明挖隧道渗漏水原因分析及预控

李 绛 峰

(中铁十五局集团有限公司，上海 200070)

明挖隧道渗漏水原因分析及预控

李 绛 峰

(中铁十五局集团有限公司，上海 200070)

结合工作经验，以郑州市北三环隧道工程为背景，对明挖隧道漏水原因进行了研究，并对外包防水材料施工、止水带施工、混凝土施工等渗漏水的预防措施进行了阐述，为以后明挖隧道的防水施工以及其他隧道施工积累了经验。

明挖隧道，渗漏水，检测，治理

0 引言

隧道渗漏水一直是隧道工程经常出现的问题，作为施工单位，我们不能单纯的考虑哪里漏了堵哪里，要仔细分析各个渗漏水出现的原因部位，从施工源头进行防控。结合本人施工的几条明挖隧道的一些经验，以最后施工的郑州市北三环隧道为例进行简单总结，为以后明挖隧道的防水施工以及其他隧道施工提供一些建议和意见。

1 工程概况

北三环位于郑州市郑东新区龙湖区南部，本次北三环隧洞工程西起众意西路西(桩号K1+100)，东至龙湖内环路东(桩号K5+620)，全长4 520 m。其中四标桩号为(K3+730～K4+945)，长1 215 m。隧道布置为双向六车道，采用双孔箱涵形式。

由于水位较高，位于隧道上方，且周围土质为砂土，含水丰富。本隧道防水等级按GB 50108—2008地下工程防水技术规范[1]的地下工程二级防水标准，具体要求为：不允许漏水。结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1 000，任意100 m2防水面积上的湿渍不应多于3处，单个湿渍的最大面积不应大于0.2 m2，平均渗漏量不大于0.05 L/(m2·d)，任意100 m2防水面积上的渗漏量不大于0.15 L/(m2·d)。

2 漏水整治设计

隧道防水采用混凝土结构自防水和外防水体系相结合[2]。自防水体系通过调整混凝土的配比、在混凝土胶凝材料中掺加一定比例(按产品说明书要求)的质量可靠的抗裂防水剂和聚合物纤维膨胀剂等外加剂，减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂，膨胀剂采用中铝聚能MPC聚合物纤维膨胀剂，使得混凝土达到设计要求的抗渗等级。外防水体系以变形缝、施工缝等接缝防水为重点辅以柔性外包防水层加强防水。外防水采用在混凝土表面外贴2 mm聚氯乙烯防水卷材，在变形缝、施工缝处做重点节点防水处理。变形缝处采用中埋式橡胶止水带，其中心线应与变形缝重合，误差不得大于10 mm。增设外贴式止水带(变形缝用)、沿着顶板、侧墙和底板兜绕成圈止水，缝间用填料材料嵌缝。

结构纵向水平施工缝处采用钢板腻子止水带，并要求在施工缝界面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料(用量不小于1.5 kg/m2，厚度不小于1 mm)。垂直施工缝处采用钢边橡胶止水带防水，施工缝表面应凿毛并清除表面杂物。此外，变形缝处在隧道顶板、侧墙和中隔墙内壁安装不锈钢接水盒。

隧道所有穿过混凝土结构的预埋件、对拉螺栓等应加焊止水环(或夹套遇水膨胀止水圈)，要求用双止水环。对拉螺栓在混凝土面上堵头处的凹槽，应采用聚合物水泥防水砂浆封密。隧道外侧墙不允许使用对拉螺栓。

抗拔桩桩头与箱涵底板混凝土接头(施工缝)防水处理，由伸入地板的桩周沿涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料作加强(用量不小于1.2 kg/m2),同时对防水卷材进行加固处理。

