公路隧道工程防水技術(shù)應(yīng)用

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［摘要］一旦公路隧道出現(xiàn)積水情況，就會(huì)嚴(yán)重?fù)p害公路隧道的使用年限。因此，做好公路隧道的防水工作是其施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在對(duì)公路隧道進(jìn)行防水施工時(shí)，要聯(lián)系實(shí)際隧道情況進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。例如，在進(jìn)行隧道支護(hù)時(shí)，要同時(shí)考慮背面排水等相關(guān)工作。另外，有的施工工程還要考慮設(shè)置止水帶、施工縫以及掩埋管道等，主要通過(guò)探討當(dāng)前我國(guó)公路隧道防水工程的現(xiàn)狀，進(jìn)而分析其施工存在的難點(diǎn)及相關(guān)防水技術(shù)。

［關(guān)鍵詞］公路隧道;施工重點(diǎn);防水;施工技術(shù)

0引言

公路隧道的防水工程是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，其對(duì)公路隧道甚至是整體公路的施工的影響都是巨大的。公路隧道的防水工程不僅涉及特殊防水材料的采購(gòu)、合理的防水設(shè)計(jì)，而且涉及公路隧道的地下水的相關(guān)情況。因此，施工人員及設(shè)計(jì)人員要充分了解公路隧道防水工程的施工要點(diǎn)，進(jìn)而做出合理科學(xué)的設(shè)計(jì)及施工。

1公路隧道防水工程現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，我國(guó)的公路建設(shè)逐漸邁向高級(jí)化，公路隧道也逐漸變得越發(fā)普遍而多見(jiàn)了。但是，公路隧道防水工程是一個(gè)十分復(fù)雜的項(xiàng)目，正如大家所熟知的，公路隧道的防水工程對(duì)于整個(gè)公路隧道工程來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的一個(gè)部分，因?yàn)槠溆绊懼麄€(gè)隧道工程的施工質(zhì)量及安全使用性。但是由于我國(guó)地理?xiàng)l件復(fù)雜，地下水分布狀況不均，導(dǎo)致我國(guó)公路隧道防水施工存在很多的難點(diǎn)，這就要求施工人員要全面分析施工區(qū)的水文條件，設(shè)計(jì)出較為科學(xué)的防水方式，同時(shí)要在施工中做好防護(hù)工作?？傮w來(lái)說(shuō)，公路隧道的防水工程是相當(dāng)艱苦的項(xiàng)目，到目前為止，我國(guó)雖然已確定了相關(guān)的一些施工防水原則及施工方式，但是仍殘留一些較難解決的問(wèn)題。截止到目前，公路隧道的防水施工仍然是公路隧道建設(shè)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。

2公路隧道防水工程的施工難點(diǎn)

2．1公路隧道防水工程存在主要問(wèn)題

當(dāng)前，公路隧道往往會(huì)出現(xiàn)滲水漏水的狀況，進(jìn)入導(dǎo)致隧道襯砌出現(xiàn)開(kāi)裂，隧道內(nèi)部的照明燈等設(shè)施被破壞，嚴(yán)重的導(dǎo)致路面出現(xiàn)積水，使得公路行車的環(huán)境惡化，容易產(chǎn)生交通事故。同時(shí)，公路隧道還會(huì)出現(xiàn)由于襯砌厚度不足、施工縫錯(cuò)臺(tái)較大及二次襯砌侵入設(shè)計(jì)輪廓線等導(dǎo)致的滲漏水現(xiàn)象。因此，從這個(gè)角度來(lái)講，做好公路隧道防水工程是相當(dāng)必要的。但同時(shí)這也是其施工的難點(diǎn)，尤其是在斷層較多，地下水資源豐富及巖石破碎的地區(qū)做好隧道防水工程是相當(dāng)困難的。當(dāng)前，公路隧道的安全行車及長(zhǎng)期使用的決定性因素是公路隧道是否滲水漏水，而隧道防水工程的質(zhì)量又是決定公路隧道是否滲水漏水的關(guān)鍵所在。

