隧道主体侧墙及顶板防水探析

彭刚强

摘 要：隧道主体侧墙及顶板漏水是困扰隧道建设和运营的主要病害之一，隧道的渗水对隧道的安全运营有着重要的影响，如果渗水滴在电线上则可能引起隧道电网短路影响隧道的正常运营。在隧道主体混凝土衬砌过程中，由于施工不到位极易在隧道的拱部侧墙形成树枝状裂缝、漏洞、掉块从而为水的渗透创造了有利的条件。如若隧道在完工后发现有渗水现象，其解决起来费时费事还不能从根本上解决问题。所以从源头做起，规范施工操作、严格控制工艺、杜绝偷工减料，才能防范于未然，从而达到安全、经济、持久耐用的标准。

关键词：隧道；侧墙；顶板；防水；渗水

引言

隧道工程是路网建设项目中的重要组成部分。我国幅员辽阔，水资源丰富，隧道工程与河流、地下水交错并存的现象在铁路工程施工中十分常见。如果隧道工程防水性能不达标，时间一长，就会有水体渗漏到隧道，损害隧道结构，给隧道和通行车辆的安全带来威胁。做好隧道主要结构——主体侧墙和顶板的防水措施，提高防水性能，切实保障隧道运营安全，是隧道工程施工单位日常工作的一项重要任务。

1 实例工程概况

本隧道原设计防水等级为二级，防水形式有混凝土自防水、底板为PVC自粘防水卷材防水、侧墙及顶板1.5mm双组分聚氨酯涂层及1.5mm高分子自粘防水卷材防水、水泥基渗透结晶防水、变形缝止水带防水、施工缝止水带防水及水泥基渗透结晶型防水涂料防水、聚硫密封胶防水等。

为确保混凝土结构防水效果达标，在做好其它防水措施的同时，采用重点环节注胶作业，以强化防水效果，避免水体渗漏的情况发生。注胶位置为顶板和侧墙。待上述部位混凝土作业完成后，对这两个部分的混凝土表面裂缝进行防水注胶修补，然后在施做外包防水。

2 渗透机理

自然界的水实际上是一种水溶液，它溶进了很多气体，有O2、N2、CO2，还有NO、NO2以及人类活动产生的各种非金属氧化物：煤、柴油燃烧产生的SO2、CO2等。这些气体特别是SO2、NO2溶于水后都形成酸性较强的无机酸，因而造成了现在世界各地普遍存在的酸雨。酸雨对水泥石和钢筋具有较强的腐蚀性。同时，水在流经土地层时会溶进一些无机盐类，这些盐类也会对水工混凝土造成侵蚀。众所周知，混凝土属多孔性建筑材料，其孔隙结构来源于：水化过程中水份蒸发形成的微细孔隙；粗骨料与细骨料和水泥石接触面不密实、砂石中含有的泥土或植物纤维，在混凝土内部留下透水通道；混凝土养护不到位、温差大、干湿反复、受力不均等因素，均可使混凝土产生裂缝；由于混凝土流动性差，加之振捣不足会在边角和钢筋密集区出现鼠洞。因此，混凝土体在常压或加压条件下渗入水份，都将使机械强度降低。如长期浸泡，情况更加严重。可见混凝土的孔隙率是随水灰比、施工水平、养护条件、受力状况和周围环境等诸多条件而变化的。任何混凝土都不可能没有空隙。即使防水混凝土，其外表面也需要用防水附加层加以保护。当含有大量的SO2、NO2、CO2、NaCl的水溶液沿水泥石的孔隙进入混凝土后发生一系列化学反应、电化学反应及返盐、返碱现象，钢筋混凝土破坏严重。为了混凝土的防腐、防渗，可以采取提高混凝土标号、掺入外加剂、聚合物浸渍或者添加环氧树脂、聚氨酯漆涂层等方法。虽能有效的减少缝隙和提高结构密实性，但无法完全杜绝混凝土内部空隙的形成以及后期的开裂问题。大量统计数据表明，裂缝是混凝土施工最常见的质量病害。地下工程长期与水体接触，发生渗漏势不可免。向混凝土中添加外加剂可以减少混凝土施工阶段的开裂，但对于后期因为震动、沉降、老化等环境因素和自身因素导致的开裂不具备控制效果。因此，针对上述混凝土施工后期因素导致的混凝土开裂问题才是隧道工程混凝土防水防漏施工的重点内容。只有在結构的表面（无论受到侵蚀与否），涂敷一层能同质高性能的防水材料，上述问题才可有效解决。使用水泥基渗透结晶型刚性防水材料和聚合物水泥基柔性防水材料，可以避免防水卷材的诸多缺点，它们可以同混凝土牢固的粘成一个整体，不需涂刷任何粘接剂，冷施工即可。

