明挖隧道主體結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造防水技術(shù)及質(zhì)量控制

陳 輝

（中交句容建設(shè)發(fā)展有限公司，江蘇 句容 212400）

對于隧道主體結(jié)構(gòu)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(qū)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(nèi)容有路基段242m、隧道敞口段290m、暗埋段5120m 及湖中風(fēng)塔。為了有效防止該隧道工程建設(shè)完成投入運營后發(fā)生滲水漏水的問題，深入探索和分析隧道主體結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造防水技術(shù)的應(yīng)用是非常有必要的。

2 防水設(shè)計原則及標準

2.1 防水設(shè)計原則

本工程隧道防水設(shè)計本著綜合治理的原則，以防為主，治理為輔，充分發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的防水效果，需要配合應(yīng)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(jié)構(gòu)表面存在少量的濕漬，但是不能出現(xiàn)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(shè)備較為集中的局部區(qū)域，要求防水等級為一級，嚴禁出現(xiàn)滲水問題，結(jié)構(gòu)表面也不允許出現(xiàn)濕漬。設(shè)計使用年限為100 年。

3 隧道主體結(jié)構(gòu)細部構(gòu)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(gòu)造形式如圖1 所示，圖1（a）為外貼式防水構(gòu)造，圖1（b）為中埋式防水構(gòu)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(yù)埋式注漿管對施工縫位置進行處理。

圖1 施工縫防水構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)的變形情況。另外，對于進行防水處理中所應(yīng)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(cè)墻和底板分別應(yīng)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(yīng)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(nèi)裝可卸式止水帶。

3.2 細部構(gòu)造防水處理措施

（1）敞開段側(cè)墻頂部止水帶收口?？紤]到敞開段結(jié)構(gòu)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(cè)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(cè)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(jié)晶型防水涂料，用量為1.5kg/m2，所有預(yù)埋穿墻套管均設(shè)止水鋼環(huán)。

（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(yīng)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(shè)鉚釘固定，務(wù)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(jié)構(gòu)細部構(gòu)造防水施工質(zhì)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(shè)置為中埋式鋼邊橡膠止水帶，將其端部繞成為封閉環(huán)，然后配合外貼止水帶一起應(yīng)用。（3）跳段施工。（4）合理設(shè)置后澆帶的寬度處于0.7～1.0m。（5）后澆帶混凝土施工應(yīng)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(shè)置遇水膨脹止水膠。（2）控制好縱向施工縫齡期，避免其出現(xiàn)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(fā)生開裂的現(xiàn)象。為了提高施工縫周邊混凝土的施工質(zhì)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(shè)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(fā)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(shè)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(xiàn)較大程度的移位，嚴格禁止止水帶出現(xiàn)翹邊或者局部空鼓過大等現(xiàn)象。

（2）中埋式鋼邊橡膠止水帶。鋼邊橡膠止水帶兩側(cè)通常都是帶有鋼板的，其與混凝土相互粘接的過程中，兩側(cè)的鋼板和周圍的混凝土結(jié)構(gòu)會形成一定的黏結(jié)力。止水結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生變形，那么橡膠局部就會發(fā)生形變，正是因為鋼板和混凝土之間的黏結(jié)性，使得止水構(gòu)件所承受的力有所減小，在極大程度上避免了止水構(gòu)件撕裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體至本工程中，應(yīng)用鋼絲將止水帶固定在結(jié)構(gòu)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(fā)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(fā)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(yīng)用高壓風(fēng)機將縫內(nèi)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(xù)、均勻、密實和飽滿，且需要保證膠體和接縫兩側(cè)的混凝土必須密實地粘貼在一起，不能出現(xiàn)任何脫離或者空鼓的現(xiàn)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(cè)墻外貼式止水帶和頂板迎水面嵌縫膠緊密地黏結(jié)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(shè)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(yīng)保持干燥，不得有結(jié)冰；涂料施工應(yīng)與卷材鋪貼同步進行，卷材搭接邊應(yīng)采用自黏黏結(jié)或熱風(fēng)輔助熱熔黏結(jié)。

5 細部防水構(gòu)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(jié)構(gòu)的細部構(gòu)造點發(fā)生滲水或者漏水，從而切實達到保護隧道混凝土主體結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)性。

5.2 控制好結(jié)構(gòu)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(yīng)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(dǎo)致兩次完成澆筑的混凝土的收縮狀態(tài)不一致，使得后期很容易發(fā)生開裂或者損壞的現(xiàn)象。

5.3 選用復(fù)合式防水結(jié)構(gòu)

對于混凝土結(jié)構(gòu)來說，變形縫、施工縫的存在會降低混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，同時，施工縫和變形縫也是隧道結(jié)構(gòu)防水較為薄弱的環(huán)節(jié)，如果防水設(shè)計過于單一或者簡單，可能無法達到預(yù)計的隧道防水要求?；诖耍瑸榱颂岣呋炷两Y(jié)構(gòu)的整體防水效果，針對施工縫處理，應(yīng)該根據(jù)實際情況配合應(yīng)用兩種以上的止水帶或者止水設(shè)施。

5.4 隧道變形縫距離設(shè)置

在本工程隧道主體施工的過程中，變形縫間距的設(shè)置是非常重要的，施工人員應(yīng)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(chǎn)生。

6 結(jié)束語

綜上所述，細部構(gòu)造防水設(shè)計是隧道主體結(jié)構(gòu)中非常重要和關(guān)鍵的施工內(nèi)容之一。為確保隧道防水效果，必須根據(jù)項目實際情況，盡量選擇對隧道主體結(jié)構(gòu)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(jiān)理單位也應(yīng)該相互配合，認真管理，切實保證整個太湖隧道工程主體結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造的防水效果。