硫酸鹽侵蝕環境下隧道防水施工及質量保證

羅 永 君

(中鐵二十二局集團有限公司，北京 100035)

硫酸鹽侵蝕環境下隧道防水施工及質量保證

羅 永 君

(中鐵二十二局集團有限公司，北京 100035)

根據滬昆客運專線某隧道地下水對混凝土具有硫酸鹽侵蝕的特點，按照“分區設防、區別對待”的原則，以技術標準、管理標準、作業標準為基礎，介紹了基面處理、防水板鋪設、二襯混凝土施工以及局部滲漏處理的方法，以達到隧道不滲、不漏的目的。

硫酸鹽侵蝕，防水板鋪設，二襯混凝土

1 概述

滬昆客運專線某隧道位于湖南省境內，全長2 850 m。隧道地下水具有硫酸鹽侵蝕，作用環境等級H2，設計按照“分區設防、區別對待”的原則，采取相應的防腐措施，防水板采用凸形防水板，施工縫采用中埋式止水帶，二襯混凝土施工滿足100年耐久混凝土的要求，根據結構特點、施工環境和作用環境等進行配比設計。

2 硫酸鹽侵蝕環境特性及防治措施

2.1 硫酸鹽侵蝕對混凝土的影響

硫酸鹽侵蝕是混凝土老化病害的主要問題之一，對于混凝土的硫酸鹽腐蝕主要是,圍巖中存在硫酸鹽及其組合與地下水作用，當溶解度較大時，與混凝土中水泥水化物反應，生成膨脹性鹽類，膨脹性鹽類遇水體積膨脹使混凝土疏松，從而導致結構功能喪失，導致結構壽命達不到預期目標。

2.2 防硫酸鹽腐蝕措施

根據硫酸鹽侵蝕對混凝土的影響因素分析來看，在隧道中要想達到防治硫酸鹽侵蝕目的，主要通過兩個途徑解決：1)采用全包防水和中埋式止水帶進行防水，防止隧道圍巖內裂隙水進入二襯混凝土；2)采用中抗硫酸鹽水泥進行混凝土配比設計，在混凝土中摻加一定量粉煤灰和抗裂高效防水劑達到混凝土耐久性和防滲的目的。

3 施工方法及質量保證措施

隧道防腐蝕首先要從隧道防水開始，同時保證混凝土與支護的耐久性。隧道結構防排水施工一般包含初期支護效果檢查及處理、防水板鋪設、施工縫及變形縫處理、混凝土襯砌等工藝。

3.1 初期支護效果檢查及處理

當初期支護噴射混凝土表層出現明顯集中滲漏水情況時應采取注漿止水措施，一般情況注漿材料采用超細水泥—水玻璃雙液漿，漿液濃度應根據圍巖情況加以調整，當圍巖裂隙較小，同時地下水水壓較大時可采用水溶性聚氨酯漿液，漿液的凝膠時間根據現場情況通過調整催化劑用量來調節。

對初期支護混凝土表面外露的錨桿頭，鋼筋頭等硬物進行割除，然后用砂漿抹平；對噴射混凝土表面凹凸不平部分進行補噴，防止防水板被刺破以及保證二襯混凝土結構尺寸的要求。

3.2 防水板選型及鋪設

1)防水板選型。

本隧道大部分圍巖等級設計為Ⅳ級，具有弱膨脹性，泥巖為主，砂巖次之，具有水平節理，圍巖遇水軟化現象十分明顯。若采用復合型防水板和透水盲管，裂隙水夾帶泥砂容易阻塞盲管，造成排水不暢。設計采用全斷面鋪設分離式排水防水系統，由聚酯無紡布和凸形排水防水板共同組成，凸形排水防水板表面帶凸形圓粒，形成排水空間，無紡布過濾泥砂后，裂隙水順防水板凸形圓粒形成的排水空間排出，進入排水溝。

2)防水板鋪設及注意事項。

排水防水板鋪設采用專用鋪掛作業臺車，先鋪設無紡布再懸掛防水板。無紡布采用射釘固定，采用金屬或塑料墊圈保護無紡布，防止撕扯破爛。防水板鋪設要超前二次襯砌施工一段距離，防水板從拱部向邊墻進行鋪設，防水板采用雙縫焊接工藝，鋪掛采用墊片焊接固定以保證防水板的施工質量。防水板要搭接良好，沒有氣泡褶皺及空隙。鋪設表面應保證圓順，顯著凹凸的初期支護表面應分層噴射找平，鋼筋等凸出部分，先切斷后用錘鉚平，抹砂漿；錨桿有凸出部分時，螺頭留5 mm切斷，戴塑料帽后抹砂漿，以保證防水層與噴層能基本密貼。鋪設好的防水板必須進行防護，防止機械損傷和電火花灼傷防水板。