3 施工方法

3.1 混凝土外观处理

3.1.1 打磨作业。在清洁干净混凝土结构表面的基础上，使用角磨机将结构表层的结块、印痕、凸起等起伏不平处磨光、打平，确保混凝土结构表面光洁、平整。

3.1.2 节段间变形缝处理

（1）清洁施工缝。首先要将施工缝中已经变形的衬垫板清除，深度以满足嵌缝设计要求为准。结合丝刷和高压空气将施工缝内的杂物、石粒、积水等彻底清除，保障施工缝内干燥、清洁。（2）胶体注入。要按照均匀、连续的方式注入防水胶体，确保胶体与缝内两侧混凝土充分接触、紧贴密实，避免有空隙、气泡等残留。（3）注入的胶体要填满施工缝并与混凝土表面平齐，严禁突出。（4）做好嵌缝保护。

3.2 砼表观裂缝注胶修补

（1）清除杂物。用钢刷清除裂缝周围的浮浆、灰尘及松散层等杂物，露出坚实砼表面，然后使用毛刷将裂缝两侧2至3厘米范围内清理干净。清洁时不能用水，而要用丙酮、乙醇等已挥发的有机溶剂。（2）密闭处理。在距离裂缝2到3厘米的位置处先后涂刷一层环氧树脂基液和环氧树脂胶泥，以达到封闭裂缝的目的。其中胶泥以1毫米厚，2到3厘米宽为准。为保障密封效果，可采用压气试漏的方法进行检测。（3）浆液配置。配置浆液前应将A、B两组分充分摇匀，根据估计的灌胶量按推荐配比准确称量两组分并混合均匀，两组分配比为A：B=2：1。从浆液混合开始，注胶操作应在浆液使用期内完成（环境温度25℃时，使用期限为90mins）。（4）注浆作业。注浆作业以注射器为工具，辅以橡胶筋在压力作用下慢速注入，直至注满。注射浆液过程中要注意浆液补充。（5）后期管理。注浆作业结束后，注射器内需有一定浆液，等这部分浆液硬化后再进行设备拆除作业。裂缝内部浆液硬化后需进行表面打磨处理，确保表面平滑。

3.3 聚氨酯涂层施工

聚氨酯涂层施工流程和裂缝填充施工相近。首先，要进行作业面的清洁、清洁工作。其次，要按照设计配比配置好聚氨酯涂料。最后，进行涂层涂刷工作。需要注意的是，涂层要反复涂刷3到4遍，涂层厚度要大于等于1.5毫米，前后两遍涂层涂刷方向要相互垂直，待上一层涂层干透不粘手后方可进行下一层的涂刷。

4 文明施工措施

（1）聚氨酯、防水卷材和配套材料必须选用有环保认证厂家的产品，严禁采用国家淘汰和不符合环保要求的产品。（2）废弃的聚氨酯、防水卷材和配套材料，必须统一收集，妥善处置。（3）聚氨酯、防水卷材材料必须用封闭的容器包装，现场施工时应即开包装及使用。（4）防水作业时不得污染其他作业面。（5）确保现场清洁，清洗施工机械、器具要提前做好盛接、收集措施，收集好的废水可以根据实际情况重复利用。

5 编制依据

（1）《地下工程防水技术依据》GB50108-2008。（2）《地下工程防水施工质量验收规范隧道》GB50208-2002。（3）《建筑防水工程手册》。

6 结束语

按照文章所述措施，逐步完成实例隧道工程防水施工。在工程实施过程中，严格遵循相关技术规范，严格履行自检制度，切实把好施工质量关，确保各道工序施工质量达标。工程完工后，经检测，各项性能全部符合设计标准，施工成本控制在预计范围内，说明了文章所述工艺在隧道防水方面有效、可靠，具有实用性和可推广性。

参考文献

[1]郑辉，申栓锁.隧道工程防水施工工艺与质量控制[J].价值工程，2012，31（15）.

[2]陈越.浅析隧道工程全包防水施工工艺与质量控制[J].科技创新与应用，2014（20）.