土澆筑沖擊時，止水帶能確保不扭曲變形或下沉，嚴禁采用鐵絲穿孔將止水帶固定。確保了施工質(zhì)量。外貼式止水帶在底板、側(cè)墻較好施工，采用堵頭模板壓緊并注意不變形、牢固，在頂板上，與混凝土的結(jié)合較難處理，我們采用在頂板外貼止水帶撐緊平整基礎上，上部多澆高10 cm～15 cm的混凝土，將止水帶包住。

2.3.3 混凝土施工

從原材料上控制，選定配合比后嚴格按照配合比施工，由于采用商品混凝土，對商品混凝土攪拌站要派專門試驗人員監(jiān)督，確保原材料質(zhì)量，尤其砂石料的含泥量控制，細砂用量控制及外加劑摻量，從源頭確保質(zhì)量。

鋼筋綁扎注意對防水材料的保護，預留孔洞部分，鋼筋截斷后，嚴格進行鋼筋補強，確保配電箱等大型孔洞的邊角應力集中點不會因壓力過大產(chǎn)生裂縫。

支立模板時注意不損壞防水板，施工縫部位的模板殘渣、焊渣在封閉前采用高壓風高壓水沖洗干凈，施工縫位置鑿毛潤濕；澆筑混凝土前高邊墻上設串桶，防止混凝土自由落體高度過高產(chǎn)生離析；根據(jù)現(xiàn)場情況，提前安設足夠數(shù)量搗固棒。

澆筑時確?；炷恋墓B續(xù)，防止產(chǎn)生人為冷縫；澆筑分層，加強搗固過程的監(jiān)控。防止過振漏振導致混凝土疏松；搗固時嚴禁直接震動鋼筋；止水帶附近搗固時要注意混凝土不得擠壓止水帶變形；澆筑完后及時進行多次收光抹面，減少表面裂縫的產(chǎn)生；加強混凝土的溫度監(jiān)控及養(yǎng)護工作，做好溫度及養(yǎng)護記錄，防止內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生溫度裂縫。在冬季施工時，我們增加了保溫棚及蒸汽養(yǎng)護，保證了混凝土的施工質(zhì)量。

另外，混凝土結(jié)構(gòu)成型，拆除支架模板后，對混凝土表面進行檢查，尤其外墻及頂板表面，如發(fā)現(xiàn)裂縫，除仔細分析原因，以便下次糾正外，還要對外露的裂紋、裂縫進行處理，增加一層涂料或涂膜防水層，提前預防。

以上是施工中需要注意的一些細節(jié)處理，細節(jié)處理好了防水質(zhì)量就能夠得到保證。但是施工中，受施工人員的素質(zhì)、施工水平的影響也很大，所以我們通過班前教育和班后總結(jié)、開會、培訓等方法，在施工前加強對施工工人的質(zhì)量意識和操作要求的培訓，工后進行總結(jié)，并采用相應的獎罰措施，以促進施工質(zhì)量的提高。

3 結(jié)語

通過施工中的精細化施工流程及工序，在總結(jié)以前施工經(jīng)驗基礎上，通過現(xiàn)場管控，嚴格檢查，鄭州北三環(huán)隧道取得了良好的效果，比以前的隧道滲水點減少了70%左右，為后續(xù)施工提供了良好的施工條件，減少了大量的堵漏時間和堵漏費用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，值得在以后施工中繼續(xù)加強和推進。

[1] GB 50108—2008，地下工程防水技術規(guī)范[S].

[2] 劉繼紅.南嶺隧道生潮壟地段漏水原因分析及其整治[J].鐵道建筑,1996(7):1-5.

[3] 陶西貴,于 江,梁龍喜.公路隧道滲漏問題檢測分析及治理[J].地下空間與工程學報，2008,4(3):578-582.

[4] 何忠明,彭振斌,胡賀松,等.淺談運營隧道漏水整治[J].施工技術,2005,34(11):45-57.

[5] 陶西貴,李少紅,張 凡.隧道工程滲漏水檢測與治理[J].施工技術,2007,36(3):51-53.

Reason analysis and pre-control on leakage of open-excavated tunnel

Li Jiangfeng

(ChinaRailwary15thBureauGroupCo.,Ltd,Shanghai200070,China)

Combining with working experience, taking the northern third ring tunnel engineering in Zhengzhou city as the background, the paper studies the open-excavated tunnel leakage causes, describes outsourcing waterproofing material construction, water-proof strip and concrete construction and other leakage preventing measures, which has accumulated experience for open-excavated tunnel waterproofing construction and other tunnel construction.

open-excavated tunnel, leakage, detection, treatment

2015-03-02

李絳峰(1978- )，男，工程師

1009-6825(2015)14-0181-02

U457

A