2．2隧道產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因

1)地質(zhì)勘察工作不充分

由于未充分進(jìn)行地質(zhì)勘查工作會(huì)導(dǎo)致在進(jìn)行公路隧道設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)與實(shí)際情況不符合的狀況。

2)施工管理不完善

在公路隧道施工過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)襯砌施工管理不善，施工人員未嚴(yán)格按照具體的施工原則施工，隨意的改變?cè)O(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，修改圍巖及襯砌的接觸條件。

3)施工技術(shù)不標(biāo)準(zhǔn)

混凝土例如，在設(shè)計(jì)橫向及縱向的排水管時(shí)聯(lián)通不暢導(dǎo)致后期容易出現(xiàn)積水、鋪設(shè)防水板焊接的接頭不甚牢固導(dǎo)致防水板容易出現(xiàn)缺陷、不割除尾端或其他部分的鋼筋頭致使防水板容易被扎破。這些都是公路隧道工程發(fā)生滲水漏水的原因。

3公路隧道防水工程施工前的準(zhǔn)備

公路隧道施工前的準(zhǔn)備工作的施工要點(diǎn):①公路隧道設(shè)計(jì)要深入考察施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、水文條件并結(jié)合具體的施工情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。②考慮公路隧道的施工會(huì)對(duì)地下水及地下結(jié)構(gòu)的影響，并做好防護(hù)準(zhǔn)備。③了解施工場(chǎng)地的天氣狀況及相關(guān)防水材料及運(yùn)輸?shù)那闆r，同時(shí)對(duì)可能發(fā)生的問(wèn)題做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。④合理選擇施工運(yùn)輸條件，安排施工的相關(guān)工具，并對(duì)公路隧道的縱面及橫面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。⑤充分勘察施工場(chǎng)地的生活條件及勞動(dòng)力狀況等，并擬定相關(guān)供水的方案。⑥按照公路隧道施工方案或技術(shù)的不同，工程實(shí)施前需要預(yù)先準(zhǔn)備好施工所需要的相關(guān)防水材料，并對(duì)這些防水材料進(jìn)行嚴(yán)格的篩選及檢查，堅(jiān)決不能使用質(zhì)量較差的防水材料，同時(shí)要對(duì)這些防水材料進(jìn)行合理的管理及存放，進(jìn)而防止材料發(fā)生異變，影響施工進(jìn)度。

4公路隧道防水技術(shù)

4．1隧道涌水量預(yù)測(cè)

對(duì)公路隧道的涌水量進(jìn)行合理預(yù)測(cè)可以了解到其對(duì)公路隧道施工進(jìn)度的影響，從而使施工團(tuán)隊(duì)做好防水準(zhǔn)備，防止出現(xiàn)大規(guī)模的水害。公路隧道的生態(tài)環(huán)境所研究的重點(diǎn)就是對(duì)隧道的涌水量對(duì)其的影響。當(dāng)前，有很多預(yù)測(cè)隧道涌水量的方法，例如水文地質(zhì)比擬方、水利統(tǒng)計(jì)方法、地下水動(dòng)力方法、數(shù)值模擬方法以及經(jīng)驗(yàn)公式法等。其中，所謂水文地質(zhì)比擬法就是對(duì)水文及地質(zhì)條件相當(dāng)、相距較近的地下工程的涌水量進(jìn)行調(diào)查，并通過(guò)比例換算的方式對(duì)隧道涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。水理學(xué)統(tǒng)計(jì)法就是以地下水資源的排泄、補(bǔ)給及徑流循環(huán)的過(guò)程為基點(diǎn)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方式確定其中一部分的涌水量，進(jìn)而預(yù)測(cè)出總體涌水量的大小等。

