明挖隧道主體結構細部構造防水技術及質量控制

陳 輝

（中交句容建設發展有限公司，江蘇 句容 212400）

對于隧道主體結構來說，如果施工縫位置和變形縫位置的防水效果得不到保證，那么隧道后期的運營水平就會受到嚴重的影響。尤其是靠近水源位置的隧道工程，由于這些區域地下水壓較高，自然排水效果較差，在開展隧道施工的過程中，防水問題是重點考慮的問題。

1 工程概況

文章涉及工程為常州至無錫段太湖隧道工程項目，該隧道全長5.652km。隧道工程所屬的高速公路為新建高速公路，隧道主體屬于超長超寬水下隧道工程。該項目施工主要包含的內容有路基段242m、隧道敞口段290m、暗埋段5120m 及湖中風塔。為了有效防止該隧道工程建設完成投入運營后發生滲水漏水的問題，深入探索和分析隧道主體結構細部構造防水技術的應用是非常有必要的。

2 防水設計原則及標準

2.1 防水設計原則

本工程隧道防水設計本著綜合治理的原則，以防為主，治理為輔，充分發揮混凝土結構自防水的功能，重視接縫位置的防水處理[1]。另外，為了增強整個結構的防水效果，需要配合應用全包防水層。

2.2 防水等級標準

本隧道整體防水等級為二級，允許結構表面存在少量的濕漬，但是不能出現漏水問題。要求單個濕漬的最大面積≤0.2m2；平均滲漏量≤0.05L/m2·d，任意100m2防水面積滲漏量≤0.15L/m2·d。對于機電設備較為集中的局部區域，要求防水等級為一級，嚴禁出現滲水問題，結構表面也不允許出現濕漬。設計使用年限為100 年。

3 隧道主體結構細部構造防水措施

3.1 選擇適宜的接縫防水材料

（1）施工縫處防水。鋼邊橡膠止水帶、遇水膨脹止水條等是隧道施工縫防水處理中常用的材料。施工縫防水構造形式如圖1 所示，圖1（a）為外貼式防水構造，圖1（b）為中埋式防水構造。本工程因為防水要求較高，所以決定采用施自粘丁基橡膠鋼板止水帶配合預埋式注漿管對施工縫位置進行處理。

圖1 施工縫防水構造基本形式

（2）變形縫處防水。在對隧道變形縫處進行防水處理時，一般會應用到止水帶、填縫板和密封材料等。為了保證變形縫位置的防水效果，不僅要求止水帶具備較高的止水能力，同時還必須滿足隧道主體結構的變形情況。另外，對于進行防水處理中所應用到的填縫板和密封材料，除了需要具備防水能力外，也必須具一定的可變形性，從而提高其防水效果。本工程中，變形縫處防水分為以下3 種：①迎水面：頂板、側墻和底板分別應用的防水材料為低模量聚氨酯密封膠和外貼式橡膠止水帶。②縫中：應用到的防水材料為中埋式鋼邊橡膠止水帶。③背水面：敞開段采用高模量聚氨酯密封膠，暗埋段采用內裝可卸式止水帶。

3.2 細部構造防水處理措施

（1）敞開段側墻頂部止水帶收口。考慮到敞開段結構暴露在外，埋深較淺，并逐漸出地面的特點，所有接縫中埋式止水帶在側墻頂部以下收口，并用膩子型膨脹橡膠塊封口[2]；外貼式止水帶在側墻出地面處，采用低模量聚氨酯密封膠封口。

（2）穿墻管、抗拔樁。樁頭四周鑿毛并清理干凈，涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料，用量為1.5kg/m2，所有預埋穿墻套管均設止水鋼環。

（3）水平施工縫止水帶與變形縫止水帶搭接處理。水平施工縫的止水帶在遇變形縫處應騎縫斷開，并粘貼在變形縫止水帶兩端的鋼邊上，必要時可增設鉚釘固定，務必使水平施工縫止水帶與變形縫止水帶在交會處連接緊密，不得存在間隙。

4 隧道主體結構細部構造防水施工質量控制

4.1 施工縫防水

針對橫向垂直施工縫施工在處理的時候需要注意：（1）必須保證橫向垂直施工縫的間隔約為25m。（2）第一道防水設置為中埋式鋼邊橡膠止水帶，將其端部繞成為封閉環，然后配合外貼止水帶一起應用。（3）跳段施工。（4）合理設置后澆帶的寬度處于0.7～1.0m。（5）后澆帶混凝土施工應用的是微膨脹混凝土。

針對縱向水平施工縫在開展處理的時候需要注意：（1）設置遇水膨脹止水膠。（2）控制好縱向施工縫齡期，避免其出現較大的差別，另外盡量縮短兩次混凝土的澆筑時間，避免混凝土發生開裂的現象。為了提高施工縫周邊混凝土的施工質量，在安裝止水帶的時候，盡量保持一定的角度，如圖2 所示。只有這樣，才能保證混凝土澆筑施工的密實度。

