對山嶺隧道防水設計與施工的探討

胡萬濤

【摘要】本文主要從隧道防水設計及施工現狀、隧道防水存在的主要問題、 防水設計的改進建議等方面進行了探討。

【關鍵詞】山嶺隧道；防水設計；施工

Discussion on Waterproof Design and Construction of Mountain Tunnel

Hu Wan-tao

（Shaanxi Yuantong Construction Planning & Design Co.， LtdXi'anShanxi710000）

【Abstract】This paper mainly discusses the main problems of tunnel waterproofing design and construction， the main problems of tunnel waterproofing， and the improvement suggestions of waterproof design.

【Key words】Mountain tunnel；Waterproof design；Construction

1. 前言

山嶺隧道的建設可以更合理的設計交通路線，節(jié)省成本，但是在山嶺隧道的 設計和施工中存在著很多問題。

2. 隧道防水設計及施工現狀

目前，大部分隧道的設置以交通運輸為主要目的，穿越山嶺、河流、港灣等 障礙，修建地下鐵道，縮短交通線路，改善線形，可提高車輛行駛速度，以獲得 良好的經濟效益和社會效益。除此之外，在水電工程中設置各類水工隧道可實現 引水、排水、通風等目的；在市政工程中，設置各類公共隧道可實現污水排放、 管線鋪設等目的。隧道的這些功能，決定了其一般在長度方向上有較大的尺寸， 多數長度為幾千米到十幾千米，有的甚至更長。而橫斷面的尺寸則相對較小，一 般僅幾米到幾十米。斷面較小的隧道，一般不作為交通設施，僅用于污水排放和 水、氣管道、電纜、通訊線路等敷設用途，這些通道常常也被稱為隧洞、導溝、 管溝等。斷面較大、長度較短的隧道所形成的地下空間，一般有其專用功能，如 作為地下變電站、地下停車場、地下倉庫、地下廣場等。

（1）隧道防水的等級不明確。例如， 英國的隧道防水規(guī)范將防水分為 7 個等 級， O 級代表無可見的滲水， A 級最大滲量為 1 L /d/m2。我國各種隧道的防水 要求和等級都不明確， 定性而不定量。執(zhí)行起來很困難。

（2）大部分隧道規(guī)范對防水等級的劃分比較模糊。不同的隧道工程， 采用不同 的等級劃分標準。例如， 在鐵路隧道方面， 基本上只按照地下工程一般的防水總 原則來實施， 沒有具體的防水等級和要求。

（3）隧道防水的施工做法不規(guī)范。盡管規(guī)范對不同隧道的防水進行了規(guī)定， 但 國內對不同的防水措施沒有從經濟上、效率上進行過系統(tǒng)的研究， 對防水施工措 施缺乏規(guī)范， 通常是，不同的工程根據不同的要求， 按照自己的意愿來實施防水， 沒有統(tǒng)一的評價標準， 在細部做法方面更是如此。

（4）隧道防水的設計依據不充分。由于地質情況復雜， 勘探費用昂貴， 因此很 難僅通過勘探來掌握隧道的地質情況， 大都要經過試驗和估算推測。隧道防水設 計及規(guī)定仍缺乏可靠的理論依據。

3. 隧道防水存在的主要問題 在設計和施工中都強調做好結構自防水，并在設計中明確提出混凝土的抗?jié)B 等級要求。但在現實中難以做到，存在的主要問題：

（1）片面強調混凝土抗壓強度和抗?jié)B等級，而忽略了防止混凝土產生裂縫的各 種措施。通常表現在混凝土的強度等級及抗?jié)B等級越高，單位水泥用量則越多， 水化熱增高，混凝土收縮量加大，從而導致混凝土裂縫的產生，破壞了混凝土結構 自防水的完整性。

（2）混凝土質量欠佳，導致隧道工程地板和墻體的混凝土不密實，成為滲漏水 孔道，造成混凝土質量欠佳的原因為：對混凝土的配合比、入模溫度、澆搗順序、 養(yǎng)護時間和條件把關不嚴；混凝土和易性差，拌和時水灰比控制不嚴；“未按操作 規(guī)程澆注混凝土，下料不當，使石子集中，造成混凝土離析；混凝土一次下料過多， 沒有分層分段澆注，振搗不實或振搗配合不好，沒有來得及振搗就下料，因漏振而 造成混凝土不密實；由于供應不及時，出現間隙縫，對間隙縫又未加處理，造成漏 水；當混凝土接近初凝，為此向攪拌桶內加水，改變了混凝土的水灰比，造成混凝 土離析，強度下降。

（3）對混凝土結構變形縫處理不當導致滲漏水。隧道工程混凝土結構為適應變 形需要，根據規(guī)范要求應設置變形縫，而變形縫處理多采用中孔式橡膠止水帶或 背貼式止水帶。實踐證明，單靠設置橡膠止水帶處理變形縫，很難達到密封防水、 適應變形的要求，常常在變形縫處產生滲漏水。尤其是中埋式橡膠止水帶安裝好 后，在澆注混凝土時變形，起不到止水作用；止水帶與混凝土結合欠密實，出現縫 隙而導致滲漏水；橡膠止水帶接頭多應用冷粘結處理，故接頭強度低，導致變形拉 開。有時變形縫雖采取多道防水措施，但由于施工不嚴謹，質量無保證，仍然產生 了滲漏水。

