淺析山嶺隧道復合襯砌防水施工技術

黃忠 孫道軍

摘要：結合實際，以復合襯砌防水施工技術為研究對象，分析在山嶺隧道施工過程中該技術的應用，首先詳細解析山嶺隧道防水內容，其次在闡述復合式襯砌施工要點和結構層的基礎上，詳細對該技術的應用要點進行討論，希望分析后可以給相關人士提供參考。

關鍵詞：山嶺隧道；復合襯砌；防水施工；技術應用

在隧道建設施工過程中，質量問題始終是核心和重點，隧道防水工程也是隧道工程重點建設項目之一。由于現場施工情況復雜，施工人員較多，各項管理工作繁瑣，因此，有限的人力資源不能及時協調各方問題。但是，如果對工程的關鍵環節進行把握，可以有效保持隧道建設施工的質量。通過實施相應的對策對隧道施工問題進行集中整治、綜合治理，可以有效提高隧道的安全性能，避免質量問題的出現。盡管如此，防排水問題仍是當前隧道建設項目的核心難題之一，早在我國開始實行隧道采挖項目的時候，就已經開始針對防排水問題建立專家小組，集中力量攻克難關。我國隧道的防水設置有三道防線，分別是初期支護、分體式防水層、二次襯砌并對施工縫等作出處理。由于地下水滲透能力強，如果水壓較大，可能導致防水效果差，地下水順延管道滲入隧道內部，給交通安全帶來強烈隱患。

一、 山嶺隧道防水簡述

山嶺隧道需要穿越不同地層，面對的地下水系情況復雜多變，即使是一條隧道的不同路段，地下水出露也會完全不同。當前，為了克服這一現狀，將隧道劃分成不同區域，采用“分區隔離防排水技術”。

隧道防排水系統需要做到防排結合，截堵同一的原則，根據當地實際情況因地制宜，有地下水的即使治理，沒有地下水出露的要做好防范準備。隧道的防排水系統主要由防水型和排水型兩種模式，其中防水型需要承受水壓，排水型則不需要。

二、復合式襯砌防水層施工要點及防水層結構

1.防水層施工要點

1） 混凝土噴射要求： D/L≤1/6，拱頂 D/L≤1/8，如沒有達到此標準，則要進行基面處理。

2） 將先澆混凝土表面鑿毛，再把表面的松軟層和水泥等清洗干凈。由于我國隧道主要使用兩層復合式的襯砌結構，因此，在隧道開挖后，需要立即施作網噴混凝土搭建初期支護，在初期支護穩定后，鋪設防水層，再次澆筑混凝土。由于隧道開挖過程中容易遇到斷面，因此，在初期支護斷面位置的處理需要考慮到安全性和平整性。

3） 防水材料需要選擇符合行業規定標準的，在涂刷防水材料時，需要將其與基層粘結牢固，使表面平整光滑，沒有裂紋，涂刷厚度必須滿足規定標準，涂刷高度需要保持一致。

4） 復合式襯砌防水需要依賴防水層和二次襯砌混凝土進行搭建，防水層和混凝土必須同時存在。通過復合式襯砌的搭建，可以有效提升防水能力，還有較好的隔離保溫效果，增強平滑度，降低混凝土開裂的風險。

2.防水層結構

當前，由于隧道工程的地質條件、途徑地區的水文條件以及隧道使用要求，都制約防水層的選擇，最終可以發現全封閉分體式防水結構是最佳防水層。首先，既有聚酯短纖維工布充當緩沖防震作用，其次混凝土基面凹凸不平等問題也可得到克服。

隧道復合式襯砌防水層主要選擇厚度為1.5mmEVA（乙烯 醋酸乙烯共聚物）防水板，這種板材防水性能強，且成本較低，可以滿足隧道施工的需求。

隧道緩沖層主要采用聚酯短纖維制成的土工布，厚度約維持在三毫米以內，每平方米重四百克，斷裂伸長率維持在80%到100%之間。這一板材抗壓能力強，延展性好，材料簡單易于鋪設，所以在緩沖層一般會選擇這一結構作為主要材料結構。