圖2 止水帶安設對比

4.2 變形縫防水

（1）外貼式止水帶。外貼式止水帶因其具有一定的壓縮變形性或者彈性，受到荷載的作用后，會發生彈性變形，充滿縫隙，達到止水、防滲的效果。此外，這些外貼式止水帶還具有一定的減震緩沖作用。本工程在完成變形縫部位的防水層的鋪設工作后，需要在變形縫部位的防水板表面以熱熔焊接的方式貼上寬度為30cm 的背貼式止水帶[3]。完成焊接工作后，針對接頭位置，需要使用自粘層密封膠粘帶密封嚴密，并控制止水帶的縱向中心線必須和接縫對齊。完成止水帶的安裝工作后，為了避免混凝土的灌注出現較大程度的移位，嚴格禁止止水帶出現翹邊或者局部空鼓過大等現象。

（2）中埋式鋼邊橡膠止水帶。鋼邊橡膠止水帶兩側通常都是帶有鋼板的，其與混凝土相互粘接的過程中，兩側的鋼板和周圍的混凝土結構會形成一定的黏結力。止水結構一旦發生變形，那么橡膠局部就會發生形變，正是因為鋼板和混凝土之間的黏結性，使得止水構件所承受的力有所減小，在極大程度上避免了止水構件撕裂現象的產生。具體至本工程中，應用鋼絲將止水帶固定在結構鋼筋上，要求必須牢固可靠地進行固定，防止混凝土在澆筑施工的過程中發生脫落，影響最終的止水效果。在止水帶位置的混凝土澆筑施工和振搗施工的過程中，注意需要用手將止水帶扶正，然后再進行澆筑和振搗，避免止水帶發生倒伏或者扭曲的情況。為了提高止水帶和混凝土咬合的密實度，對止水帶位置的混凝土進行充分振搗。

（3）低模量或高模量聚氨酯密封膠。在填充嵌縫前，需要將變形縫中的襯墊板除掉，然后應用高壓風機將縫內的雜物清理干凈，保證變形縫的襯墊板表面不存在任何的堆積雜物。在注膠操作過程中，注意嚴格保證注膠連續、均勻、密實和飽滿，且需要保證膠體和接縫兩側的混凝土必須密實地粘貼在一起，不能出現任何脫離或者空鼓的現象。為了保證外觀效果，密封膠表面必須平整，保證混凝土表面不存在任何突出的位置。另外，密封膠固化之前，必須做好細致的保護工作，將側墻外貼式止水帶和頂板迎水面嵌縫膠緊密地黏結起來，以防變形縫受到損壞。

4.3 附加防水層

宜采用具有加熱和計量等功能的專用施工設備；對施工部位周邊采取防污遮擋措施；低溫施工時，基層表面應保持干燥，不得有結冰；涂料施工應與卷材鋪貼同步進行，卷材搭接邊應采用自黏黏結或熱風輔助熱熔黏結。

5 細部防水構造注意事項

5.1 外包防水層保護

對于本工程施工來說，外包防水層是第一保護層，只有更加完整的外包防水層，才能有效避免隧道主體結構的細部構造點發生滲水或者漏水，從而切實達到保護隧道混凝土主體結構的功能，延長混凝土的抗震性以及抗腐蝕性。所以，在太湖隧道工程防水卷材鋪設施工過程中，首先必須合理處理混凝土表面，保證混凝土表面不存在任何異物，避免防水卷材受到異物的破壞。此外，提高混凝土表面的平整度以及光滑性，可以有效提高混凝土和防水卷材之間的黏結性。

5.2 控制好結構施工縫的齡期差

在實際施工過程中，為了保證兩次澆筑的混凝土具有相同的應力水平以及后期具有相同的強度，需要合理地控制施工縫的施工期間隔不能太長，否則就會導致兩次完成澆筑的混凝土的收縮狀態不一致，使得后期很容易發生開裂或者損壞的現象。

5.3 選用復合式防水結構

對于混凝土結構來說，變形縫、施工縫的存在會降低混凝土結構的連續性，同時，施工縫和變形縫也是隧道結構防水較為薄弱的環節，如果防水設計過于單一或者簡單，可能無法達到預計的隧道防水要求。基于此，為了提高混凝土結構的整體防水效果，針對施工縫處理，應該根據實際情況配合應用兩種以上的止水帶或者止水設施。

5.4 隧道變形縫距離設置

在本工程隧道主體施工的過程中，變形縫間距的設置是非常重要的，施工人員應該注意，合理地控制變形縫的距離，盡可能降低裂縫情況的產生。

6 結束語

綜上所述，細部構造防水設計是隧道主體結構中非常重要和關鍵的施工內容之一。為確保隧道防水效果，必須根據項目實際情況，盡量選擇對隧道主體結構影響較小、施工過程更加簡單和方便的施工方法。另外，施工單位和監理單位也應該相互配合，認真管理，切實保證整個太湖隧道工程主體結構細部構造的防水效果。