隧道的防水技術分析

章　忠

摘要：本文分析了公路隧道防水技術規定及現狀，闡述了隧道滲水、漏水的主要原因，提出了防止隧道滲水、漏水的對策，供廣大工程技術人員參考。

關鍵詞：公路隧道；防水；注漿堵水；礦山法

1 前言

公路隧道雖起步較晚，但發展速度較晚，特別在高等級公路建設中隧道所占比重較大。在已建成的公路隧道中，滲水、漏水情況是存在的，影響行車安全及洞內設施的正常運轉，也給行人帶來不便，引起人們普遍關注公路長隧道內通風、照明、通訊及消防等現代化設施齊全，它們對防潮、防銹、絕緣方面都有嚴格要求，以保證其設備正常運行和長久性能。車和人通過隧道都需要有一個干燥、清潔的通行環境，同時還要給人應有的良好景觀。因此，在公路隧道建設中，防水設計是十分重要的。本著取長補短的原則，本文對目前公路隧道防水技術的成功經驗及存在問題進行分析、探討，以期對隧道工程技術人員有所啟發。

2 公路隧道防水技術規定及現狀

2.1 公路隧道防水技術規定

對于公路隧道防水，《公路隧道設計規范》(JTGD70-2004)Ell規定：隧道采用復合式襯砌時，在初期支護和二次襯砌之間應設置防水板及無紡布；隧道二次襯砌應滿足抗滲要求，混凝土的抗滲等級，在有凍害地段及最冷月份平均氣溫低于一15℃的地區不低于S8，其余地區不低于S6；隧道二次襯砌的施工縫、沉降縫、伸縮縫應采取可靠的防水措施；圍巖破碎、涌水易坍塌地段，宜向圍巖內預注漿。

2.2 公路隧道防水技術現狀

目前，我國公路隧道主要采用新奧法進行設計和施工。新奧法隧道防水主要有3種類型：一是從圍巖結構和附著防水層著手，以防為主的水密型防水；二是從疏水、泄水著手以排為主的泄水型或引流自排型防水；三是防排結合的混合型防水。

由于新奧法的普遍應用，復合式襯砌成為當前公路隧道襯砌結構的主流，它要求隧道防水設計層層把關，多道設防。簡而言之，也就是做好3道防線，即圍巖注漿堵水、防水層防水、襯砌加止水帶防水。圍巖注漿堵水通常采用超前小導管預注漿，以減小地下水滲透，并加強初期支護，形成第1道封閉防線；然后，鋪設部分封閉或全封閉的防水層，作為第2道防線；再施作具有一定抗裂、抗滲性能的混凝土襯砌，同時對各類接縫作專門處理，如在沉降縫處選用中埋式橡膠止水帶，施工縫處選用遇水膨脹止水條等。

3 隧道滲水、漏水的主要原因

3.1 防排水材料質量差或選用不當

目前我國防水材料門類齊全，品種和產量多，但主要以低端產品為主。近十幾年來，我國國民經濟發展迅速，交通基礎設施建設投資大幅增加，造成對防水材料的旺盛需求。

但是多數企業不走質量取勝之路，降低成本，以降低產品質量為代價，影響防水工程質量。為了效益，有些廠家是既無人才，又無技術和設備，大搞造假或以次充好。

3.2 施工中防排水的細部處理不好

早期隧道采用的礦山法施工，需分部開挖，邊開挖邊襯砌，施工接縫多，襯砌受力后開裂，很難達到公路隧道防水要求。早期隧道設計還依靠普通混凝土自身防水，但對連接縫未加處理或處理不當，致使襯砌施工縫等成為主要滲漏水處。有些隧道排水設施沒有考慮防凍結、防圍巖軟化的作用，導致排水邊溝凍結，襯砌結構沉降。僅在襯砌漏水后采用背后注漿、表面壓擠添縫等措施。

