俄标公路隧道防水防渗施工技术分析

2021-03-11

工程技术研究 2021年2期

中交第四公路工程局有限公司海外事业部，北京 100020

如果公路隧道施工中的防水防渗处理不到位，将会导致隧道出现渗漏现象，影响隧道的正常使用，还会影响行车安全，降低隧道的耐久性。因此，在隧道施工中，要将防水防渗施工作为施工控制的重点，根据隧道的设计要求及地质条件等，选择合适的防水方式，按照设计及施工规范，严格控制施工工序，确保隧道施工和运营安全。

1 工程概述

文章以吉尔吉斯南北第二条公路建设项目为例，该标段的主要工程内容为两条隧道，一条为隧道主洞，另一条为服务导洞，服务导洞承担应急救援作用，隧道全长3750m。由于该隧道为全包防水层，加之隧址区有两个含水层且隧道处于终年积雪的位置，与一般的山岭隧道和地下工程相比，防水要求更高，对施工工艺的要求更严，全包防水板的焊接和底板防水施工是施工控制的重点工序。

该隧道防水层施工采用无钉孔铺设工艺，施工缝和变形缝采用背贴式止水带防水，施工缝和变形缝为重点施工部位，要求施工和使用期间都不得出现渗水现象。

2 工程防水防渗设计

（1）在初期支护与二次衬砌之间铺设防水卷材，防水卷材采用复合式防水板[2mm厚防水板+(500±50)g/m 4mm厚土工布]，防水板规格根据设计尺寸轮廓采用上部为25.6m×2m（长×宽），下部（仰拱）为15.1m×2m（长×宽）两种规格防水板，焊接位置在底板初支上1.6m部位。选用抗老化、拉伸率较高的防水卷材。隧道两侧地脚各设置一道纵向排水管，利用无纺布包裹打孔波纹管（Ф160mm），并通过碎石埋设设计的隔沙层排水，同时该隧道设计为全环排水，当主洞水资源较丰富，渗水量过大，纵向排水管无法满足排水要求时，剩余水量利用初期支护与防水板间隙从联络通道排入服务导洞，利用服务导洞排出洞外。

（2）混凝土抗渗等级为W6。

（3）变形缝和施工防水处理：变形缝、施工缝采用全环止水带防水，内壁加设聚乙烯泡沫填充防水形式。隧道的变形缝宽度为30mm。变形缝采用25cm宽背贴式止水带防水，形成各自独立的防水区域。

3 工程隧道防水防渗施工要点

隧道工程防水防渗的质量目标是保证隧道不会因积水而出现渗漏点，造成隧道结构受损，影响隧道的正常使用，因而隧道工程防水防渗施工要注重多个环节。根据隧道发生渗漏的原因：第一，隧道位于低洼地带容易产生积水；第二，密封不到位。要求隧道规划位置的选择尽量避开水资源丰富地带，同时隧道施工的防水材料质量应符合规范及设计要求。

（1）该工程防水材料选择防水卷材，因而要求防水卷材具有较高的拉伸率及抗老化性，防水板的规格、尺寸要根据现场条件选择，使其满足施工要求。

（2）防水板无钉铺设施工工艺选用分离式防水卷材，先铺设土工布，利用钢钉与塑料垫片将其固定在初期支护轮廓上，后铺设防水板，将其与塑料垫片热熔焊接。

（3）在渗水量较大部位并排加设两道环向排水管（Ф50mm波纹管），每5～10m加设一道，环向排水管与纵向排水管用塑料三通连接。同时在渗水区段内布设双层防水板，确保防水质量。

3.1 防水板无钉铺设施工工艺

防水板无钉铺设施工工艺详见图1。

图1 防水板铺设流程图

3.2 防水板拼接及外贴止水带固定

在施工准备阶段，对防水板进行检查，确认有无变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果无法通过初步检查确认防水板质量，则必须进行张拉、防水和焊缝抗拉强度试验。在隧道外平整开阔的地方，将多个窄幅面的防水卷材进行连接或者电焊，形成大幅面防水板，对于连接处，规范要求的搭接宽度为10cm，采用焊接的方式将止水带固定在防水板上。

3.3 防水板铺设

在初期支护中，部分锚杆头等铁件有外露现象，如不进行处理，将会对防水板造成损伤，因此，必须使用电焊将其切除，并用砂浆遮盖，避免其对防水板造成损伤。在开挖中对出现不平整的部位进行修整。确保防水板中部与隧道中线对齐，将防水板密贴喷锚支护表面铺设，用热焊机将防水板焊在固定垫块上，保持固定间距为0.5m。在防水板的搭接位置，保证搭接长度≥10cm，并用热焊机对搭接部位进行焊接，要求焊缝宽度≥2cm。完成以上工序后，检查焊缝质量，如果质量不能满足施工要求，必须及时整改，直到满足质量要求。在整个施工流程中，包括钢筋的搭设与安装、预埋件的施工、混凝土的施工等工序，注意做好防水板的保护工作，避免防水板被损坏，影响防渗效果。

3.4 变形缝的防水施工

变形缝的防水是该工程的重难点，施工工艺复杂，如果未按规范工艺步骤施工，将可能造成防水失效，不仅会影响隧道的正常使用，还会影响行车安全，甚至威胁隧道结构的安全性带。因此，在施工中要注意以下事项：

（1）在混凝土结构变形缝施工时，采用止水带、内壁加设聚乙烯泡沫填充材料。

（2）施工方法。利用金属铁皮包裹分缝板（聚乙烯泡沫板），在设计指定里程设置伸缩缝，并将止水带和分缝板固定于衬砌钢筋上，充当临时模板。待砼浇筑完成后进行后期伸缩缝施工。施工缝止水带设置为背贴式，在支设堵头模板前，利用U型止水卡将止水带的一半固定在中埋式堵头模板上，将其另外一半紧贴于堵头模板上，待浇筑砼完成后拆除堵头模板后顺直（见图2）。

图2 变形缝防水结构示意图

止水带沿施工缝环向安放，将其背部粘贴在防水板上，密封焊接，有凸起的一面朝向隧道内。

（3）施工要求。施工过程中确保止水带与混凝土连接紧固，严格控制混凝土的配合比，要求混凝土不能出现骨料集中及漏振情况。在模板的搭设、混凝土浇筑以及止水带的固定过程中，均不得破坏止水带。

4 工程隧道防水防渗施工质量控制措施

（1）检测防水板材料质量，首先检查外观是否存在缺陷。安装防水板前，对隧道初期支护表面凹凸部位分层喷射找平，切除外露钢筋头，并用砂浆抹涂。底部防水板施工，为防止在防水板上方施工将其刺破，考虑在防水板上方先行铺设2cm砂浆保护层，以确保防水板施工质量。检查拱部及边墙防水层铺设合格后，模板台车才能就位进行二次衬砌。（2）混凝土施工缝安装止水带由专人负责，定岗定责，不得有被刺破、割裂现象。（3）隧道防水板材料。使用前应检测其质量，不能有断裂、变形、孔洞等缺陷。（4）使用PVC垫片焊接法进行防水板的铺设，且要求铺设中防水板不能拉紧，必须有一定的松弛度；使用自动爬焊机械双焊缝热融黏结工艺进行防水板搭接，在两块防水板的连接处，使用真空加压进行焊缝的检测，确保焊缝质量满足要求。（5）为了保证防水板的挂设安全，应该保持其余开挖工作面之间有一定的爆破安全距离。