三、防水層關鍵施工點處理方式

1.噴射混凝土基面的處理

在噴射混凝土過程中，由于基面粗糙不平，可能導致鋼筋頭等外露的問題，將對防水層的鋪設帶來嚴重阻礙。所以，在噴射之前，需要對混凝土基面突出的鋼筋等進行處理。如果錨桿端在外部空氣重暴露的時間較長，則可以在末端預留5毫米，將割除的位置磨成曲面，保護防水層的安全。下圖1是處理意見的具體體現。

在進行平整度檢查時，需要注意將平整度控制在側壁5厘米、拱部7厘米的位置的范圍內，在防水層進行施工時，杜絕明水出現，一旦發現有明水，需要及時引流。如果防水層位置正好在隧道的斷面位置出，則將隧道轉彎時的陰角磨成半徑不低于五厘米的弧形即可。

2.緩沖層處理

首先需要確認緩沖層的位置，再從拱頂向兩側下垂進行鋪設，鋪設完畢后用射釘將緩沖層固定在基層位置，由于緩沖層會出現某個角度的凸起，因此，需要對突起的部位進行再次加固。射釘本身帶熱熔襯墊，襯墊墊片和防水板之間有四十厘米的間隔，具體位置布置如下圖所示：墻 80cm，2～3 個墊片/m2 ，頂部 40cm，3～4 個墊片/m2 的梅花形布置。如圖 2所示：

3.防水板的鋪設與焊接

鋪設防水板，在防水板的連接處用自粘卷材密封裝好，使用的自粘卷材寬度為200毫米。從而避免水從縫隙中深入，增強密閉性。根據本條隧道的情況，可以看出，防排水板的固定需要依靠鋼釘和機械完成。因此，在施工建設過程中，需要注意：

1） 鋪設處（固定）必須保持平整光滑的狀態，鋼釘或墊片都需要保持平整，增加后期防排水板的安裝的安全性和效率。在鋪裝防排水板的過程中，需要用鋼釘和墊塞加強固定。

2） 防排水板在接縫位置采用鋼釘固定的方法，用人為方式使防排水板始終處于平整狀態，減少因扣接問題導致的排水板翹起等現象。從現場反饋的信息來看，通過增加鋼釘和墊塞，可以有效為防排水板的后續加固工作留有空間。

拼縫位置完成后，對拼縫部位進行密封和壓實，避免出現自粘卷材和防排水板之間的縫隙或裂痕。

防水板的鋪設環節主要采取無釘熱熔的方法，首先，需要用“熱熔”將防水板粘貼在圓墊片上，然后將墊片和防水板焊接牢固，保證整塊防水板沒有任何穿孔或縫隙，防水板中線與拱頂中線之間始終處于同一位置上，并沿拱頂向拱腳、邊墻進行鋪設。具體圖示可見下圖 3 所示：

3） 在施工作業的過程中，焊接接縫位置是維系整個防水效果的關鍵性細節所在。如果兩幅防排水板的搭接寬度在一百毫米以上，允許出現-10mm的誤差。對于熱合型雙縫，一般采用負壓或充氣的方法進行接縫嚴密性測驗。如果防水板的材質為塑料，且厚度達三層以上，那么可以選擇“T”型接頭，而且在焊接的位置必須錯開，不允許出現接縫之間的重疊。焊接結束后，需要將搭接位置磨成緩角，再進行進一步拼接，避免錯臺情況的發生。

4） 還有一方面，防水板在沿隧道縱向鋪掛的長度多于本次灌注砼長度，這是由于既需要將防水板與下一循環可使用的防排水板相連接，還需要對防水板的邊緣部分進行保護，避免邊緣出現磨損等狀況。

4.防水層的防護

防水層施工操作完成，需要對防水層進行保護，避免遭受任何人為破壞。由于防水層的拱頂、側墻等位置沒有安裝保護層，因此在捆扎鋼筋的時候，需要對這幾處更重視，焊接水泥的時候，也不允許對防水層造成破壞，需要用石棉制成的水泥網隔絕焊接火花。振搗過程中，需要與防水層保持一定距離，避免因振搗產生共振造成防水層的破裂。

