隨著隧道工程建設趨向于長距離、大斷面與機械化,其防水要求也隨之提高。目前,傳統的PVC防水膜雖然存在限制,但在與不斷革新的噴涂防水膜技術有機結合后,或將為隧道工程帶來最好的防水效果。
傳統山嶺隧道防水施工通常在隧道初襯與二次襯砌之間安裝預制PVC薄膜,作為襯砌間的分隔與滑動層,但存在如下不足:
1)PVC防水膜與噴射混凝土、內襯混凝土之間并不粘著,易產生空隙;2)PVC防水膜呈平面,與隧道內部的不規則曲面難以完全貼合,安裝困難,滲水時也難以修復。
隨著噴射混凝土技術的發展,20世紀90年代末,業內研發了噴涂防水膜,作為傳統隧道防水技術的補充,該噴涂防水膜由聚合材料構成,噴涂于隧道初襯與二次襯砌之間,并在2道襯砌間形成高強度雙重黏合。噴涂防水膜工法具有如下特點:1)噴涂防水膜和兩側混凝土完全粘結,僅3 mm涂層便能起到較好的防水效果;2)水無法在混凝土與防水膜之間的交界面上流動,大幅減少滲水情況,即使滲水也可局部注漿修復;3)可應用于各種預制混凝土、噴射混凝土與含纖維表面,在復雜的不規則隧道幾何空間內更易于施工;4)減少隧道襯砌總厚度(最高約20%),從而節約各項隧道建設成本。
噴涂防水膜最早在2000年應用于巴西Machadino隧道工程中。不久前,該技術在倫敦Crossrail工程隧道中也得以應用。作為全歐洲最大規模的軌交工程,Crossrail工程在隧道、車站、電梯井以及通風井內都應用了噴涂防水膜技術。
靈活性
施工方選擇了簡單易用的干噴法進行噴涂防水膜施工。基于噴膜的聚合物特性,施工作業可隨時啟停,即使相隔數月,新涂層也能與舊涂層貼合;噴涂完成后,即使暴露在隧道環境中長達數月,也依然能與后續混凝土層黏合。
兼容性
該工法可與傳統PVC防水膜結合,滿足工程中部分特殊部位的防水要求。隧道與車站需要進行完整的噴膜防水作業,而噴膜的固化則是通過水分蒸發而達成;在白教堂站與利物浦街站的開挖中出現了地層涌水,因此隧道仰拱使用了PVC防水膜,拱頂則使用噴膜防水,由于PVC防水膜無法像噴涂薄膜那樣產生雙重黏合作用,因此該部分襯砌需適當增厚并補強。
找平層
為了優化噴膜效果,在噴涂防水膜前,施工方在混凝土表面施加了40 mm的找平層,以改善表面不規則程度,降低噴膜平均厚度,以便更好地控制噴膜的質量。
施工期間,水可以通過初襯進入隧道。由于不同的承包商使用了不同混凝土施工找平層,隧道內的通風條件也不盡相同,因此隧道內易出現局部滲水現象,會在噴膜防水層后形成水泡。因此,施工方在找平層上的滲水點上安裝阻隔器,作為水的釋放點,待水排出后再進行噴膜防水作業。噴涂式防水膜在隧道襯砌中的應用能夠大大降低成本,施工速度快,并可與傳統防水膜結合使用,保證隧道防水效果。目前,它在國外已成功應用于多個隧道建設項目,效果良好,不失為隧道防水技術的良好借鑒。