防水卷材在隧道施工中的应用及质量控制要点

李清海

摘要：文章分析了隧道施工防水研究的意义，介绍了隧道施工中常用防水卷材类型与特点，阐述了隧道工程防水卷材施工与质量控制要点，并围绕具体案例探讨了防水卷材施工情况，以期为类似工程提供参考。

关键词：隧道施工;防水卷材;类型;特点;质量控制

中图分类号：U453.6 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.037

文章编号：1673-4874（2019）09-0129-04

0引言

目前，我國交通隧道渗漏水问题较为常见，已经成为了我国交通领域的一大技术难题。一旦隧道出现这种情况，将加快土建结构与内部设施的劣化，直接威胁到行车安全性，且需花费大量的资金与人力进行维修，使隧道运营效益大幅降低.基于此，做好隧道防排水施工十分关键，本文从防水卷材的应用角度出发展开具体分析。

1 隧道防水施工研究意义

近年来，我国交通基础设施建设开展得如火如荼，从隧道建设领域来看，主要呈现为数量增加、规模增大、建设条件与结构形式趋于复杂的态势，截至2017年年末，全国公路隧道数量达到了16229处，里程共计1528.51万m，其中特长隧道（超过3km）902处、401.32万m;长隧道（1-3km）3841处、659.93万m.

对我国现有隧道的实际运营情况进行调查可知，渗漏水问题十分严重，在各大隧道中较常出现，而且类型众多，主要包括拱部漏水、边墙淌水、施工缝漏水、床底翻浆冒泥等。上述质量问题的存在直接威胁隧道中车辆驾驶的安全性，同时渗漏水容易导致隧道运营设施锈蚀，降低隧道结构耐久性，以致于隧道通风、照明系统出现故障，最终大大缩短隧道的使用寿命。

根据隧道建设全过程分析可知，隧道渗漏水问题的出现与设计、材料、施工、管理等各环节均紧密相关，尤其是防水材料选用不当是一大主要原因。基于国家产业政策的引导，我国建筑防水材料发展迅速。其中，改性沥青防水卷材、高分子防水卷材的使用比例逐年提高，纸胎油毡则处于逐步淘汰状态。本文主要围绕防水卷材在隧道施工中的应用展开具体分析。

2 隧道施工中常用防水卷材类型与特点

2.1隧道施工中常用防水卷材类型

基于我国建筑防水材料的发展与应用现状，本文主要就高聚物改性沥青防水卷材、高分子防水卷材展开具体分析。

2.1.1 高分子防水卷材

这种防水卷材的基料采用的是合成橡胶、合成树脂或两者共混体系，加入一定的助剂、填充料进行制作，也可与合成纤维复合制作。

本文从基料角度出发将其分为三类：

（1）橡胶类：此类材料在弹性、强度、延伸性、耐老化等方面表现均较好，目前多数用于屋面外露防水层，也适用于地下室、水渠、隧道、地铁等工程，主要代表产品有三元乙丙（EDPM）防水卷材、三元丁橡胶防水卷材等。

（2）树脂类：此类材料强度高、耐穿刺能力强，是现代隧道防水的重要材料。主要代表产品有PVC、EVA、ECB、LDPE、HDPE等。表1对这些防水卷材性能进行了简要介绍。

（3）橡塑共混类：此类材料兼具上述两种材料的优点：耐老化、高强度、高弹性、耐低温等，在基层变形适应方面表现良好。主要代表产品有氯化聚乙烯-橡胶共混、氯磺化聚乙烯-橡胶共混、乙丙橡胶-聚乙烯共混防水卷材（TPU）等。

2.1.2 高聚物改性沥青防水卷材

这种防水卷材胎基主要有聚酷毡、玻纤毡、纺织物材料，浸涂高分子聚合物改性石油沥青并覆以隔离材料制作而成。

高聚物改性沥青防水卷材的憎水性、粘结性、延伸性、韧性、耐老化性、耐腐蚀性均较好。目前主要有弹性体、塑性体改性沥青防水卷材以及再生橡胶改性沥青防水卷材等，多数用于地铁工程，山岭隧道使用相对较少。

2.2 隧道施工中常用防水卷材特点

我国隧道修建中，高分子防水卷材的应用比高聚物改性沥青防水卷材更多，现将这两种防水材料的特点归纳如下：

2.2.1断裂延伸率

一般情况下，高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材的断裂延伸率分别为>200%、<80%。因此前者更适用于隧道工程，可适应围岩与二次衬砌相对错动、防水基层开裂变形等情况。

2.2.2 吸水率

高聚物改性沥青防水卷材类似分层结构，而地下环境相对潮湿，甚至可以称为是“永久潮湿”，其所含胎体会产生“灯芯”吸水效应，导致防水卷材膨胀、失粘;高分子防水卷材属于均质结构，其吸水率主要在1%-2%之间，更加适用于地下结构。

2.2.3 产品规格

从我国市面上的防水卷材调查来看，高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材的幅宽分别为2-4m、1m，前者可有效减少拼接缝，在防水方面效果更佳。

2.2.4 重量

高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材密度基本一致，厚度差异较大：后者厚度规格主要有3mm、4mm两种;前者则无固定规格，参考相关规范可控制在0.8-4mm。因此在同面积防水工程中，高分子防水卷材重量更轻，也更利于施工。

