摘要：隧道渗漏是隧道的严重病害之一，它的产生往往与施工缝、变形缝防水工艺的不足、衬砌混凝土自身的防水抗渗能力及防水材料的防水性能息息相关。本文以漳州九龙岭公路S2标花都2号隧道为例，结合实际情况，科学选择有效防水系统及对应施工技术，提高隧道防水质量，减少隧道施工运营期间渗漏问题。从这三方面入手，探寻增强隧道防水性能的易于因素。高密度聚乙烯（HDPE）自粘胶膜防水卷材的运用让我们看到方向。
关键词：隧道渗漏；隧道病害；自粘胶膜防水卷材
1 引言
近年来隧道工程界进行了多方面的试验研究，针对修建隧道所面临的水的问题的治理原则和方法，有了全新的认识并提出了新的理念，即“以堵为主、限量排放”的治水原则[1][2]。这一理念的提出，意味着对“堵”的相关工艺有更高的要求；在隧道防水各工艺上面技术有了更大的考验。
2 工程概况
花都2号隧道是国道324线漳州九龙岭段公路工程漳州高新区至龙海漳浦公路工程上的一座上下分离式中长隧道。隧道左线桩号ZK7+820～ZK8+765，945m长；右线桩号YK7+795～YK8+780，985m长。地表水及地下水较丰富，隧道区发现有3条断裂构造与拟建隧道呈大角度通过。且风化带界面是相对富水的部位，其构造裂隙水对混凝土具有腐蚀性。隧道防水处理是本隧道的重点也是难点，若处理不当造成渗水，会导致二衬损坏，降低隧道使用年限,恶化隧道环境,缩短机电线路设备的使用寿命,影响行车安全,增加了维修费用。花都2号隧道采用复合式衬砌形式，即在初期支护和二次衬砌之间敷设一层由无纺土工布+1.5mm 厚单面自粘高密度聚乙烯（HDPE）防水卷材构成的复合防水板，作为第一道防水措施；拱部和边墙二次衬砌采用 P8 的防水混凝土，作为第二道防水措施。隧道施工缝、变形缝均采用中埋式止水带止水。
3 施工缝、变形缝防水工艺
在隧道工程施工中，衬砌结构是最容易导致渗漏问题发生的环节，尤其以施工缝、变形缝为主。因此在隧道施工中这两项是主抓点之一。本隧道施工缝、变形缝均采用中埋式止水带止水。下面就让我们看看一般施工缝、变形缝的做法及施工要点。
3.1 衬砌施工缝、变形缝防水
当前，在对变形缝进行防水的过程中，主要有以下几种模式：（1）在变形缝施工过程中构建止水带，变形缝施工结束后通过注浆管对其注浆；（2）施工中构建排水系统，用钢钉在混凝土上固定软水管并将其连接在一起，进而达到排水目的；（3）在变形缝表面安装接水盒[3]。与衬砌变形缝相比，衬砌施工缝的防水还要复杂一些，除了设置背贴式止水带之外，还需要另设一个凹槽，放置软管在其中，并裹上无纺土工布以此达到排水目的。止水带与防水层之间也要用无妨土工布隔离开。
3.2 衬砌施工缝、变形缝防水施工要点
3.2.1施工前的准备工作
在正式对施工缝、变形缝施工前，要做好相关准备。首先，技术人员熟悉图纸了解施工要点及难点，然后对队伍进行详细的交底；其次，按要及时对缝隙进行清洁处理，清楚所有杂质，避免对接下来的防水处理造成影响。最后，要确保断面、外形、及施工条件各方面都不存在问题后方可施工。
3.2.2止水带安装施工
（1）止水带施工工艺流程：
挡头模板钻钢筋孔穿钢筋卡→放置止水带→下一环节止水带定位→浇筑混凝土→拆挡头板→下一环止水带定位 。
施作方法:沿衬砌轴线每隔50cm钻一φ12的钢筋孔。将制好的钢筋卡，由待筑混凝土侧向另一侧穿过挡头模板，内侧插入一半止水带，另一半平靠在挡头板上。在混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后卡紧止水带。