隧道内所有集水池、横截沟、排水沟等结构内侧均涂刷聚氨酯防水涂料。

2.1 明挖隧道渗漏情况

1)明挖隧道主要渗漏水的部位有施工缝渗漏水、变形缝渗漏水、裂缝渗漏水、其他(如混凝土疏松点的渗漏水、穿墙的管道或钢筋)部位的渗漏水[3]。

2)渗漏形式主要有点渗、线渗和面渗。一般存在渗漏都是以点渗、线渗为主，面渗一般很少发现。

2.2 明挖隧道渗水原因分析

虽然隧道一般采用全包防水，但受现场条件限制，防水材料受风吹日晒雨淋，时间久了易发生老化；受混凝土残渣、钢筋头、模板、支架等的撞击易产生破损；现场施工不注意也容易造成损害或者防水材料焊接缝没有焊牢等原因影响，水就容易侵入防水材料，直接与混凝土接触，而自防水的混凝土又受以下原因影响，导致形成渗水通道[4，5]：

点渗，主要是混凝土捣固时发生部分点未捣固到位，内部疏松，形成渗水通道，穿墙钢筋或管道未焊接止水环，或防水措施不到位形成渗水通道。

面渗，主要存在混凝土捣固不到位，疏松，或者冬季施工引起的冻融，导致混凝土局部大面积的渗水现象。

一般点渗、面渗的较少，主要是线渗。

线渗是明挖隧道渗漏的主要方式，主要是各种原因引起的混凝土裂缝，形成渗水通道，根据裂缝形成不同，渗水原因如下：

变形缝渗水，在隧道渗水中比较常见，因考虑混凝土的热胀冷缩，隧道一般设置变形缝。变形缝处设中埋式止水带，受混凝土热胀冷缩以及地基基础的不均匀沉降影响，最容易造成止水带的拉裂或者混凝土与止水带结合处的松动，尤其止水带安装位置，浇筑混凝土冲击止水带变形时，最容易形成变形缝漏水。

施工缝漏水，主要是施工缝凿毛不充分，施工缝处夹杂木模板渣或焊渣，清理不彻底；施工缝处模板没靠紧，引起漏浆，造成混凝土疏松等。

裂缝漏水，裂缝形成原因多样，主要有混凝土本身质量问题，没有严格按配合比施工，细砂过多；大体积混凝土水化热大，养护不及时造成的温度裂缝；混凝土保护层过小，混凝土与钢筋的热胀冷缩不一致产生的裂缝；混凝土本身干缩产生裂缝；模板拆除及混凝土背后及上方回填的压力引起的混凝土裂缝；预留孔洞的四个角处，拆模后应力变化产生的裂缝等等。

2.3 施工中混凝土渗漏水预防措施

为确保施工质量，防止明挖隧道渗漏水，在施工中，注重做好各个施工工序的质量保证措施，通过精细化施工，达到减少渗漏水的目的。

2.3.1 外包防水材料施工

原材料进场后检测，满足设计要求；铺设时基层清理干净，遗留的残渣及钢筋施工时容易戳破防水材料；接头采用双焊缝施工，完成后进行充气检查；地板防水板施工后预留侧墙搭接部分，采用沙袋进行压埋保护，防止钢筋模板工程损坏防水板；浇筑完混凝土后及时清理外露的防水板上混凝土，底板与侧墙的拐角部位防水板最容易损坏，需要仔细处理，为下一步搭接施工创造好的条件；侧墙外包防水施工为全粘，受天气温度影响，容易鼓包，对于空鼓部位及时处理，必要时割破进行补强；回填碾压时注意加强对防水板的保护，防止压力过大损害防水层。

2.3.2 止水带施工

施工缝及变形缝中埋式止水带安装到位后，采用两道方木把止水带紧紧夹住，固定到位，方木下方位置为混凝土的浇筑面，一是保证了止水带正好有一半在混凝土内，一半露在外面；二是混凝土浇筑冲击时，止水带能确保不扭曲变形或下沉，严禁采用铁丝穿孔将止水带固定。确保了施工质量。外贴式止水带在底板、侧墙较好施工，采用堵头模板压紧并注意不变形、牢固，在顶板上，与混凝土的结合较难处理，我们采用在顶板外贴止水带撑紧平整基础上，上部多浇高10 cm～15 cm的混凝土，将止水带包住。

