高速公路隧道工程防水施工研究

2022-03-29陈邦国

科技创新与应用 2022年7期

陈邦国

（中交一公局厦门工程有限公司，福建厦门 361000）

隧道复合式衬砌是新奥法施工隧道的基本形式。它被应用于国内外大量的隧道工程，具有先进合理，防水可靠的优点。在隧道施工中，二次衬砌施工前需要对初期支护后的边墙及拱部进行防排水施工，以防止隧道在运营过程中出现渗漏水现象。目前的防水结构包括通过喷射混凝土或水泥砂浆抹面的基层，在基层上依次设置土工布和防水板实现防水。

1 高速公路隧道工程防水施工的必要性

在以往的高速公路隧道工程施工中，很多施工单位并没有对防水施工加以重视。隧道防水施工意识偏低和隧道防水施工能力欠缺的双重作用，使得整个隧道防水施工过程中总是出现各种突发意外情况。本文以广西省某高速——痕塘隧道为例，进行隧道防水施工研究。痕塘隧道穿越灰岩地层，岩溶发育，水流可能通过溶蚀裂隙渗流，发生突水、突泥现象。当施工中遇到岩溶水时，需综合采取截、堵、排、防的措施进行治理。

2 高速公路隧道工程防水施工技术

2.1 隧道涌水量预测及防水设计

在实际的高速公路隧道防水施工中，对隧道内的涌水量进行科学预测，可以有效了解隧道施工进度是否会受到涌水量的影响，以及受影响程度究竟有多大。目前，预测隧道内涌水量，常用以下方法：第一种是水文地质比拟法；第二种是水利统计法；第三种是地下水动力法；第四种是数值模拟法；第五种是经验公式法；第六种是降水入渗法。

按最不利条件考虑，根据降水入渗法，痕塘隧道估算隧道涌水量为285.9 m3/d，属小涌水。根据涌水量大小，隧道防水措施以开挖过程中的注浆堵水及超前小导管注浆加固地层为第一道防线，以喷锚支护封闭岩面裂隙形成第二道防线，在初期支护和二次衬砌间敷设400 g/m2无纺布+1.5 mm HDPE水板作为第三道防线，拱墙部二次衬砌采用模筑防水混凝土（抗渗等级P8）衬砌组成最后一道防线。

2.2 排水盲管安装

排水盲管的安装在高速公路隧道施工中充当“排”的角色，是非常重要的一个施工环节。在安装排水盲管的时候，需要注意以下几方面。首先，要对喷射混凝土表面进行修整，确保有效安装、有效排水；其次，要按设计要求做好喷射混凝土表面定位划线工作，对纵向、环向盲管相应的线位布设予以重视；另外，为了保证环向盲管与初喷混凝土表面之间连接的稳固性，还需要加强PE板窄条和水泥钢钉的应用，并采用土工布及防水板进行反包，如图1-4所示。

图1 隧道盲管划线定位施工

图2 纵向盲管固定

图3 纵向盲管土工布反包

图4 纵向盲管防水板反包

2.3 防水板铺设

在隧道防水板铺设施工（图5）中，防水板的松弛度会对喷层和防水板之间结合的紧密度产生直接的影响，避免因为严防过紧而出现混凝土变形问题。针对防水板的铺设，需要注意以下几方面。首先，在正式开始铺设施工之前，需要先利用机械开挖修整方式（图6）对基面进行处理，然后再通过级配相同的混凝土修补基面，提升基面的平整度。其次，针对防水板的铺设，要严禁出现褶皱或气泡问题。对铺设的接头采用热焊双缝焊接牢固，确保搭接长度及焊接质量，严禁出现防水板被焊穿、焊焦等问题，也不能出现漏焊问题。另外，针对衬砌端部预留的防水板接头，防护准备工作的进行是关键。

图5 隧道内防水板铺设施工

图6 基面修补施工

2.4 止水带施工

针对底部、顶板以及侧墙的防水施工，痕塘隧道采用中埋式止水带结合钢边止水带。首先，针对中埋式止水带的使用，不仅要正确安装止水带，还需要做好相应的固定工作并确保埋置深度，安装中埋式止水带时，止水带下端需与预埋的橡胶软管相连通，预埋的橡胶软管穿透阱水层与隧道纵向排水管相通；其次，钢边止水带应尽量在工厂中连接成整体，需要在现场连接的，采用热硫化模具进行热接或粘接剂冷接，接头处应平整光洁，抗拉强度不低于母材的90%；止水带的各处交叉连结点，由厂家生产成配件，保证在施工中现场连接只在直线段进行。