（2）施工要点：
①检查待处理的施工缝附近1m范围内围岩表面不得有明显的渗漏水，如有则采取必要的挡堵(防水板隔离)和引排措施。
②按断面环向长度截取止水带，使每个施工缝用一整条止水带，尽量不采取搭接，除材料长度原因外只允许有左右两侧边基上部两个接头，接头搭接长度不小于30cm，且要将搭接位置设置在大跨以下或起拱线以下边墙位置。
③止水带对称安装，伸入模内和外露部分宽度必须相等，沿环向每50cm设二根φ6mm短钢筋夹住，以保证止水带在整个施工过程中位置的正确。止水带处砼表面质量应达到宽度均匀、缝身竖直，环向贯通，填塞密实，外表光洁。
④浇筑混凝土时，注意在止水带附近振捣密实，但不得碰止水带，防止止水带走位。止水带施工中泡沫塑料对止水带进行定位，避免其在混凝土浇筑中发生移位。
4 衬砌混凝土自防水
对于衬砌混凝土来说，最常见的便是P8的防水混凝土，本隧道也不例外。成熟的工艺加上相较于其他掺入外加剂的混凝土来说便宜的价格。让其成为大家的宠儿。
4.1混凝土渗水原理[4]
我们要运用混凝土防水性能首先得了解它产生渗水的原因：
（1）混凝土结构本身的毛细孔、沉降缝隙、余留孔等共同形成的网络状的渗水通道，在适当条件下，水通过这条通道渗出；
（2）混凝土收缩裂缝引起渗水；
（3）混凝土意外受到破坏引起的缝隙。
4.2防水混凝土分类
（1）普通防水混凝土：根据工程抗渗等级要求设计，以石子作为骨架，水泥浆包裹粘结。
（2）防渗外加剂防水混凝土：顾名思义就是在普通混凝土中掺入外加剂，用以提高抗渗性能。主要有引气剂、减水剂、山乙醇胺、三氯化铁等外加剂。
（3）膨胀防水混凝土：使用膨胀水泥或掺入膨胀剂的混凝土。
4.3施工要点控制
（1）进行衬砌防水混凝土施工前，要保证隧道初期支护基本稳定，断面尺寸满足要求，无积水、杂物，模板牢固，定位准确。
（2）用泵送混凝土浇筑时，入泵前塌落度宜控制在80mm～160mm。
（3）拱部采用附着式振动器的方式进行振捣，拱墙部位应采用高频插入式振捣。
（4）及时养护
（5）规范拆模
若无特殊要求，一般来说，隧道二衬混凝土多采用P8 的防水混凝土。当然，近年来自愈型防水混凝土的研究与应用也让隧道衬砌有更多的选择[5]。同时这也给了我们一个方向防水可以从外加剂入手，因为目前来说，外加剂的实践理论与成果都要丰富得多。
5 防水卷材
5.1高密度聚乙烯（HDPE）自粘胶膜防水卷材[6]
在防水卷材上我们选择了目前很火且防水性能更好的高密度聚乙烯（HDPE）自粘胶膜防水卷材。该卷材由一层主体卷材（合成高分子薄膜）、一层塑性凝胶状缓冲结合层、一层反粘结合层，三层复合而成。见下图：
图1 HPDE结构层
其自粘层和抗环境变化保护层具有自愈功能，与液态混凝土浆料反应固结后，形成防水层与混凝土结构的无间隙结合，杜绝层间窜水隐患，能有效提高防水系统的可靠性。与传统EVA防水板相比较，从撕裂强度、不透水性、冲击性能、耐碱性、热老化等诸方面对比，HDPE防水卷材明显优于EVA防水板。防水防渗的效果更好。
表1 HPDE与EVA性能对比
5.2高密度聚乙烯（HDPE）自粘胶膜防水卷材铺设及修补
材料可采用预铺法施工，对底层要求低，无需预先找平层，不受天气及底层潮湿影响，雨季施工及赶工期工程有其独特的明显优势。无需耗时又耗财力的水泥砂浆保护层。