3 隧道工程防水卷材施工与质量控制要点

3.1隧道工程防水卷材施工要点

3.1.1防水卷材施工流程

铺设防水层工艺流程见图1。

3.1.2 初期支护基面处理

（1）全面检查、清理基面，确保无凸出物，一旦发现及时割除，涂抹砂浆形成圆曲面。

（2）做好隧道断面变化不平处的处理，使用砂浆将断面变化处阴、阳角抹成圆弧。

（3）检查基面无明水，一旦发现及时封堵、引排。

（4）喷混凝土强度达设计要求，使用砂浆罩面，确保基面平整光滑。

3.1.3 缓冲层铺设

（1）初期支护喷射混凝土面铺设无纺布缓冲层，无纺布横向中线对齐隧道中线，由拱顶向两侧墙铺设。

（2）采用专用塑料垫压在工工布垫衬上，做好锚固工作，凹凸处增加一定的锚固点。

（3）土工布缝搭接宽度≥5cm。

3.1.4铺设防水卷材

（1）防水卷材横向中线对齐隧道中线，由拱顶向两侧墙铺挂，留出一定的富余量，切忌过度压紧。

（2）使用壓焊器将防水卷材热合于熟料垫圈上。

（3）焊缝连接时，端头至少留有20cm，控制焊机与初期支护表面相距5-10cm，速度恒定、连续，不得中断。

（4）使用自动爬行热合机焊接卷材间接缝，卷材间搭接宽度>10cm，需充气检查焊缝严密性。

3.2 防水卷材施工质量控制要点

（1）落实防水层卷材检查工作。

（2）铺设后，重点检查防水卷材焊缝质量，热熔压焊后防水卷材透明、无气泡，则表明其焊接质量良好，可开展充气试验。若是维持5min压力超过0.16MPa，则焊接满足要求。

（3）若是检查焊接质量不满足要求，可用肥皂水涂抹焊接缝，在气泡出现的地方进行补焊，不漏气后停止焊接。

（4）检查防水卷材是否破损，修补时将补丁裁成圆角，外缘超过破损孔边沿7cm，保证修补质量。

（5）防水层属隐蔽工程，模板台车就位前需检查签证，落实好接头记录和质量检查记录。

4 实例探析

4.1工程概况

发瑞隧道位于河池市大化瑶族自治县江南乡发瑞村北西侧约600m，隧道洞口进口端岩层产状为350°∠30°，总体走向约294°，设计为分离式隧道。本项目部发瑞隧道桩号为左线ZK424+203-ZK426+875，长度为2672m;右线YK424+195-YK426+875，长度为2680m。

根据目前进展情况，选取发瑞隧道都安端右洞YK424+215-YK424+227共12m二次衬砌施工作为首件。该段为V级围岩，二次衬砌混凝土标号为C30。防水混凝土，衬砌类型为S5-P。施工时先施工仰拱，后施工拱墙。仰拱与掌子面距离要求控制在40m以内，二衬与掌子面距离控制在70m内。

4.2卷材防水层施工方案

预铺高分子自粘卷材防水层采用分离式结构，结构型式为：无纺布+高分子片材（HDPE）+反应粘结胶料，其技术指标必须符合GBS0108-2008中相关规定，卷材防水层施工流程如图2所示。

4.3卷材防水层施工要点

防水卷材超前二次衬砌9-2m施工，铺设采用防水卷材铺设台车进行，防水卷材铺设台车长为9m，搭接长度≥100mm，焊缝宽≥10mm（详见下页图3）。

4.3.施工工序

（1）做好基面突出部位的处理，包括钢筋网、管道、锚杆凸出部分，需切断、铆平后，使用砂浆抹平。

（2）补喷混凝土，确保基层表面平整圆顺，凹凸量≤±3cm，H/D≤1/6，拱顶H/D≤1/8。

（3）混凝土表面土工布用衬砌贴上，使用射钉枪钉上水泥钉锚固，水泥钉长度≥50mm。平均拱顶点、边墙点分别为3-4个/m、2-3个/m。

（4）使用手动专用熔接器铺设防水卷材。

（5）防水卷材产品出厂时，为减少搭接长度，每幅宽边≥2.5m，且在每幅两侧设置≥10cm宽的纯高分子材料，用作卷材与卷材焊接用。焊接采用自动爬行焊机焊接，并单独设置≥25cm宽的配套双面自粘卷材补强（详见图4）。

4.3.2 施工措施

（1）防水卷材宜采用预铺反粘法施工。施工时必须严格按上述程序操作，不得改变先后次序。需要指出的是，卷材的搭接缝和接头要采用配套的粘结材料。

（2）防水卷材的焊接十分关键，切忌漏焊、假焊。派专人做好检查、记录工作，包括肉眼观测、密闭性与抗渗性检查，只有待防水卷材施工质量经验收合格后方能浇隧道二次衬砌混凝土。

（3）防水卷材受焊部位，焊接前必须清理干净，确保焊缝质量达标。

（4）防水卷材每环长度应留有富余，以免出现局部绷紧的情况。

4.4质量保证措施

（1）严抓质量管理，在设计图纸和相关规范的基础上，科学制定现场技术管理制度，保证工程管理规范化。

（2）完善工程质量保证体系，配备好管理人员，切实提高质量意识。

（3）落实设计文件分级会审、技术交底工作，编制完善的专项施工组织方案。

（4）狠抓原材料质量管理，杜绝不合格材料进场，加强试验工作，各工序均按规定进行操作。

（5）严格按施工方案施工，每道工序自检和报监理检查，合格后方可进入下道工序。

5 结语

防排水是隧道工程建设中的重要项目，直接影响到隧道运营安全，必须结合项目类型、特点合理选择防水材料与施工工艺，较好地适应工程环境，获得理想的防水效果。通过工程实践可知，高分子防水卷材在隧道工程中应用效果较好，应严格落实基面处理、防水卷材铺设与相关质量控制措施，切实保证防水工程质量满足要求。