浅析山岭隧道复合衬砌防水施工技术

黄忠 孙道军

摘要：结合实际，以复合衬砌防水施工技术为研究对象，分析在山岭隧道施工过程中该技术的应用，首先详细解析山岭隧道防水内容，其次在阐述复合式衬砌施工要点和结构层的基础上，详细对该技术的应用要点进行讨论，希望分析后可以给相关人士提供参考。

关键词：山岭隧道；复合衬砌；防水施工；技术应用

在隧道建设施工过程中，质量问题始终是核心和重点，隧道防水工程也是隧道工程重点建设项目之一。由于现场施工情况复杂，施工人员较多，各项管理工作繁琐，因此，有限的人力资源不能及时协调各方问题。但是，如果对工程的关键环节进行把握，可以有效保持隧道建设施工的质量。通过实施相应的对策对隧道施工问题进行集中整治、综合治理，可以有效提高隧道的安全性能，避免质量问题的出现。尽管如此，防排水问题仍是当前隧道建设项目的核心难题之一，早在我国开始实行隧道采挖项目的时候，就已经开始针对防排水问题建立专家小组，集中力量攻克难关。我国隧道的防水设置有三道防线，分别是初期支护、分体式防水层、二次衬砌并对施工缝等作出处理。由于地下水渗透能力强，如果水压较大，可能导致防水效果差，地下水顺延管道渗入隧道内部，给交通安全带来强烈隐患。

一、 山岭隧道防水简述

山岭隧道需要穿越不同地层，面对的地下水系情况复杂多变，即使是一条隧道的不同路段，地下水出露也会完全不同。当前，为了克服这一现状，将隧道划分成不同区域，采用“分区隔离防排水技术”。

隧道防排水系统需要做到防排结合，截堵同一的原则，根据当地实际情况因地制宜，有地下水的即使治理，没有地下水出露的要做好防范准备。隧道的防排水系统主要由防水型和排水型两种模式，其中防水型需要承受水压，排水型则不需要。

二、复合式衬砌防水层施工要点及防水层结构

1.防水层施工要点

1） 混凝土喷射要求： D/L≤1/6，拱顶 D/L≤1/8，如没有达到此标准，则要进行基面处理。

2） 将先浇混凝土表面凿毛，再把表面的松软层和水泥等清洗干净。由于我国隧道主要使用两层复合式的衬砌结构，因此，在隧道开挖后，需要立即施作网喷混凝土搭建初期支护，在初期支护稳定后，铺设防水层，再次浇筑混凝土。由于隧道开挖过程中容易遇到断面，因此，在初期支护断面位置的处理需要考虑到安全性和平整性。

3） 防水材料需要选择符合行业规定标准的，在涂刷防水材料时，需要将其与基层粘结牢固，使表面平整光滑，没有裂纹，涂刷厚度必须满足规定标准，涂刷高度需要保持一致。

4） 复合式衬砌防水需要依赖防水层和二次衬砌混凝土进行搭建，防水层和混凝土必须同时存在。通過复合式衬砌的搭建，可以有效提升防水能力，还有较好的隔离保温效果，增强平滑度，降低混凝土开裂的风险。

2.防水层结构

当前，由于隧道工程的地质条件、途径地区的水文条件以及隧道使用要求，都制约防水层的选择，最终可以发现全封闭分体式防水结构是最佳防水层。首先，既有聚酯短纤维工布充当缓冲防震作用，其次混凝土基面凹凸不平等问题也可得到克服。

隧道复合式衬砌防水层主要选择厚度为1.5mmEVA（乙烯 醋酸乙烯共聚物）防水板，这种板材防水性能强，且成本较低，可以满足隧道施工的需求。

隧道缓冲层主要采用聚酯短纤维制成的土工布，厚度约维持在三毫米以内，每平方米重四百克，断裂伸长率维持在80%到100%之间。这一板材抗压能力强，延展性好，材料简单易于铺设，所以在缓冲层一般会选择这一结构作为主要材料结构。