4．2系統(tǒng)排水盲管的布設(shè)、安裝

縱向盲管安裝:即按照設(shè)計(jì)的位置于底部邊墻鋪設(shè)排水盲管，沿著線路鉆孔并打進(jìn)螺栓，同時(shí)要用卡子固定住盲管。環(huán)向盲管安裝:先在噴射混凝土面上定位劃線，線位布設(shè)原則上按設(shè)計(jì)進(jìn)行，但需要根據(jù)洞壁實(shí)際的滲水漏水情況作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)要盡量通過(guò)有出水點(diǎn)及噴射面的凹處。沿線用PE板窄條(一般情況是8cm×20cm的窄條)和水泥鋼釘將環(huán)向盲管釘于初噴混凝土表面，鋼釘之間的間距一般為30～50cm。集中出水點(diǎn)水源方向鉆孔，然后將單根排水盲管插入，同時(shí)要及時(shí)封堵周圍，從而使得地下水從排水盲管中流出。

4．3防水卷材質(zhì)量控制要點(diǎn)

有松弛度的防水板可以保證噴層與防水板之間進(jìn)行緊密的結(jié)合，防止由于嚴(yán)防較緊而導(dǎo)致混凝土被壓迫變形。同時(shí)，要注重凹洼的固定點(diǎn)，邊墻與防水板的拱部的固定地點(diǎn)盡可能的要采用同等的密度，對(duì)于預(yù)留洞室的防水板鋪設(shè)盡可能的要按照洞室的整體形狀進(jìn)行鋪設(shè)。另外，需要著重注意的是，在敷設(shè)防水板的時(shí)候，不要留有褶皺、氣泡等。鋪設(shè)的接頭也要焊接牢固，為了使其牢固，可以使得襯砌的實(shí)際長(zhǎng)度短于防水板的長(zhǎng)度，一般＜0．5～1m，在焊接時(shí)，注意不要將防水板烤焦或者是焊穿，保持焊接速度為0．1～0．15m/min。關(guān)于隧道的施工縫施工中，其施工縫與防水板之間要留有0．5～1m的距離。除此之外，襯砌端部預(yù)留的防水板接頭需要做好防護(hù)準(zhǔn)備，施工過(guò)程中所使用的鋼筋等硬件要注意不要破壞防水板。對(duì)于已經(jīng)鋪設(shè)完成的防水板，在焊接鋼筋時(shí)，應(yīng)該固定好防水板。在容易淋水的地段，要防止防水板被淋濕，以免影響施工進(jìn)度。例如，可以先敷設(shè)防水板的引水層。在鋪設(shè)防水材料之前要清除平面上的尖銳物品并處理好混凝土的噴射層。相關(guān)單位要對(duì)基面進(jìn)行檢查，如果檢查合格，施工單位才能鋪設(shè)防水卷材，同時(shí)，防水卷材需要先進(jìn)行加工并檢驗(yàn)才能入洞。京珠高速公路粵境北段先期工程大寶山隧道采用的PVC復(fù)合式土工布防水板，是天津第三棉紡廠與化工系統(tǒng)聯(lián)合生產(chǎn)的。它是以針刺無(wú)紡?fù)凉げ紴榛?，與PVC樹(shù)脂及增塑劑經(jīng)壓延、熱溶、涂敷而成的卷材(幅面寬2m，長(zhǎng)32m，厚2mm，PVC面層厚約0．3～0．5mm)。其特點(diǎn)在200kPa水壓作用下，防滲水效果好，阻燃性佳、抗老化、質(zhì)量輕(10。鮑/m，)，易粘接(用膠結(jié)或焊接，其抗拉強(qiáng)度均可達(dá)到50N/cm2，)。在這種防水板的土工布一面縱、橫間每間隔50cm，設(shè)有吊帶一處以便固定在圍巖上。

