明挖隧道主体结构细部构造防水技术及质量控制

陈 辉

（中交句容建设发展有限公司，江苏 句容 212400）

对于隧道主体结构来说，如果施工缝位置和变形缝位置的防水效果得不到保证，那么隧道后期的运营水平就会受到严重的影响。尤其是靠近水源位置的隧道工程，由于这些区域地下水压较高，自然排水效果较差，在开展隧道施工的过程中，防水问题是重点考虑的问题。

1 工程概况

文章涉及工程为常州至无锡段太湖隧道工程项目，该隧道全长5.652km。隧道工程所属的高速公路为新建高速公路，隧道主体属于超长超宽水下隧道工程。该项目施工主要包含的内容有路基段242m、隧道敞口段290m、暗埋段5120m 及湖中风塔。为了有效防止该隧道工程建设完成投入运营后发生渗水漏水的问题，深入探索和分析隧道主体结构细部构造防水技术的应用是非常有必要的。

2 防水设计原则及标准

2.1 防水设计原则

本工程隧道防水设计本着综合治理的原则，以防为主，治理为辅，充分发挥混凝土结构自防水的功能，重视接缝位置的防水处理[1]。另外，为了增强整个结构的防水效果，需要配合应用全包防水层。

2.2 防水等级标准

本隧道整体防水等级为二级，允许结构表面存在少量的湿渍，但是不能出现漏水问题。要求单个湿渍的最大面积≤0.2m2；平均渗漏量≤0.05L/m2·d，任意100m2防水面积渗漏量≤0.15L/m2·d。对于机电设备较为集中的局部区域，要求防水等级为一级，严禁出现渗水问题，结构表面也不允许出现湿渍。设计使用年限为100 年。

3 隧道主体结构细部构造防水措施

3.1 选择适宜的接缝防水材料

（1）施工缝处防水。钢边橡胶止水带、遇水膨胀止水条等是隧道施工缝防水处理中常用的材料。施工缝防水构造形式如图1 所示，图1（a）为外贴式防水构造，图1（b）为中埋式防水构造。本工程因为防水要求较高，所以决定采用施自粘丁基橡胶钢板止水带配合预埋式注浆管对施工缝位置进行处理。

图1 施工缝防水构造基本形式

（2）变形缝处防水。在对隧道变形缝处进行防水处理时，一般会应用到止水带、填缝板和密封材料等。为了保证变形缝位置的防水效果，不仅要求止水带具备较高的止水能力，同时还必须满足隧道主体结构的变形情况。另外，对于进行防水处理中所应用到的填缝板和密封材料，除了需要具备防水能力外，也必须具一定的可变形性，从而提高其防水效果。本工程中，变形缝处防水分为以下3 种：①迎水面：顶板、侧墙和底板分别应用的防水材料为低模量聚氨酯密封胶和外贴式橡胶止水带。②缝中：应用到的防水材料为中埋式钢边橡胶止水带。③背水面：敞开段采用高模量聚氨酯密封胶，暗埋段采用内装可卸式止水带。

3.2 细部构造防水处理措施

（1）敞开段侧墙顶部止水带收口。考虑到敞开段结构暴露在外，埋深较浅，并逐渐出地面的特点，所有接缝中埋式止水带在侧墙顶部以下收口，并用腻子型膨胀橡胶块封口[2]；外贴式止水带在侧墙出地面处，采用低模量聚氨酯密封胶封口。

（2）穿墙管、抗拔桩。桩头四周凿毛并清理干净，涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，用量为1.5kg/m2，所有预埋穿墙套管均设止水钢环。

（3）水平施工缝止水带与变形缝止水带搭接处理。水平施工缝的止水带在遇变形缝处应骑缝断开，并粘贴在变形缝止水带两端的钢边上，必要时可增设铆钉固定，务必使水平施工缝止水带与变形缝止水带在交会处连接紧密，不得存在间隙。

4 隧道主体结构细部构造防水施工质量控制

4.1 施工缝防水

针对横向垂直施工缝施工在处理的时候需要注意：（1）必须保证横向垂直施工缝的间隔约为25m。（2）第一道防水设置为中埋式钢边橡胶止水带，将其端部绕成为封闭环，然后配合外贴止水带一起应用。（3）跳段施工。（4）合理设置后浇带的宽度处于0.7～1.0m。（5）后浇带混凝土施工应用的是微膨胀混凝土。

针对纵向水平施工缝在开展处理的时候需要注意：（1）设置遇水膨胀止水胶。（2）控制好纵向施工缝龄期，避免其出现较大的差别，另外尽量缩短两次混凝土的浇筑时间，避免混凝土发生开裂的现象。为了提高施工缝周边混凝土的施工质量，在安装止水带的时候，尽量保持一定的角度，如图2 所示。只有这样，才能保证混凝土浇筑施工的密实度。

