城市隧道防水施工技术及控制要点研究

燕远岭 汪 凯 付亚辉

（中建七局安装工程有限公司，河南 郑州 450040）

依托多个城市隧道工程应用实例，对城市隧道防水施工技术及控制要点予以研究和总结。防水工程遵循“防排结合、以防为主、刚柔相济”的原则，以混凝土结构自防水为主，辅以全包柔性防水层加强防水的形式，以变形缝、施工缝等细部构造防水为重点进行施工。

1 工程概述

某城市隧道，采用单箱双孔现浇钢筋混凝土箱涵的结构形式，匝道暗埋段采用单箱单孔现浇钢筋混凝土箱涵的结构形式，敞开段均采用“U”型槽结构，设计年限为100年，环境类别为Ⅱ类，防水等级为二级。根据周边工程资料，项目场地3年~5年最高水位埋深可按6m考虑。根据钻探成果，自上而下划分土层为：杂填土、粉土、粉质黏土、粉砂、粉土、粉质黏土夹粉土。

2 防水工程在隧道施工中的技术要点

2.1 混凝土结构自防水

混凝土采用“双掺”混凝土，即主要采用普通硅酸盐水泥、优质磨细粉煤灰和粒化高炉矿渣微粉等胶凝材料，混凝土的水胶比≤0.45。

添加聚丙烯抗裂纤维，抗裂纤维掺量1kg/m3~1.2kg/m3，同时添加高性能的外加剂（抗裂防渗增强剂）以增强抗渗防水效果。

碎石：5mm~20mm连续级配，严格控制针片状含量，含泥量≤0.5%。

砂：中粗砂，含泥量≤2%。

砂率控制在35%~45%之间，配置强度达C40、抗渗等级达P8级别的耐久性高、防水性强的结构自防水混凝土。

生产聚丙烯纤维混凝土的投料次序和方法，应以搅拌过程中聚丙烯纤维不产生结团和保证一定的生产率为原则，优先采用将纤维、胶凝材料、粗细骨料先干拌而后加水湿拌的方法。为确保拌合质量，搅拌时间宜比普通混凝土延长20s~30s。

混凝土的工作性，应在满足现场施工的前提下，适当降低坍落度，以充分保障混凝土质量。施工过程中严格保证振捣质量，浇筑完成后及时养护，养护14d以上。

2.2 辅以全包柔性防水层

2.2.1 反应粘接型高分子湿铺防水卷材

防水工程采用反应粘接型高分子湿铺防水卷材，其与传统防水卷材的区别在于：和现浇混凝土同步反应，通过化学、物理卯榫的协同作用牢固地粘接到混凝土上，具备高尺寸稳定性、双向耐撕裂性、高强度和高延伸性、良好的自愈能力等特点，形成全方位、牢固密封的“皮肤式”防水层。

2.2.2 工艺流程

基层处理→拌制湿铺浆料→附加层施工→湿铺大面卷材→排气压实→搭接密封→组织验收，图1为排气压实。

图1 排气压实

2.2.3 施工要点

基层处理：扫除大面灰尘及杂物，对基面进行洒水充分润湿。孔洞填补抹平，表面凸出部位剔凿平整。

拌制湿铺水泥浆：水灰比控制在0.35~0.45，温度≥30℃时，可添加适当建筑胶水作为保水剂。电动搅拌时间不少于5min，无凝块或干粉。拌和好的水泥浆应在1h内用完。

附加层施工：阴阳角、管根、变形缝等部位应采用双面自粘卷材湿铺法施工，如图2所示。

图2 附加层施工

大面卷材施工：根据卷材幅宽，先将湿铺浆涂抹于润湿后的基层上，涂抹厚度应均匀无露底、漏涂，浆料涂抹宽度以伸出幅宽100mm为宜，切勿将湿铺浆料涂抹于卷材搭接处。湿铺浆料涂抹后，应立即进行卷材铺设，以防止浆料失水，影响粘接效果。卷材铺设完成后，使用橡胶刮板沿卷材中部向两侧排气压实。

