隧道防裂抗渗施工技术研究和应用

王静

摘要 在隧道工程中，混凝土的开裂现象较为普遍。裂缝的发生会导致混凝土结构强度的下降，影响其耐久性，还有导致严重的渗漏，缩短隧道的使用寿命，影响隧道的正常使用和安全。本文针对实际工程对混凝土防裂施工和结构外防水施工难点提出相应技术解决措施，使得工程在防裂抗渗施工顺利完成。通过控制混凝土硬化过程中的水化热产生、施工分段长度、混凝土自身收缩和对淤泥层基底进行加固换填等措施控制混凝土裂缝的发生。此外，该工程还对结构外采取防水卷材和涂料进行防水处理，确保隧道防裂抗渗性能。

关键词 防裂； 抗渗；隧道施工

中图分类号U45 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0136-02

1 工程概况

某隧道是一条过江隧道，岸上隧道主体结构长825m，其中北岸长390m，南岸长435m。隧道主体结构由敞开段U形结构和暗埋段矩形结构组成，施工时两种结构均采用明挖法。主体结构中顶板、底板和外侧墙都属于抗渗部位，其中顶板厚度为0.7m~1.15m，底板厚度为0.7m~1.10m，外侧墙墙厚为0.6m~0.9m。岸上隧道主体结构混凝土强度等级为C30，抗渗等级为S8。

2 岸上隧道主体结构抗裂防渗施工技术

2.1 混凝土防裂施工

大体积混凝土中，由于其自身特性的影响，施工时会出现温度裂缝，这些裂缝的发展对隧道主体结构是不利的。在隧道施工过程中如果没有对这些裂缝进行有效地控制，导致隧道主体结构发生渗漏。所以施工时必须对混凝土采取一定的措施控制其裂缝的产生。

2.1.1 控制混凝土硬化过程中的水化热产生

由于大体积混凝土在硬化过程中会产生大量的水化热，使得混凝土内部温度较其外部表面高，形成较大的温差，导致混凝内外发生程度不一的热胀冷缩现象，当混凝土表面由温差产生的拉应力大于其抗拉强度时就会发生裂缝。顶板和底板等在混凝土浇筑后，采取以下技术措施防止水化热产生的裂缝：1）在保证混凝土强度满足设计和施工要求的前提下，使用低热水泥，并通过双掺技术在混凝土制造过程中掺入一定量的减水剂和粉煤灰，减低混凝土在硬化过程中产生的水化热；2）在夏季施工时，为了降低其浇筑入仓时的内部温度，在制作过程中加入冰水，另外，在顶板和地板中部设置一排冷却水管（DN25），间距为1m。

2.1.2 控制浇筑混凝土过程中的施工冷缝

该工程隧道主体结构混凝土伸缩缝设置间距为20m~25m，如分段施工间距采用伸缩缝设置间距，会使得混凝土浇筑强度过高和时间过长，导致施工冷缝的出现，使得混凝土结构不能达到抗渗要求。通过控制岸上隧道主体结构施工分段长度，对于施工间距超过20m的区域人为分成两段施工，减小施工段长度和混凝土浇筑时间，降低混凝土浇筑强度，避免在分层浇筑时层与层之间产生施工冷缝，另外还可以减小混凝土干缩的影响。

2.1.3 控制混凝土硬化过程中收缩产生的裂缝

顶板和底板等在混凝土浇筑后，其表面水分蒸发要较内部快，体积收缩也较内部大，内部混凝土就会约束表面混凝土的收缩变形，导致表面混凝土出现拉应力而开裂。为避免这种裂缝的产生，采取以下技术措施防止收缩裂缝：在混凝土浇筑之前，采取模板浇水处理，避免模板吸收过多混凝土表面水分；对已浇筑的混凝土进行复振，提高混凝土抗拉强度和粘结力，减小混凝土内部的空隙和水分，提高混凝土自身抗裂能力；在混凝土表面水蒸发一定时间后，对混凝土进行抹压使得混凝土内部裂缝愈合，另外保证混凝土的养护期和质量，在夏季施工时延长混凝土的养护时间，减小混凝土因为收缩而引起的裂缝。

2.1.4 控制混凝土硬化过程中的沉降裂缝的产生

该工程岸上隧道暗埋段主体结构基底处于承压能力较差的淤泥层，容易产生沉降，导致主体结构产生贯穿板厚沉降裂缝。为避免这种裂缝的产生，在施工前对淤泥层基底进行加固换填处理，加强基底承载力减小沉降。

2.2 结构外防水施工

由于混凝土裂缝的产生的原因较为复杂，在正常使用阶段也会有些细微裂缝的产生。为了确保主体结构抗渗性能，增加主体结构的耐久性，对岸上隧道主体结构进行防水处理。

2.2.1 底板和外侧墙体采用防水卷材

底板施工时，防水卷材与底板结构混凝土直接接触，由于其缺少保护很容易发生磨损现象，导致防水效果不佳。针对这点，在底板结构混凝土和防水卷材之间设置保护层，确保防水卷材的完整性。由于围护结构连续墙的墙面较为粗糙，外侧墙体的防水卷材直接与其接触也会发生损坏，影响防水效果，其外进行外侧墙体施工也会对防水卷材造成一定的损伤。在进行外侧墙体防水卷材施工时，对连续墙表面用砂浆填平找平，确保抹面光滑平整。另外为了还增设保护板，间距为2m，在进行钢筋施工时避免卷材与钢筋接触，保护防水卷材。

2.2.2 保持卷材施工工作面干燥

由于该岸上隧道主体结构有较多的地下连续墙，进行基坑开挖时在连续墙接头处会出现渗漏现象，潮湿的施工工作面会降低防水卷材的施工质量。采用引流堵缝的措施，对连续墙渗漏及时处理，保证防水卷材的施工质量。

2.2.3 确保卷材搭接部位的密封可靠

卷材搭接部分的密封性也是卷材能否可靠防水的关键。由于这部分工作无法通过肉眼进行监测，必须通过相关机械进行检查。采用机械焊接在搭接部位进行充气试验，在检验合格确保搭接质量时才可以进行下一道工序。

2.2.4中置式止水带变形的控制

中置式止水带是防水中较为薄弱的位置，它很容易发生位移和变形。止水带施工时采用先后不间断浇筑混凝土方式，先进行底下后进行上混凝土的浇筑，避免中置式止水带因为混凝土自重而发生的弯曲变形，另外对止水带进行特别的加固，防止其位移的发生。

3 结论

大体积混凝土中，施工时会出现温度裂缝，这些裂缝的发展对隧道主体结构是不利的。本文针对实际工程对混凝土防裂施工和结构外防水施工难点提出相应技术解决措施，使得工程在防裂抗渗施工顺利完成。通过控制混凝土硬化过程中的水化热产生，使得混凝土内外温度差减小，减小由于热胀冷缩现象产生的拉应力；通过控制施工分段长度避免施工冷缝的产生；通过控制混凝土硬化过程中收缩，避免裂缝的产生；通过对淤泥层基底进行加固换填，控制混凝土沉降裂缝。此外，该工程还对结构外采取防水卷材和涂料进行防水处理，确保隧道防裂抗渗性能。防裂抗渗施工必须遵守对到防裂抗渗的要求，做好施工准备工作和每一道工序，才能确保隧道防裂抗渗施工达到良好的效果。

参考文献

[1]王东杰.公路隧道施工[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]林旭涛，辛永刚.BAC防水卷材在暗挖段隧道防水工程中的应用[J].中国建筑防水，2006(5)．