中鐵隧道集團二處有限公司 謝尚兵 湯 維

公路隧道施工滲水問題及防治

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一、公路隧道防水結構

1. 新奧法概念及施工特點。新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱，新奧法概念是奧地利學者于20實際50年代提出的，它是在利用圍巖本身所具有的承載效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技術，進行全斷面開挖施工，并以形成復合式內(nèi)外兩層襯砌來修建隧道洞身的一種施工方法。即以噴混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐等為外層的主要支護形式（也稱初次柔性支護，即在洞身開挖之后必須立即進行的支護工作），以使圍巖體自身承載能力得到最大程度地發(fā)揮。經(jīng)過一些國家的實踐和理論研究，新奧法在歐洲、美國、日本等地區(qū)和國家的許多工程中獲得迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代隧道工程新技術標志之一?？梢哉f，作為軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法，新奧法在重點、難點的地下工程中得到了廣泛應用。

2. 公路隧道通用防水結構?，F(xiàn)在公路隧道已普遍采用新奧法進行修建。在初護和二次襯砌層之間加設防水板，在防水板和初護面之間鋪設無紡土工布作為緩沖層，需進行洞內(nèi)防水設計。在出廠時，防水板與土工布已經(jīng)黏合成為雙層結構。而二次襯砌層的混凝土要添加防水劑，其抗?jié)B透性能要達到S6及以上。通過初護、二次襯砌，縱橫管道能夠將積水引流到排水溝。通過上述多重防護措施，使隧道的防水結構達到了一個很好的狀態(tài)，具有較強的防水功能。但是，這僅僅是從理論上來說，而在實際公路隧道修建過程中，即使采用這種結構，滲水問題仍然十分嚴重。滲水問題成為公路隧道施工中亟待解決的一個難題。

二、隧道防水層施工存在問題及其原因

1. 隧道防水層施工存在問題。地下建筑工程存在一個普遍的問題，即在施工期間或者施工完成后，非常容易被地下水包圍，這類問題在公路隧道工程中尤為突出。地下水由于處于地表以下，水壓非常大，一旦工程防水欠佳，無孔不入的地下水就會滲入隧道內(nèi)部，對工程的穩(wěn)定性以及過往車輛的安全造成嚴重威脅。舉例來說，遼寧的八盤嶺隧道就發(fā)生了許多隧道滲漏事件，隧道里“水簾洞”、“冰湖”現(xiàn)象交叉更迭、反復凍融，致使工程結構裂開，對隧道的安全性和穩(wěn)定性造成了巨大的威脅。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)階段我國大部分公路隧道存在不同程度的滲漏問題，危及部分甚至整個隧道的安全、穩(wěn)定。

2. 防水層施工及質量控制。防水板主要為橡膠和塑料制品，厚度為1.2～2mm。土工布對防水板具有很好的保護作用，可以減少防水板破裂的可能性。在隧道內(nèi)鋪設防水板，一般采用環(huán)形鋪設形式。首先，制作一個可以自由移動的工作臺，這樣可以更加方便地鋪設防水板。然后，采用鋼釘釘住或者與土工布膠合防水的方法，將防水板與初護面黏在一起。

防水板鋪設的基本要求。定點之間的防水板不能繃緊；混凝土表面不能有噴補或者錨桿頭；兩個相連的環(huán)，需要利用電熱焊接或者專門的膠合劑膠合，且接頭處一定要有抗拉性能。影響防水板鋪設質量的因素主要有：開挖面或者初護面不平坦，有凹凸；板面有突起的尖角，并將防水板割破；接頭處被拉裂開；鋼筋或者電焊弄破防水板；在二襯安裝端頭模板或者加固件時，將防水板拉破。

三、防治措施

1. 采用新型膨脹水泥混凝土。目前普遍采用的隧道防水材料是防水卷材，雖然這種材料有一定的效果，但是仍然存在明顯不足，有研究證明，AEC膨脹水泥具有良好的抗?jié)B性和致密性，其砂漿總孔隙率比硅酸鹽水泥砂漿降低了10%左右。如果二次襯砌采用AEC膨脹水泥進行澆筑，可以達到剛性自防水的效果。這樣，既可節(jié)省卷材防水層以及有關防水設施的施工工序，還可提高抗拉強度。

2. 引流堵漏。在隧道發(fā)生滴水或者出現(xiàn)裂痕的地方，可以采用鑿凹槽引流堵漏的方法。首先，在隧道發(fā)生滴水或者出現(xiàn)裂痕的地方，按照裂痕走向，在襯砌混凝土上鑿出一定寬度和深度的凹槽，用直徑大于或者相當于凹槽寬度的膠管將滲漏的水引到排水溝里；然后，采用防水堵漏劑或者用無紡布蒙住膠管將其封堵；最后，再用顏色差不多的防水混凝土堵住滲漏的地方。

3. 注漿堵漏。對于隧道滲漏非常嚴重的部位，可以采取注漿堵漏的方法。首先，在滲漏嚴重部位開鑿出一個凹坑，清理其中的渣滓和混凝土等。然后，檢查混凝土的密實性，再從滲漏破裂部位向內(nèi)鉆孔，孔的深度要控制在襯砌厚度范圍內(nèi)。最后，由鋪設管道向內(nèi)注入漿液體，注入量根據(jù)隧道設計確定。

4. 兩種黏結方法結合。因為防水板的固定方法并不同，因此可以分為無釘鋪設和有釘鋪設；而根據(jù)防水板的對接方案不同，可以分為冷粘法和熱焊法。

無釘鋪設可以保護防水板的完整，雙縫熱焊方法有利于質量檢測，隧道工程同時采用以上兩種方法以加強其穩(wěn)定性。

降低塑料墊片的熔點是改進防水板無釘鋪設工藝的途徑之一。由于塑料墊片的材質與防水板相同，在固定防水板時，電烙鐵從防水板表面加熱塑料墊片和防水板，防水板加熱后處于熔融的狀態(tài)。然后，在熱傳導的條件下，塑料墊片也逐漸進入熔融狀態(tài)。最后，再進行加壓處理，將兩者融合。在隧道工程施工過程中，為了使塑料墊片表面迅速進入熔融狀態(tài)，上層的防水板往往會因為溫度過高而處于過熱的狀態(tài)，這樣會導致防水板局部部位強度下降，甚至有時候會被拉裂開。如果塑料墊片的熔點高于或者等于防水板的熔點，在加熱過程中，防水板會不可避免地出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；而如果塑料墊片的熔點低于防水板，在加熱過程中，雖然塑料墊片表面與防水板表面溫度不同，但是兩者也可以同時進入熔融狀態(tài)，這樣就可以一方面保障焊接質量，另一方面又可以防止防水板過熱現(xiàn)象出現(xiàn)了。

冷粘法打補丁比熱焊接法打補丁更加容易。目前防水層工程施工中往往采取單一的防水板接縫熱焊接打補丁的方法。根據(jù)施工情況來看，雖然這種方法焊接縫隙的質量非常高，但是打補丁的質量卻不高。就打補丁而言，冷粘法更具優(yōu)勢，不僅速度快、操作方便且質量高。為此，在隧道防水層施工中可以將兩種黏結方法結合起來：接縫的時候用熱焊接法，打補丁的時候用冷粘法，兩種方法結合使用，從而充分發(fā)揮功效，提高工程質量，減少隧道滲漏事件的發(fā)生。