4．4襯砌防水

所謂襯砌自防水是通過(guò)襯砌自身的緊實(shí)程度來(lái)防水的方式，這種方式的價(jià)格低廉、施工條件較為便利，施工工序也比較簡(jiǎn)單。當(dāng)前，我國(guó)主要運(yùn)用防水的混凝土材料進(jìn)行襯砌防水。較為常用的防水混凝土包括膨脹性的混凝土、使用外加劑的混凝土及較為普通的防水混凝土。如果由于襯砌結(jié)構(gòu)不當(dāng)引起了滲水漏水，可以將變形縫設(shè)置于結(jié)構(gòu)較為合理的部分，從而保障變形縫兩邊的結(jié)構(gòu)與載荷度保持一致。同時(shí)可以使用剪力桿，使得襯砌結(jié)構(gòu)可以保證變形縫兩邊沉降的協(xié)調(diào)性，并使其滿足隧道變形的相關(guān)要求，進(jìn)而保障行車的安全。另外，可以再對(duì)縫間設(shè)置襯墊板，這樣可以防止由于地震導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。

4．5襯砌背面排水

襯砌背面排水是公路隧道防水工程的重點(diǎn)部分。主要的工作是控制排水管的材質(zhì)、整體外觀、連接方式及固定方式等。同時(shí)，施工單位要嚴(yán)格的檢查排水系統(tǒng)，如果檢查不合格不能投入使用，只有檢查合格才能進(jìn)行二次襯砌。當(dāng)前，公路隧道一般都是由于施工技術(shù)不當(dāng)而導(dǎo)致的滲水漏水現(xiàn)象，所以，在進(jìn)行具體施工過(guò)程中不僅要檢查止水帶及排水盲管的質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)還要檢查防水材料的焊接程度，從而保障公路隧道的整體質(zhì)量。在初期支護(hù)與二次襯砌之間一般都會(huì)設(shè)置防水層方式滲水漏水現(xiàn)象的產(chǎn)生，一般防水層都采用合成的橡膠或者是樹(shù)脂等制作而成的防水板。當(dāng)前，襯砌背后防水可以采用超前小導(dǎo)管注漿防水的方式，常用的注漿材料包括丙凝漿、水溶性的聚氨酯以及早強(qiáng)水泥等。

4．6施工縫防水處理

在進(jìn)行防水施工時(shí)，須在二次襯砌混凝土灌注后的4～12h，運(yùn)用鋼絲或者是高壓水刷毛或者是沖洗接縫處的混凝土面，直至露出表面石子。在進(jìn)行混凝土灌注之前，要合理的清理接縫處使其保持濕潤(rùn)。一般的混凝土灌注方式為:涂刷2道水泥漿，然后再鋪設(shè)上10mm的水泥漿，于0．5h之后再對(duì)其進(jìn)行混凝土灌注。

4．7變形縫防水處理

所謂變形縫就是指因?yàn)槭芰Σ煌慕Y(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不均勻沉降而設(shè)置的縫隙。變形縫是公路隧道整體結(jié)構(gòu)外進(jìn)行防水的重要環(huán)節(jié)。一般情況下，變形縫主要采用中埋式止水帶進(jìn)行止水防水，同時(shí)變形縫的縫隙間應(yīng)填充瀝青木絲板?？勺{的中埋式鋼邊止水帶具有一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，即利用中埋式的鋼邊實(shí)現(xiàn)其與混凝土的咬合，另外，其注漿管的設(shè)置間距一般都為3～5m，如果結(jié)構(gòu)發(fā)生滲水漏水的情況，可以采用環(huán)氧類的注漿液對(duì)其進(jìn)行注漿，從而提高變形縫的整體防水效果。但，這種注漿方式很容易破壞注漿管結(jié)構(gòu)，因此，可以在實(shí)際的施工中，設(shè)置泡沫杯對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

4．8止水帶施工技術(shù)