4. 防水設計的改進建議

（1）增設中心排水盲管。為了盡可能減少底部富水盲區(qū)的富水高度，在底部設 計環(huán)、縱向排水盲管。此種設計的好處在于，能將底部積水有效地排出隧道以外， 減少隧道翻漿冒泥發(fā)生的機率和斷板的危險。

（2）在隧道邊墻防水板內側增設機械保護板。機械保護板應是耐穿刺耐高溫的 材料，避免鋼筋作業(yè)過程中刺破或燒毀防水板，減小防水板修補工作量，避免修 補帶來的防水薄弱點。

（3）加強對防水板老化的研究。由于老化是客觀存在，研究延緩材料老化性能， 使防水材料老化與襯砌混凝土的壽命接近同步，對隧道的使用壽命非常重要。

（4）解決防水板老化后的維護問題。在無冰凍、地下水對混凝土無腐蝕的地區(qū)， 嘗試調整防水板設置的位置，將防水板設置在二襯內壁，此種做法使維修或更換 防水層方便。設計時需考慮美觀、空氣動力和環(huán)境衛(wèi)生等。

（5）在環(huán)向排水管之間，將縱向盲管改為斜向“枝”管，使環(huán)向盲管猶如“樹 干”，斜向盲管猶如“樹枝”。基巖的滲透水或涌水通過枝匯入干中，然后流入隧 道墻底縱向排水管。這種方式可將環(huán)向盲管間距拉大，同時能使?jié)B水快速匯聚到 環(huán)向盲管中，充分發(fā)揮各種排水盲管的作用。目前生產的排水管有圓形和矩形， 兩者相較，矩形吸水面積較圓形大，可多采用矩形盲管。

（6）系統(tǒng)防水與分區(qū)防水相結合。分區(qū)防水是將一定區(qū)域內的水固定在一個區(qū) 域內，若某個區(qū)域的防水系統(tǒng)出現問題，影響的只是本區(qū)域，不至一處防水出現 問題，導致找不到具體的出水點，給水害治理帶來困難。具體做法是每隔一定間 距，如一組或兩組二襯長度，在防水系統(tǒng)設置的基礎上，在端頭設置環(huán)向防水板， 一端焊接在系統(tǒng)防水板上，一端伸入結構混凝土一定深度。同時，結構混凝土端 頭設置兩道遇水膨脹式止水條，加強端頭防水。

5. 隧道防水工程施工的對策建議

（1）首先是要讓建設者建立整體防水觀念，千里之堤，潰于蟻穴。隧道防水是一 系統(tǒng)工程，是整體防水，一旦某處出現薄弱環(huán)節(jié)，都可能導致隧道滲漏水。建立 整體防水觀念，認真對待防水系統(tǒng)施工的每一步驟，對保證防水系統(tǒng)的施工質量 非常重要。其次是要嚴格施工資質的管理，建筑專業(yè)的防水施工隊伍專業(yè)化程度 較高，通常有資質等級要求，而鐵路、公路隧道防水工程專業(yè)化施工隊伍極少， 一般也沒有資質等級要求，很多企業(yè)使用的防水隊伍，多為散兵游勇，專業(yè)技能 較差。

（2）因此，規(guī)范交通系統(tǒng)的防水施工隊伍，成立專門的隧道防水施上工單位或企業(yè)， 通過嚴格的資質認證和準入制度把控，對保證隧道的防水施工質量是關鍵。再次 是要重視施工過程中的注漿止水工作，某些企業(yè)忽視施工過程中的注漿止水工 作。開挖過程中的注漿止水和噴射混凝土后注漿止水，在很大程度上可降低圍巖 的滲水量。山嶺隧道施工，如不采用嚴格的注漿計量手段，只要基巖的滲漏水沒 有嚴重影響到后續(xù)工序施工，就終止注漿，而將地下水的處理留給系統(tǒng)防排水施 工，讓其通過排水系統(tǒng)排出隧道。

（3）其實，大量的地下水被排掉，既影響地下水的平衡甚至導致生態(tài)被破壞，也 給施工和防水質量帶來隱患，如地下水攜帶的泥沙堵塞了排水盲管，容易導致隧 道滲漏水。最后是要加強防水系統(tǒng)的工藝控制和質量檢查，防水系統(tǒng)的各項施工 工藝都較成熟，實施中要加強施工工藝的控制，加強防水材料的質量檢測和進場 驗收，這是解決防水問題的重要途徑之一。

6. 結束語 加強山嶺隧道防水設計與施工，不僅可以增強工程整體的質量，也可以延長 山嶺隧道的使用年限。