图2 止水带安设对比

4.2 变形缝防水

（1）外贴式止水带。外贴式止水带因其具有一定的压缩变形性或者弹性，受到荷载的作用后，会发生弹性变形，充满缝隙，达到止水、防渗的效果。此外，这些外贴式止水带还具有一定的减震缓冲作用。本工程在完成变形缝部位的防水层的铺设工作后，需要在变形缝部位的防水板表面以热熔焊接的方式贴上宽度为30cm 的背贴式止水带[3]。完成焊接工作后，针对接头位置，需要使用自粘层密封胶粘带密封严密，并控制止水带的纵向中心线必须和接缝对齐。完成止水带的安装工作后，为了避免混凝土的灌注出现较大程度的移位，严格禁止止水带出现翘边或者局部空鼓过大等现象。

（2）中埋式钢边橡胶止水带。钢边橡胶止水带两侧通常都是带有钢板的，其与混凝土相互粘接的过程中，两侧的钢板和周围的混凝土结构会形成一定的黏结力。止水结构一旦发生变形，那么橡胶局部就会发生形变，正是因为钢板和混凝土之间的黏结性，使得止水构件所承受的力有所减小，在极大程度上避免了止水构件撕裂现象的产生。具体至本工程中，应用钢丝将止水带固定在结构钢筋上，要求必须牢固可靠地进行固定，防止混凝土在浇筑施工的过程中发生脱落，影响最终的止水效果。在止水带位置的混凝土浇筑施工和振捣施工的过程中，注意需要用手将止水带扶正，然后再进行浇筑和振捣，避免止水带发生倒伏或者扭曲的情况。为了提高止水带和混凝土咬合的密实度，对止水带位置的混凝土进行充分振捣。

（3）低模量或高模量聚氨酯密封胶。在填充嵌缝前，需要将变形缝中的衬垫板除掉，然后应用高压风机将缝内的杂物清理干净，保证变形缝的衬垫板表面不存在任何的堆积杂物。在注胶操作过程中，注意严格保证注胶连续、均匀、密实和饱满，且需要保证胶体和接缝两侧的混凝土必须密实地粘贴在一起，不能出现任何脱离或者空鼓的现象。为了保证外观效果，密封胶表面必须平整，保证混凝土表面不存在任何突出的位置。另外，密封胶固化之前，必须做好细致的保护工作，将侧墙外贴式止水带和顶板迎水面嵌缝胶紧密地黏结起来，以防变形缝受到损坏。

4.3 附加防水层

宜采用具有加热和计量等功能的专用施工设备；对施工部位周边采取防污遮挡措施；低温施工时，基层表面应保持干燥，不得有结冰；涂料施工应与卷材铺贴同步进行，卷材搭接边应采用自黏黏结或热风辅助热熔黏结。

5 细部防水构造注意事项

5.1 外包防水层保护

对于本工程施工来说，外包防水层是第一保护层，只有更加完整的外包防水层，才能有效避免隧道主体结构的细部构造点发生渗水或者漏水，从而切实达到保护隧道混凝土主体结构的功能，延长混凝土的抗震性以及抗腐蚀性。所以，在太湖隧道工程防水卷材铺设施工过程中，首先必须合理处理混凝土表面，保证混凝土表面不存在任何异物，避免防水卷材受到异物的破坏。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间的黏结性。

5.2 控制好结构施工缝的龄期差

在实际施工过程中，为了保证两次浇筑的混凝土具有相同的应力水平以及后期具有相同的强度，需要合理地控制施工缝的施工期间隔不能太长，否则就会导致两次完成浇筑的混凝土的收缩状态不一致，使得后期很容易发生开裂或者损坏的现象。

5.3 选用复合式防水结构

对于混凝土结构来说，变形缝、施工缝的存在会降低混凝土结构的连续性，同时，施工缝和变形缝也是隧道结构防水较为薄弱的环节，如果防水设计过于单一或者简单，可能无法达到预计的隧道防水要求。基于此，为了提高混凝土结构的整体防水效果，针对施工缝处理，应该根据实际情况配合应用两种以上的止水带或者止水设施。

5.4 隧道变形缝距离设置

在本工程隧道主体施工的过程中，变形缝间距的设置是非常重要的，施工人员应该注意，合理地控制变形缝的距离，尽可能降低裂缝情况的产生。

6 结束语

综上所述，细部构造防水设计是隧道主体结构中非常重要和关键的施工内容之一。为确保隧道防水效果，必须根据项目实际情况，尽量选择对隧道主体结构影响较小、施工过程更加简单和方便的施工方法。另外，施工单位和监理单位也应该相互配合，认真管理，切实保证整个太湖隧道工程主体结构细部构造的防水效果。