隧道工程防水施工技术浅谈

2022-09-10

随着经济的不断发展, 隧道工程为我国城市和道路建设的快速发展提供了巨大的推动作用。近年来, 随着江底、湖底、山体、海底等大型隧道工程的建设大规模进行, 对隧道的防水性能要求也越来越高。隧道内渗漏水, 空气湿度增加, 造成轨道、照明、通讯等设施的损坏;衬砌砼的老化速度加快, 尤其是当地下水具有腐蚀性时, 隧道结构的使用寿命将大大缩短。目前施工中虽然对隧道的防水材料、防水问题、渗漏问题采取了大量措施, 但总的效果不甚理想渗漏问题在已运营的大部分隧道中都存在。

1 隧道工程防水设计原则和方法

总体上, 我国防水设计的原则是:“排、防、堵、截, 刚柔结合, 因地制宜, 综合治理”和“多道设防、多种材料混合使用”, 并在实际工程中总结出了不同类型工程中采用防排结合、材料防水与构造防水结合、柔性防水材料与接缝密封材料混合使用等施工方法。

(1) 地下工程的防水系统主要以结构自防水为主、附加设防为辅, 设置多道防水。

(2) 地下工程防水应采取防排结合措施。设防能力除在各层加强外, 另一方面, 采取排水和阻水增强结构防水的能力。

(3) 柔性防水层在地下工程中较容易受到腐蚀, 为延长其使用寿命, 需在其表面喷涂保护层。

(4) 地下工程中, 转角位需采取加强措施, 因转角部位容易发生应力集中而产生变形开裂, 出现渗漏水现象。

(5) 施工中特殊部位需进行加强处理。施工缝、后浇缝、沉降缝和节点部位等都是防水的薄弱环节。

3 隧道防水现状

随着工艺设备和施工技术日渐成熟基本上可以适应各种类型防水材料的发展。许多施工单位在大量的工程实践中, 总结出了一些能够解决渗漏水问题的切实可行的施工方法, 在保证防水工程的质量中发挥了重要作用。但是, 渗漏的出现是随机的, 很多施工过程往往处于边施工边堵漏的局面, 施工后期和竣工后相当多的工程都需进行反复维修。

4 隧道渗漏水的主要形式及原因分析

4.1 隧道渗漏水的主要形式

隧道主要的缺陷类型有边墙鼓胀开裂、钢筋外露、衬砌裂损、渗漏水、拱顶掉块等。其中渗漏水的主要表现形式点渗漏、缝渗漏和面渗漏三种形式。

4.2 隧道渗漏水的原因

(1) 设计和施工存在缺陷。

(1) 施工质量控制不严, 导致混凝土浇筑过程中出现各种形状的缝隙。 (2) 防排水的细部施工中处理不到位。 (3) 衬砌混凝土因塌方引起拉裂, 围岩又因膨胀作用使衬砌开裂;因不均匀地质沉降造成衬砌开裂;衬砌背后回填不密实, 塌方处理措施不当, 以上裂缝都会给渗漏水的治理造成困难。 (4) 施工缝处止水带埋设没有按规范要求。 (5) 施工和服务期的防水板因喷射混凝土表面不平整而极易造成压痕和擦伤, 防水层的完好性受到影响, 从而造成渗漏。

(2) 隧道围岩不稳定, 衬砌开裂破坏防水层。

施工的各种接缝处由于衬砌混凝土在接缝处的防水止漏设计不完善, 施工质量不过关而引起隧道衬砌渗漏。衬砌混凝土收缩也是产生裂缝原因之一。

(3) 防水材料存在问题。

近年来, 我国经济有了很大发展, 建设工程相继开工, 对防水材料的需求相应增大, 从而为许多生产防水材料的厂家提供了巨大的发展契机。因此许多厂家在无技术, 无设备, 缺人才的情况下, 生产出大量假冒伪劣产品充斥着建材市场, 工程的防水质量受到影响也就再所难免了。

5 隧道防止渗水、漏水的对策

5.1 隧道防水措施

(1) 衬砌自防水。

衬砌自防水又可称为衬砌结构防水, 衬砌结构本身的密实性实现防水功能。施工方便、工序简单、造价低是衬砌自防水的主要特点。提高隧道衬砌混凝土的自身防水是增强隧道防水效果的有效措施。

(2) 衬砌背后防水。

对复合式衬砌, 在支护初期与二次衬砌之间设置夹层防水层, 防水材料主要有合成橡胶与合成树脂、防水板和防水薄膜。防水涂料常见的有合成高分子材料和改性沥青;防水卷材包括合成树脂类和合成橡胶类。

(3) 衬砌内面防水。

衬砌内贴防水层施工方法主要有4种: (1) 喷射砼防水层 (2) ;喷涂乳化沥青乳胶防水层; (3) 砂浆抹面防水层, 目前多采用特种水泥对衬砌内表面进行水泥浆抹面而达到防水目的; (4) 喷浆防水层, 通过设备把水泥砂浆直接喷射到衬砌内表面而形成防水层。

(4) 喷膜防水层。

喷膜防水技术是近年来研究开发的全新的隧道及地下工程防水技术, 它是以丙稀酸盐为主要原料, 掺入还原剂A和氧化剂B, 两种液体在喷嘴内混合后喷射到混凝土面上, 进而形成具有隔离和防水功能的薄膜。

(5) 防水板防水。

防水板在隧道防水施工中发挥着巨大的作用, 设置防水板是保证隧道防水性能的重要保证。防水板实际若施工中出线破损, 就不能很好发挥其作用。因此在布设防水板前, 要将围岩表面通过喷射混凝土填平。

5.2 隧道排水措施

隧道排水, 一般分为纵向和横向排水。纵向一般采用弹簧软管将水引到旁边的边沟;横向主要采用防水卷材或防水板, 接头处采用遇水膨胀的止水条或橡胶止水带处理。

5.3 隧道堵水方法

为减少隧道出水量, 降低地下水渗透能力, 可采用预注浆方法进行堵水。喷射混凝土、裂隙注浆、全断面预压注浆、围岩内预压注浆等是注浆止水的常用方法。施工堵水方法有冻结法堵水、气压控制地下水、预注浆堵水等方法。

5.4 防止隧道漏水的对策

(1) 遇水膨胀橡胶, 主要有两种:腻子型和制品型; (2) 密封材料, 主要是合成高分子密封材料和改性沥青密封材料; (3) 止水带, 包括橡胶止水带、复合止水带、塑料止水带等。

6 隧道工程防排水的发展趋势

复合防水应是今后隧道与地下工程的发展趋势所在, 也是目前国内外隧道防水技术的核心。所谓复合防水, 即以混凝土结构自防水为主, 在迎水面设置附加柔性防水层为辅, 从而形成一个刚柔相济的防水防线。复合防水的设置必需包含衬砌防水层和二次衬砌混凝土两道防水线。防水板对整个隧道的防水起着至关重要的作用。因此防水板的进场检验在防水工程质量体系的诸多因素中显得尤为重要。防水层在其服务期间对防水层基面的粗糙度有严格的要求, 其完好性与否对隧道的防水效果的好坏有着至关重要的影响。施工时, 为降低防水层基面粗糙度, 可通过抹压未凝固喷射混凝土表面、人工砂浆抹面和细喷砂浆或其它涂层等方法。