搭接密封：卷材的长短边搭接为自粘搭接，宽度应为80mm，使用小压辊碾压密实。

2.3 施工缝防水构造

施工缝应避开应力集中部位和防水工程薄弱部位，满足现场施工的前提下，尽可能减少施工缝的设置。

施工缝的防水结构为中埋式钢边橡胶止水带、外贴防水卷材。所有纵向水平施工缝中的止水钢板与横向垂直施工及沉降缝中的中埋式钢边橡胶止水带中的钢边部分用铆钉搭接，搭接长度即为钢边宽度。如果纵向水平施工缝中采用反应型丁基橡胶腻子止水带，则可直接铆钉搭接，如果采用钢板止水带则在两止水带间夹丁基橡胶腻子带。在止水带搭接范围内至少要有5个铆钉，采用梅花形布置。

2.4 沉降缝处防水构造

沉降缝严格按图纸位置留设，防水结构为中埋式钢边橡胶止水带、外贴式止水带、外贴防水卷材，外防水设置0.6m宽附加层，背水面采用高模量聚氨酯密封胶进行嵌缝，迎水面采用低模量聚氨酯密封胶进行嵌缝，顶板、侧墙处内侧预留凹槽设置接水盒。止水带和接水盒必须固定牢靠，混凝土浇筑至临近沉降缝位置时须谨慎振捣。

用于沉降缝的中埋式钢边橡胶止水带、外贴式止水带，应采取可靠的固定措施，把止水带的空腔部位固定在沉降缝中间，以充分发挥橡胶止水带空腔部位的变形作用，防止隧道沉降撕裂橡胶止水带，从而保障沉降缝止水效果。

2.5 顶板设置双向横坡排水

顶板是隧道防水工程的薄弱环节、渗漏水多发部位，在顶板设置0.5%双向横坡，把顶板上方的水及时向两侧导流，可有效消除顶板渗漏隐患。

2.6 侧墙与底板、顶板防水接口处理

主体结构完成后铺贴立面卷材时，先将接茬部位的各层卷材揭开，将其表面清理干净，如卷材有局部损伤，应及时进行修补。侧墙与底板、侧墙与顶板进行倒角50mm×50mm处理，做300mm+300mm附加层。

3 实施效果评价

该项目设计防水等级为二级，经渗漏水检测，结构无渗水，表面无湿渍，满足“二级防水等级标准：湿渍总面积不大于防水面积的0.2%，单个湿渍面积不大于0.2m2，任意100m2防水面积不超过3处；平均渗水量不大于0.05L/（m2·d），任意100m2防水面积上的渗水量不大于0.15L/（m2·d）”。

4 强化隧道防水施工效果的措施

4.1 提高对混凝土施工质量以及后期养护工作的重视

根据相关要求，在隧道混凝土的抗渗等级达到P8级及以上时，混凝土中需加入多种外加剂，以此保证混凝土的抗渗性能；加强对施工工序的控制，重视施工技术的交底工作，提高混凝土浇筑的质量以及防水效果；完成混凝土的浇筑以及模板拆除工作后，需要对混凝土结构进行养护，及时洒水，避免其出现裂缝，提高结构的抗渗性能。另外，混凝土的养护周期应保证在14d以上，以此保证隧道主体结构的强度和防水效果。

4.2 加强防水卷材施工质量管控及成品保护

排气压实是防水卷材施工的关键工序，若空气未完全从防水卷材下排出，极易形成空鼓，导致防水卷材不能和隧道结构完全密贴，形成渗漏水、窜水隐患。防水卷材铺设验收合格后，尽快铺设保护层，防止防水卷材被暴晒、雨淋。隧道回填时，加强对施工机械的管理，严禁破坏防水卷材及保护层。

4.3 保障橡胶止水带和止水钢板的搭接质量

橡胶止水带采用热熔焊接的连接方式，或采用灌注型快速接头外包自粘密封胶带的连接方式，如图3所示。止水钢板应保障搭接长度，满焊，严禁焊穿、焊伤。用双组份聚硫密封膏密封空隙，外包自粘密封胶带，如图4所示。

图3 灌注型快速接头

图4 止水钢板的搭接

5 结语

城市隧道施工过程中，每一工序的疏忽都有可能造成渗漏水隐患，必须严格按施工技术措施组织施工，控制好每道工序的施工质量，细部构造防水更是重中之重，务必严格管控，确保其防水效果满足设计要求。通过总结城市隧道工程防水施工技术经验发现，上述防水技术措施具有效果显著、经济合理、便于施工等优势，对其他城市隧道防水工程具有一定参考价值。