5.2.1铺设步骤
（1）基面清理
基层坚实、平整、无明水、穿出基层的构件须安装完毕后方可进行防水施工。
（2）铺设土工布缓冲层
采用350g/㎡土工布，将缓冲层用水泥钉、垫片固定在初衬面上，其钉头不得凸出垫片平面。固定点之间呈梅花形布设，间距为60cm。缓冲层搭接宽度5cm。缓冲层铺设时应与基面密贴，不得出现过紧或过大的皱褶，以免影响防水卷材的铺设。
（3）铺设防水卷材
防水卷材采用从隧道一端向另一端环向铺设，且采用半包结构。
①卷材焊接采用同材质的片材与卷材热风焊接，焊接片从成卷卷材上裁取，长宽分别为5cm和15cm；
②焊接；将垫片与卷材采用手持热风焊枪焊接在一起，作为卷材与初支的固定点。
③卷材施工时，采用射钉枪将焊接条卷材钉在初支面上，完成卷材固定施工。
图2 射钉固定
④卷材搭接边采用双焊缝焊接搭接，铺贴卷材时不得出现十字接缝（即不得出现四层材料搭接部位）。
图3 卷材搭接
⑤卷材铺设完成后应对其表面进行全面的检查，发现破损部位及时进行修补，补丁边缘距破损边缘的距离不得小于10cm，补丁应满粘，以确保大面卷材的不透水性。防水层铺设完成后，应采取必要的成品保护措施。
5.2.2修补方法
①破损点边缘修剪。用刀片或剪刀将卷材破损处的锯齿边缘剪掉，修剪过程中注意不要划伤防水卷材。
图 4破损点修剪
②裁剪补丁。补丁大小不小于破损点边缘10cm，补片采用与防水卷材规格型号相同的专用修补卷材。防水补丁应无拐角、翘边。
图5补丁裁剪
③粘贴专用双面搭接胶带。搭接胶带完全覆盖补丁，粘贴牢固后撕去一侧贴膜。
④粘贴补丁。撕掉搭接胶带贴膜后，按照形状与补丁对齐，补丁与胶粘带粘贴压实。
图 6 粘贴补丁
⑤边缘密封处理。使用密封胶对防水补片边缘进行密封。
图7边缘处理
6 结论
通过上述对防水工艺的认知了解，得知：（一）施工缝、变形缝防水性能的提升，其发展方向在于工序的多寡，防护工序越多，防水性能就越好。（二）衬砌混凝土的自防水发展方向在于外加剂，自愈型防水混凝土就有很好的发展潜力；（三）高密度聚乙烯（HDPE）自粘胶膜防水卷材打破了传统防水板的特性，与混凝土结合共同防水，且施工较简单，这种形式更加让人们喜欢。新型材料的防水卷开发运用也成为了人们首选的方向。该材料的选用为本隧道施工带来方便，也为按期完工提供了便利。
参考文献
[1]蒋忠信.隧道工程与水环境的相互作用[J].岩石力学与工程学报,2005(01):121-127.
[2]陶伟明.“以堵为主,限量排放”隧道防排水原则的理论基础及其工程实践[J].铁道标准设计,2006(09):78-82.
[3]杨振华.研究隧道衬砌施工缝和变形缝防水的实施方法[J].科技风,2016(07):24.
[4]黎宇,黄钢.浅析隧道防水混凝土施工控制[J].山西建筑,2011,37(12):114-115.
[5]盛娟,刁璇,倪小磊.自愈型防水混凝土在地铁隧道施工中的应用[J].科技通报,2017,33(12):250-253+269.
[6]吴玉辉,花立太,赵冬明,刘海峰.高分子自粘胶膜防水卷材在隧道工程中的应用探索[J].北方交通,2018(12):83-85.
论文作者:杨萌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：卷材论文; 隧道论文; 混凝土论文; 止水带论文; 变形缝论文; 补丁论文; 粘胶论文; 《基层建设》2019年第7期论文;