2.3.3 混凝土施工

从原材料上控制，选定配合比后严格按照配合比施工，由于采用商品混凝土，对商品混凝土搅拌站要派专门试验人员监督，确保原材料质量，尤其砂石料的含泥量控制，细砂用量控制及外加剂掺量，从源头确保质量。

钢筋绑扎注意对防水材料的保护，预留孔洞部分，钢筋截断后，严格进行钢筋补强，确保配电箱等大型孔洞的边角应力集中点不会因压力过大产生裂缝。

支立模板时注意不损坏防水板，施工缝部位的模板残渣、焊渣在封闭前采用高压风高压水冲洗干净，施工缝位置凿毛润湿；浇筑混凝土前高边墙上设串桶，防止混凝土自由落体高度过高产生离析；根据现场情况，提前安设足够数量捣固棒。

浇筑时确保混凝土的供应连续，防止产生人为冷缝；浇筑分层，加强捣固过程的监控。防止过振漏振导致混凝土疏松；捣固时严禁直接震动钢筋；止水带附近捣固时要注意混凝土不得挤压止水带变形；浇筑完后及时进行多次收光抹面，减少表面裂缝的产生；加强混凝土的温度监控及养护工作，做好温度及养护记录，防止内外温差过大产生温度裂缝。在冬季施工时，我们增加了保温棚及蒸汽养护，保证了混凝土的施工质量。

另外，混凝土结构成型，拆除支架模板后，对混凝土表面进行检查，尤其外墙及顶板表面，如发现裂缝，除仔细分析原因，以便下次纠正外，还要对外露的裂纹、裂缝进行处理，增加一层涂料或涂膜防水层，提前预防。

以上是施工中需要注意的一些细节处理，细节处理好了防水质量就能够得到保证。但是施工中，受施工人员的素质、施工水平的影响也很大，所以我们通过班前教育和班后总结、开会、培训等方法，在施工前加强对施工工人的质量意识和操作要求的培训，工后进行总结，并采用相应的奖罚措施，以促进施工质量的提高。

3 结语

通过施工中的精细化施工流程及工序，在总结以前施工经验基础上，通过现场管控，严格检查，郑州北三环隧道取得了良好的效果，比以前的隧道渗水点减少了70%左右，为后续施工提供了良好的施工条件，减少了大量的堵漏时间和堵漏费用，产生了良好的经济效益和社会效益，值得在以后施工中继续加强和推进。

[1] GB 50108—2008，地下工程防水技术规范[S].

[2] 刘继红.南岭隧道生潮垄地段漏水原因分析及其整治[J].铁道建筑,1996(7):1-5.

[3] 陶西贵,于 江,梁龙喜.公路隧道渗漏问题检测分析及治理[J].地下空间与工程学报，2008,4(3):578-582.

[4] 何忠明,彭振斌,胡贺松,等.浅谈运营隧道漏水整治[J].施工技术,2005,34(11):45-57.

[5] 陶西贵,李少红,张 凡.隧道工程渗漏水检测与治理[J].施工技术,2007,36(3):51-53.

Reason analysis and pre-control on leakage of open-excavated tunnel

Li Jiangfeng

(ChinaRailwary15thBureauGroupCo.,Ltd,Shanghai200070,China)

Combining with working experience, taking the northern third ring tunnel engineering in Zhengzhou city as the background, the paper studies the open-excavated tunnel leakage causes, describes outsourcing waterproofing material construction, water-proof strip and concrete construction and other leakage preventing measures, which has accumulated experience for open-excavated tunnel waterproofing construction and other tunnel construction.

open-excavated tunnel, leakage, detection, treatment

2015-03-02

李绛峰(1978- )，男，工程师

1009-6825(2015)14-0181-02

U457

A