三、防水层关键施工点处理方式

1.喷射混凝土基面的处理

在喷射混凝土过程中，由于基面粗糙不平，可能导致钢筋头等外露的问题，将对防水层的铺设带来严重阻碍。所以，在喷射之前，需要对混凝土基面突出的钢筋等进行处理。如果锚杆端在外部空气重暴露的时间较长，则可以在末端预留5毫米，将割除的位置磨成曲面，保护防水层的安全。下图1是处理意见的具体体现。

在进行平整度检查时，需要注意将平整度控制在侧壁5厘米、拱部7厘米的位置的范围内，在防水层进行施工时，杜绝明水出现，一旦发现有明水，需要及时引流。如果防水层位置正好在隧道的断面位置出，则将隧道转弯时的阴角磨成半径不低于五厘米的弧形即可。

2.缓冲层处理

首先需要确认缓冲层的位置，再从拱顶向两侧下垂进行铺设，铺设完毕后用射钉将缓冲层固定在基层位置，由于缓冲层会出现某个角度的凸起，因此，需要对突起的部位进行再次加固。射钉本身带热熔衬垫，衬垫垫片和防水板之间有四十厘米的间隔，具体位置布置如下图所示：墙 80cm，2～3 个垫片/m2 ，顶部 40cm，3～4 个垫片/m2 的梅花形布置。如图 2所示：

3.防水板的铺设与焊接

铺设防水板，在防水板的连接处用自粘卷材密封装好，使用的自粘卷材宽度为200毫米。从而避免水从缝隙中深入，增强密闭性。根据本条隧道的情况，可以看出，防排水板的固定需要依靠钢钉和机械完成。因此，在施工建设过程中，需要注意：

1） 铺设处（固定）必须保持平整光滑的状态，钢钉或垫片都需要保持平整，增加后期防排水板的安装的安全性和效率。在铺装防排水板的过程中，需要用钢钉和垫塞加强固定。

2） 防排水板在接缝位置采用钢钉固定的方法，用人为方式使防排水板始终处于平整状态，减少因扣接问题导致的排水板翘起等现象。从现场反馈的信息来看，通过增加钢钉和垫塞，可以有效为防排水板的后续加固工作留有空间。

拼缝位置完成后，对拼缝部位进行密封和压实，避免出现自粘卷材和防排水板之间的缝隙或裂痕。

防水板的铺设环节主要采取无钉热熔的方法，首先，需要用“热熔”将防水板粘贴在圆垫片上，然后将垫片和防水板焊接牢固，保证整块防水板没有任何穿孔或缝隙，防水板中线与拱顶中线之间始终处于同一位置上，并沿拱顶向拱脚、边墙进行铺设。具体图示可见下图 3 所示：

3） 在施工作业的过程中，焊接接缝位置是维系整个防水效果的关键性细节所在。如果两幅防排水板的搭接宽度在一百毫米以上，允许出现-10mm的误差。对于热合型双缝，一般采用负压或充气的方法进行接缝严密性测验。如果防水板的材质为塑料，且厚度达三层以上，那么可以选择“T”型接头，而且在焊接的位置必须错开，不允许出现接缝之间的重叠。焊接结束后，需要将搭接位置磨成缓角，再进行进一步拼接，避免错台情况的发生。

4） 还有一方面，防水板在沿隧道纵向铺挂的长度多于本次灌注砼长度，这是由于既需要将防水板与下一循环可使用的防排水板相连接，还需要对防水板的边缘部分进行保护，避免边缘出现磨损等状况。

4.防水层的防护

防水层施工操作完成，需要对防水层进行保护，避免遭受任何人为破坏。由于防水层的拱顶、侧墙等位置没有安装保护层，因此在捆扎钢筋的时候，需要对这几处更重视，焊接水泥的时候，也不允许对防水层造成破坏，需要用石棉制成的水泥网隔绝焊接火花。振捣过程中，需要与防水层保持一定距离，避免因振捣产生共振造成防水层的破裂。