3.3 隧道圍巖不穩定，襯砌開裂破壞防水層

隧道襯砌滲漏易發生在施工的各種接縫處，這是由于襯砌混凝土在接縫處的防水止漏設計不完善，施工質量不過關引起的。有的則是由于襯砌混凝土收縮產生裂縫所致。

3.4 防水板材料柔性不足

灌筑襯砌時流體混凝土所產生的側壓力難以使防水板同初期支護處處緊貼。

4 防止隧道滲水、漏水的對策

4.1 隧道防水措施

(1)襯砌自防水

襯砌自防水是以襯砌結構本身的密實性實現防水功能的一種防水方法，造價低、工序簡單、施工方便。

隧道防水施工質量的優劣是防水效果好壞的關鍵，加強襯砌混凝土的自身防水能力是增強隧道防水效果的有效措施。我們不應過分依賴防水層的作用而對襯砌混凝土的自防能力有所忽視。防水混凝土除用于防水外，更主要的是防滲(普通混凝土抗滲標號不大于S1)。隧道與地下工程多為混凝土結構，國內外通常把結構自防水作為防水的一種重要手段。所用防水混凝土的抗滲等級不得低于s6。同時還應周密處理襯砌各部位的接縫防水，尤其是現澆混凝土襯砌的施工縫和變形縫，以及預制混凝土襯砌管片的接縫與注漿孔，這對保證襯砌防水質量更為重要。值得注意的是，結構混凝土絕對不能以高強度混凝土代替防水混凝土，必須用防水混凝土。對于要求結構自防水的隧道與地下工程。防水設計必須對混凝土施工嚴格管理，切實按規范和制訂出的詳細工藝進行施工。

(2)防水板防水

設置防水板是保證隧道防水功能的重要措施。實際施工中若防水板破損嚴重，就不能很好發揮其作用。故在張掛防水板前，要將凸凹不平的圍巖表面通過噴混凝土“填平補齊”。

(3)噴膜防水層

它是以丙稀酸鹽為主要成分，加入氧化劑A和還原劑B制成，兩種溶液在噴嘴內混合后，用噴射方法在噴混凝土面上形成具有防水和隔離功能的薄膜。

(4)襯砌背后防水

對復合式襯砌，在初期支護與二次襯砌之間設置夾層防水層，防水材料常用合成樹脂與合成橡膠、土工布聚合物制作的防水薄膜和防水板。常用的材質有2種：防水卷材主要有合成樹脂類和合成橡膠類；防水涂料主要有改性瀝青類和合成高分子類。

襯砌背后防水還可采用超前小導管注漿防水。目前常壓漿材料有：水溶性聚氨脂、超細早強水泥。

(5)襯砌內面防水。襯砌內貼防水層主要方法有4種：

①噴漿防水層，在一定壓力下用機械把水泥砂漿直接噴射到襯砌內表面成型，防水砂漿一般分2層噴射；② 噴射混凝土防水層；③ 砂漿抹面防水層，目前主要是采用特種水泥(雙快、早強水泥)進行水泥漿抹面；④ 噴涂乳化瀝青乳膠防水層，采用專用工具及壓力設備進行噴射。

4.2 防止隧道漏水的對策

對襯砌應周密設置施工縫、伸縮縫、變形縫的構造和位置，采用的對策主要有：

(1)止水帶，分為塑料止水帶、橡膠止水帶、復合止水帶等；

(2)遇水膨脹橡膠，主要有制品型和膩子型2種；

(3)各種密封材料，主要是改性瀝青密封材料和合成高分子密封材料。

4.3 隧道排水措施

(1)襯砌背后排水。在襯砌外面設置排水設施，應具有能夠通暢地將襯砌背后涌水導入路基排水的功能，其材質要能承受混凝土灌注時的測壓大約50kN／m，耐壓強度7550kN／m以上的材料。還要考慮堵塞的可能，通水面積應比涌水量大3倍以上。所以，背后排水的材料最好選取帶孔洞的樹脂管。通常可通過盲溝、盲管(導水管)、暗溝來將水排出。

(2)襯砌內面排水。

(3)路基排水。是作為隧道排水末端的排水設施，分為橫向排水和中央排水。其中，把背后排水集中的涌水導人中央排水溝的連接部，稱為橫向排水。同時把這些涌水排出洞外的排水叫做中央排水。

(4)路側排水。

4.4 隧道堵水措施

可采用預注漿方法進行堵水，降低地下水滲透能力，減少隧道出水量。注漿止水方法主要有圍巖內預壓注漿、全斷面預壓注漿、裂隙注漿、噴射混凝土等。向襯砌背面壓漿時應防止因壓漿而堵塞襯砌背后的排水設施。施工堵水方法有氣壓控制地下水、凍結法堵水及預注漿堵水等方法。

5 結束語

隧道防水是一個系統工程，要做好防水必須多道設防、層層把關，充分利用各道防線的防水功能，確保每道防線的防水效果。 隧道防水涉及設計、材料、施工、管理等多方面，其中施工的質量是關鍵。要認真對待，嚴把質量關，不應盲目追求施工進度而忽視施工質量。