同理可知，開挖工作面時，爆破距離始終應保持在安全距離以上。

5. 施工縫、變形縫界面防水

施工縫、變形縫等是最容易出現滲水漏水現象的部位之一，如果沒有及時處理，防水砼也無法發揮正常效果。因此，在隧道建設中，在隧道施工縫和變形縫的位置分別安裝中埋氏橡膠止水帶、雙組份聚硫密封膏和砼界劑進行穩固。

6.界面處理

當砼界劑開始發揮作用，首先需要及時清理施工縫內壁，用高壓水槍將施工縫清洗干凈，再將表面浮漿沖刷干凈，使界面始終處于干凈平滑的狀態，待狀態穩定后，再繼續從縱向、環向施工縫內涂抹砼界面劑。

7.中埋式止水帶及背貼式止水帶施工

設計隧道縱向、環向均采用中埋式橡膠止水帶具有較高的強度，拉伸強度維持在15兆帕以上，硬度適中，為 60±5（邵氏 A 度）；斷裂延伸率不低于380%；這條帶本身的構成材質、形狀、物理屬性等，都與現行《橡膠止水帶》（HG/T2288）的規定相符合。

8.嵌縫處理

隧道的拱墻部分通常采用雙組分聚密封膏，密封膏具有較好的延展性，可以承擔較大拉伸強度，而且不易變形，是一種防水性強的涂料，通過向拱墻的內墻進行嵌縫，可以每環向施工縫嵌一道。

四、 防水層薄弱點檢查及注意事項

1.薄弱點的檢查

對防水板表面的光滑度和平整度進行檢查，觀察是否有烤焦、焊穿等情況，檢查焊接縫的寬度是否保持在合理范圍，焊接縫本身是否已足夠均勻，沒有出現波形斷裂。

檢查主要采用隨機抽查的方式，在環向焊縫循環抽檢一條，縱向焊縫循環抽檢2條。在檢查過程中，為了進一步模擬水壓，可以將五號注射針和壓力表連接在一起，再用氣筒充氣，如果壓力表的數值達到0.25兆帕，則停止，在十五分鐘后，如果壓力值只有不超過百分之十的下降情況，則說明焊縫符合檢驗標準；如果壓力值下降速度過快，則需要用肥皂水檢驗焊洞的位置，如果有氣泡產生，則需要補焊。

2.注意事項

1） 現場工具、物料等需要保持在離已鋪設好的地段較遠地方，現場工作人員必須保持鞋底平滑，加強對防水層的保護，避免防水層因任何人為因素受到破壞；

2） 隧道的拱頂和側墻沒有保護層，屬于隧道安全中防范能力薄弱的環節，正在這些地方進行作業時，需要盡可能遠離防水層，在進行焊接作業時，需要采用石棉網等具有阻燃性質的材料對現場進行覆蓋，避免火花對防水板的影響。安全起見，工作現場需要配備一定數量的滅火器。

3） 擋頭板的支撐物在與防水板接觸時，為保護防水板不受人為因素損壞，需要在防水板上加一層橡皮墊層，起減震緩沖的作用。

4） 在進行襯砌的時候，需要對鋼筋頭部進行防護，避免造成鋼筋對防水板的破壞。

5） 在綁扎鋼筋的車就位前，需要在鋼筋保護層外仔加一層土工布，避免對防水板造成劃傷。6） 灌注混凝土時，振搗棒必須與防水層保持一定距離，整個澆筑過程必須有專業的技術人員在場，一旦發生防水板劃傷，需要立刻進行修補。

五、結論

總而言之，在山嶺隧道復合襯砌防水施工過程中，想要將施工水平提高，那么在工程開展時必須要全面的了解施工地質情況，同時按照工程特點選擇針對性的施工方案，唯有如此，才能切實提高施工水平。

參考文獻：

[1]《高速公路標準化技術指南》（隧道篇 2012 年 11 月）.

[2]《山區高速公路隧道工程施工關鍵技術》 洪開榮.

[3]《隧道施工技術》 陳小雄（人民交通出版社）.

[4]《公路隧道施工技術規范》（人民交通出版社）.

（作者單位：蘇交科（廣州）工程勘察設計有限公司深圳分公司）