同理可知，开挖工作面时，爆破距离始终应保持在安全距离以上。

5. 施工缝、变形缝界面防水

施工缝、变形缝等是最容易出现渗水漏水现象的部位之一，如果没有及时处理，防水砼也无法发挥正常效果。因此，在隧道建设中，在隧道施工缝和变形缝的位置分别安装中埋氏橡胶止水带、双组份聚硫密封膏和砼界剂进行稳固。

6.界面处理

当砼界剂开始发挥作用，首先需要及时清理施工缝内壁，用高压水枪将施工缝清洗干净，再将表面浮浆冲刷干净，使界面始终处于干净平滑的状态，待状态稳定后，再继续从纵向、环向施工缝内涂抹砼界面剂。

7.中埋式止水带及背贴式止水带施工

设计隧道纵向、环向均采用中埋式橡胶止水带具有较高的强度，拉伸强度维持在15兆帕以上，硬度适中，为 60±5（邵氏 A 度）；断裂延伸率不低于380%；这条带本身的构成材质、形状、物理属性等，都与现行《橡胶止水带》（HG/T2288）的规定相符合。

8.嵌缝处理

隧道的拱墻部分通常采用双组分聚密封膏，密封膏具有较好的延展性，可以承担较大拉伸强度，而且不易变形，是一种防水性强的涂料，通过向拱墙的内墙进行嵌缝，可以每环向施工缝嵌一道。

四、 防水层薄弱点检查及注意事项

1.薄弱点的检查

对防水板表面的光滑度和平整度进行检查，观察是否有烤焦、焊穿等情况，检查焊接缝的宽度是否保持在合理范围，焊接缝本身是否已足够均匀，没有出现波形断裂。

检查主要采用随机抽查的方式，在环向焊缝循环抽检一条，纵向焊缝循环抽检2条。在检查过程中，为了进一步模拟水压，可以将五号注射针和压力表连接在一起，再用气筒充气，如果压力表的数值达到0.25兆帕，则停止，在十五分钟后，如果压力值只有不超过百分之十的下降情况，则说明焊缝符合检验标准；如果压力值下降速度过快，则需要用肥皂水检验焊洞的位置，如果有气泡产生，则需要补焊。

2.注意事项

1） 现场工具、物料等需要保持在离已铺设好的地段较远地方，现场工作人员必须保持鞋底平滑，加强对防水层的保护，避免防水层因任何人为因素受到破坏；

2） 隧道的拱顶和侧墙没有保护层，属于隧道安全中防范能力薄弱的环节，正在这些地方进行作业时，需要尽可能远离防水层，在进行焊接作业时，需要采用石棉网等具有阻燃性质的材料对现场进行覆盖，避免火花对防水板的影响。安全起见，工作现场需要配备一定数量的灭火器。

3） 挡头板的支撑物在与防水板接触时，为保护防水板不受人为因素损坏，需要在防水板上加一层橡皮垫层，起减震缓冲的作用。

4） 在进行衬砌的时候，需要对钢筋头部进行防护，避免造成钢筋对防水板的破坏。

5） 在绑扎钢筋的车就位前，需要在钢筋保护层外仔加一层土工布，避免对防水板造成划伤。6） 灌注混凝土时，振捣棒必须与防水层保持一定距离，整个浇筑过程必须有专业的技术人员在场，一旦发生防水板划伤，需要立刻进行修补。

五、结论

总而言之，在山岭隧道复合衬砌防水施工过程中，想要将施工水平提高，那么在工程开展时必须要全面的了解施工地质情况，同时按照工程特点选择针对性的施工方案，唯有如此，才能切实提高施工水平。

参考文献：

[1]《高速公路标准化技术指南》（隧道篇 2012 年 11 月）.

[2]《山区高速公路隧道工程施工关键技术》 洪开荣.

[3]《隧道施工技术》 陈小雄（人民交通出版社）.

[4]《公路隧道施工技术规范》（人民交通出版社）.

（作者单位：苏交科（广州）工程勘察设计有限公司深圳分公司）