3.3 止水帶安裝

襯砌的施工縫和沉降縫采用的止水帶所用材料應嚴格符合圖紙要求，設置止水帶后，若仍有滲漏水時，應進行注漿堵漏處理。施工中應符合下列要求：水帶在安裝時以及在混凝土澆搗作業過程中，應注意止水帶的保護，不得被鋼筋、石子和釘子刺破，如發現有被刺破、割裂現象，必須及時修補；在固定止水帶和澆筑混凝土過程中，應防止止水帶偏移；要加強混凝土振搗，排除止水帶底部氣泡和空隙，使止水帶和混凝土緊密結合：止水帶的接頭根據其材質和止水部位可采用不同的接頭方法。對于橡膠止水帶，其接頭形式應采用搭接或復合接，冷粘或焊接的縫寬不小于50 mm。

3.4 混凝土襯砌

本隧道二襯混凝土按照100年耐久性設計，抗滲等級P8。為保證混凝土抗腐蝕性能，采用中抗硫酸鹽水泥代替普通水泥，加入抗裂防水劑進行抗滲和防腐設計，防水劑摻量按照膠凝材料總量的6%進行控制。

1)配合比的選定。

根據《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》(鐵建設[2005]157號)，硫酸鹽侵蝕H2作用環境下，電通量C<1 200，耐腐蝕系數不小于0.8，設計強度等級C35。

混凝土配置所需原材料水泥采用祁連山中抗硫酸鹽水泥，一級粉煤灰，高效減水劑為山東華偉NOF-AS高效緩凝減水劑，防水劑采用江西萍鄉HE抗裂防水劑，粗細骨料當地料場生產。經試驗，各種材料均滿足100年耐久性混凝土配置要求，無堿活性反應，總堿含量滿足要求。經過多次試配，外加劑與其他原材料具有很好的相容性，無不良反應，充分考慮56 d電通量及28 d強度要求，反復進行技術經濟比選，最終選定的理論配合比為：

水泥∶粉煤灰∶砂∶石小∶石大∶防水劑∶減水劑=1∶0.27∶2.29∶0.74∶2.98∶0.095∶0.014。

水膠比0.36。

抗腐蝕系數0.89。

二襯混凝土施工后，根據同條件試件檢測以及鉆心取樣試驗進行驗證，電通量和強度均滿足設計以及配合比要求。

2)混凝土施工控制。

本隧道設置2個大型拌合站供應混凝土，拌合站均按“自動計量、自動控制”的原則設置。運輸車運輸混凝土，泵送入模，二襯模板采用12 m液壓襯砌臺車。

二砌混凝土施工在隧道初期支護基本達到穩定，初支滲水已做好疏排處理，排水板牢固密封的情況下進行。施工的順序是仰拱超前，墻、拱整體澆筑，一次澆灌成形。端模模板一定要安裝緊密、牢靠，防止在混凝土灌注時發生跑模、漏漿等現象，確保拆模后端面平整，為下一次襯砌提供良好作業面。

4 局部滲漏處理

本隧道二次襯砌完成后，經過全面檢查發現，有2處局部滲水點，經過分析滲水原因和滲水程度，本著疏堵結合，以疏為主的方式進行整治。

4.1 滲水較小地段處理

對于滲水量較小1處，對滲水部位進行注漿堵水處理，注漿采用鄭州BW-25/50注漿機，1∶(1.0～2.5)水泥漿液，并滲入3%水玻璃進行注漿，水玻璃為水泥用量的3%。

4.2 滲水較大地段處理

對于滲水量較大1處，由于滲水部位位于電纜槽上方1 m位置，采取割槽埋管的處理措施，找準滲水點，槽口從滲水部位最上方開始，垂直將槽割至排水溝，槽寬60 mm，其次埋入φ50排水管，通過排水管將水引排至排水溝內，最后用水泥砂漿對槽口進行封堵找平。

5 結語

隧道地下水硫酸鹽侵蝕對二襯混凝土的破壞是非常嚴重的，由于滬昆客運專線主體結構按照100年耐久性進行設計，因此，確保二襯混凝土免受侵蝕，保持耐久性及防腐性是十分重要的。施工過程中要嚴格按照設計標準和工藝要求進行防水和二襯混凝土施工。1)盡最大可能防止隧道地下水進入混凝土，堵住腐蝕源頭；2)嚴格按照配比設計進行二襯混凝土施工，加強工藝水平，加強混凝土抗裂、防腐性能。

On tunnel waterproof construction and quality guarantee under sulphate attack environment

LUO Yong-jun

(ChinaRailway22ndBureauGroupCo.,Ltd,Beijing100035,China)

According to the tunnel underwater’s sulphate attack on concrete along Shanghai-Kunming Passenger Special Line, the paper introduces the cardinal plane treatment, the pavement of waterproof plate, the second lining concrete construction and treatment of partial leakage based on the technical standard, the management standard, and the construction standard according to the principle of division control and differential treatment, so as to avoid the leakage and penetration in tunnels.

sulphate attack, pavement of waterproof plate, second lining concrete

1009-6825(2014)03-0183-02

2013-11-05

羅永君(1973- )，男，工程師

U455

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