對(duì)于公路隧道的不同位置要運(yùn)用不同的止水帶進(jìn)行防水施工。對(duì)于底部、頂板及側(cè)墻的防水施工，可以使用外貼式的止水帶。如果使用的是中埋式的止水帶應(yīng)先將其安裝固定完畢，在依據(jù)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)要求，在注漿管內(nèi)成對(duì)的安裝注漿所用的導(dǎo)管，所謂成對(duì)安裝就是安裝1根排氣管、1根注漿管。注漿導(dǎo)管沿止水帶縱向設(shè)置的間距一般為5～6m。對(duì)于安裝在施工縫處的止水帶，應(yīng)先用鋼筋將主筋與止水帶焊接好，其連接的縱向間距一般在5m以內(nèi);施工縫中部設(shè)置3mm厚鍍鋅鋼板止水帶，電鍍鋅層厚度為8～10μm。

4．9管道部位施工技術(shù)

在對(duì)管道部位進(jìn)行施工時(shí)，要注重幾個(gè)重點(diǎn):①對(duì)穿墻的管道及排水地方涂刷防水材料，一般防水材料為JS防水材料。在配置防水材料時(shí)，要按照合理的比例攪拌成漿糊狀的涂料，在對(duì)穿墻管道及排水口進(jìn)行涂刷時(shí)，要注意涂料的厚度不能超過(guò)2mm，涂刷范圍一般都為沿著管道周邊200mm范圍內(nèi)，涂層也不能堆積。②JS防水材料要進(jìn)行自粘卷材附加層施工，其施工的范圍一般為沿著管道周圍250mm。③加強(qiáng)防水處理工作，即在管道兩邊及排水口涂刷上密封膠體，一般穿墻管道涂刷密封膠不能超過(guò)50mm高。另外，要注意控制密封膠體的加熱時(shí)間，防止由于加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)發(fā)生火災(zāi)。

4．10加強(qiáng)施工管理，落實(shí)人員責(zé)任

1)加強(qiáng)技術(shù)管理人員的施工培訓(xùn)。要對(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)，同時(shí)技術(shù)培訓(xùn)要落實(shí)到每一位施工人員身上包括一線施工人員。另外，施工單位要對(duì)公路隧道的核心部位、重點(diǎn)部位、施工工藝等進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范施工，不采用劣質(zhì)防水材料，同時(shí)在施工之前、施工過(guò)程中都要做好設(shè)備材料的檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要盡快解決。

2)嚴(yán)格檢查隧道防水排水系統(tǒng)。在進(jìn)行二襯的施工之前需要嚴(yán)格的檢查隧道防水排水系統(tǒng)，保障縱向的排水管與橫向的排水管之間的貫通。同時(shí)在公路隧道工程施工完成后，施工單位還有再次檢查其防水排水系統(tǒng)，并依據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。

3)在后期公路隧道使用階段中，相關(guān)單位還要對(duì)公路隧道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)公路隧道防水檢查及處理工作，如果發(fā)生防水工程質(zhì)量問(wèn)題，要及時(shí)解決這些問(wèn)題，保障防水系統(tǒng)運(yùn)行暢通。

5結(jié)語(yǔ)

公路隧道防水工程是公路隧道的薄弱環(huán)節(jié)，其影響著公路隧道的整體質(zhì)量、行車的安全及公路隧道的使用年限。當(dāng)前，公路隧道的防水工程主要是結(jié)合實(shí)際的施工狀況對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行防水，遵循綜合治理的原則。在實(shí)際的施工過(guò)程中，要對(duì)施工區(qū)域的地下水的狀況進(jìn)行深入的勘察及處理，使得公路隧道有著較為完善的防水系統(tǒng)，進(jìn)而保障公路隧道的行車安全。本文主要探討了公路隧道工程在施工中的難點(diǎn)及相關(guān)處理技術(shù)。

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作者：尚長(zhǎng)虹 單位：中鐵十九局集團(tuán)有限公司