2.5 衬砌防水

与其他隧道防水施工工序相比，施工条件最优。首先，在衬砌防水施工中，主要应用的施工材料是具有较强防水能力的混凝土材料，抗渗等级不小于P8，并预留注浆口；其次，隧道衬砌施工并变形完成后，进行二衬背后脱空检测，若存在脱空现象即进行衬砌背后回填注浆处理。

2.6 施工缝防水处理

在高速公路隧道施工中，还需要对施工缝的防水处理予以高度重视。首先，二次衬砌混凝土灌注6～12 h之后，冲洗接茬处混凝土面，使表面石子暴露出来。其次，在正式开始灌注混凝土之前，需要先对接缝处进行彻底清理，并提升接缝处的湿润度。最后，在灌注混凝土的时候，先进行2道水泥浆的涂刷。完成这一步操作之后，还需要铺设10 mm的水泥浆。最后，经过0.5h的等待，就可以正式开始混凝土灌注施工。

2.7 变形缝防水处理

在高速公路隧道施工中，设置变形缝是最关键的一个施工步骤。针对变形缝的防水处理，需要注意以下几方面。首先，加强中埋式止水带的应用，借此增强变形缝的止水防水效果。另外，在应用注浆中埋式钢边止水带的同时，将沥青木丝板填充到变形缝与缝隙之间，也可以提高其与混凝土之间的咬合度，强化变形缝的防水效果。一般情况下，注浆管的设置间距需要控制在3～5 m。如果结构出现渗漏问题，可以通过环氧类注浆液的应用来增强变形缝的防水效果。

3 高速公路隧道工程防水施工需要遵循的原则

在高速公路隧道防水施工中，只有遵循一定的原则，才能够减少隧道内渗漏问题的出现，强化高速公路隧道工程的防水效果。首先，隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，妥善处理地表水、地下水，使洞内外防排水系统完整通畅，满足拱墙及设备箱洞不渗水、路面无湿渍的要求，保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。

当隧道内渗漏水可能引起地表水减少，影响居民生产、生活用水时，坚持“以堵为主、限量排放”原则，应对围岩采取超前预注浆或开挖后径向注浆堵水措施。当地下水发育、含水层明显，又有长期充分补给来源、堵水效果不明显、且对隧道存在安全隐患时，以恢复和维持原有排泄通道、维持原有水系和生态为主，不得堵塞，必要时设置泄水洞。

4 高速公路隧道工程防水施工的常见问题及处理措施

4.1 混凝土结构的浇筑与夯实难度较大

在高速公路隧道工程的防水施工中，混凝土结构的浇筑施工与夯实施工存在着较大的难度，经常出现预埋止水钢板与混凝土接触不良、施工人员检查不细致、施工质量控制不到位、轴力突变等问题。要想解决这些问题，提高隧道防水效果，就必须要提前进行注浆引水管的预埋，并将水膨胀腻子条设置到新旧混凝土交界面处，加强密封胶的应用。与此同时，还要对轴力监测予以高度的重视，通过轴力的缓慢释放来提高混凝土结构的防水性能。

4.2 施工缝或诱导缝渗透问题严重

在高速公路隧道工程的防水施工中，施工缝或诱导缝渗透问题严重也是一个不容忽视的问题。分析导致这一部位出现渗漏问题的原因，主要与以下三方面因素有关：第一，止水带或者止水钢板存在质量缺陷，或者止水带与混凝土接触的地方存在气泡；第二，施工完成后没有做好这一部位的防水施工质量检测，且没有做好相应的质量控制措施，加固不够牢固，定位不够精准；第三，在防水施工中使用了不合格的施工材料。如果隧道工程中的施工缝与诱导缝处出现渗漏问题，不仅会影响隧道工程的审美特点，还会对工程质量产生影响。要想解决这些问题，提高隧道防水效果，需要从以下几方面入手。首先，在诱导缝与施工缝侧墙面找平环节，加强微晶水泥砂浆的应用。其次，对止水带和止水钢板进行牢固、精准的定位，对每一个施工环节都要做好质量检测与质量控制措施。最后，加强混凝土的振捣，提升振捣的密实性，借此提高隧道工程的防水性能。