一种隧道多重防水施工方法与流程

本发明涉及一种在复杂地质环境条件下的隧道施工方法，尤其是一种隧道多重防水施工方法。

背景技术：

在水下的隧道工程中，隧道场区内覆盖层为淤泥、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土层，层中含大量腐植物及有机质，含少量贝壳及砂，力学强度低，属高压缩性、高触变、高灵敏雅、高含水量、大孔隙比、低强度等软土特征，使得工程水文地质条件极差。例如，港珠澳大桥的重要组成部分港珠澳大桥珠海连接线中的拱北隧道就是典型的上述工况，防水难度极大，因此，为了确保隧道表面无渗漏水，需采用多重防水施工技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种隧道多重防水施工方法，解决隧道表面渗漏水的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种隧道多重防水施工方法，包括以下内容：

第一，对初期支护和二次衬砌的基面进行找平处理，保证基面无杂物且整洁；

第二，在初期支护和二次衬砌的基面进行土工布的铺设；

第三，在土工布上排布防水板，并将防水板焊接在一起，相邻防水板的搭接处加上一层加强防水板，形成防水加强层；

第四，在防水板的中间位置设置防渗肋条，控制防水区域的长度，形成分区防水；

第五，在防水板上设置注浆嘴，在防水板的表面进行三次衬砌；注浆嘴通过注浆管连通到三次衬砌外表面上的注浆导管控制盘中，用于在三次衬砌有渗漏水情况时进行注浆止水；

第六，三次衬砌表面上位于相邻防水板的水平方向上留有水平施工缝，在所述水平施工缝上加一层背贴式止水带；在位于水平施工缝处三次衬砌的内部增加一条中埋式钢边橡胶止水带，所述中埋式钢边橡胶止水带的两侧设置在所述三次衬砌的内部；在水平施工缝的表面涂刷水泥基渗透结晶防水涂料；

第七，三次衬砌表面上位于相邻防水板的环向方向上留有环向施工缝，在所述环向施工缝上加一层背贴式止水带；在所述三次衬砌的内部位于环向施工缝的位置增加一条中埋式钢边橡胶止水带，所述中埋式钢边橡胶止水带的两侧设置在所述三次衬砌的内部；在水平施工缝的表面涂刷水泥基渗透结晶防水涂料；

第八，沿着隧道延伸方向每隔一段距离留有环向变形缝，在所述环向变形缝上增加一层背贴式防水带；在所述背贴式防水带的外部进行三次衬砌，并在所述三次衬砌的内部位于环向变形缝的位置增加一条中埋式钢边橡胶止水带；在所述环向变形缝预埋带注浆导管橡胶膨胀止水条；在所述环向变形缝堵头板上安装闭孔pe泡沫板，并在环向变形缝的端头预留防水槽，在预留槽内填充聚硫双组份密封胶防水材料，然后在环向变形缝端头的外侧设置不锈钢截水盒。

进一步的，所述防水板质检通过双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪。

进一步的，所述防水板选用带注浆导管的防水板。

进一步的，所述注浆嘴设置在所述防水板四周位置，且每个防水分区布置10个注浆嘴及注浆导管；所述注浆嘴与所述注浆导管控制盘一一对应。

进一步的，所述防渗肋条的截面形状为倒t形，t形上半部分为工字形。

进一步的，设置不锈钢截水盒时，首先将环向变形缝清理干净，保证环向变形缝处混凝土面的平整；安装时，环向变形缝应位于不锈钢截水盒中间位置。

进一步的，所述不锈钢截水盒通过膨胀螺栓固定在三次衬砌上，并用聚硫双组份密封胶密封。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：该隧道采用分区防水施工方法，从而将防水板的破损点锁定在了一个小的分区范围之内，当出现破损情况时进行压浆修补即可，不会影响到其他分区的防水情况，提高了防水效果；每个防水分区预埋的注浆导管可备防水板受损时进行注浆修补，恢复防水效果，此方式避免了在衬砌混凝土表面钻孔压浆或开槽埋管进行修补；钢边橡胶止水带、带注浆导管橡胶膨胀止水条和截水盒的共同作用，提高了施工缝和变形缝的防水效果。总之，多重防水处理给隧道增添了多道防线，可大大减少隧道渗漏现象，有效控制了隧道的防水效果。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明隧道纵剖面分区防水注浆构造图；

图2为本发明隧道水平施工缝防水结构图；

图3为本发明隧道环向施工缝防水结构图；

图4为本发明隧道环向施工缝防水结构图；

图5为本发明隧道防渗肋条大样图；

图6为本发明隧道不锈钢截水盒大样图；

附图标记说明：1、防水板；2、带注浆管橡胶膨胀止水条；3、注浆嘴；4、注浆导管；5、背贴式止水带；6、环向施工缝；7、环向变形缝；8、注浆导管控制盘；9、初期支护；10、二次衬砌；11、水平施工缝；12、防渗肋条；13、三次衬砌；14、中埋式钢边橡胶止水带；15、水泥基渗透结晶防水涂料；16、防水加强层；17、不锈钢截水盒；18、聚硫双组份密封胶；19、闭孔pe泡沫板；20、膨胀螺栓。

具体实施方式

一种隧道多重防水施工方法，其具体的实施方式包括以下内容：

隧道多重防水施工工艺流程为：清理基层→基面弹线→铺土工布→铺设预铺式反粘防水卷材→防水卷材机械固定(焊接或吊捆)→卷材搭接处理→节点施工→自检→验收→揭卷材的隔离膜→绑扎钢筋→浇注混凝土。

第一，对初期支护9和二次衬砌10的基面采用1：2.5水泥砂浆找平层进行找平处理，要求基面平整度满足d/l≤1/20(d：相邻两凸面间的最大深度，l：相邻两凸面间的最小距离)，d/l为矢玄比，即单位长度下的凹陷深度。找平层表面的凹凸不平应平缓过渡，不允许有直角凹凸部位。保证基面坚固密实、洁净、平整、光滑，基层表面不得大于12mm的缺口或孔洞，不得有疏松、起砂、起皮现象；若有蜂窝、麻面、开裂、缺口时，应事先进行修补。且所有阴角部位均采用1：2.5水泥砂浆做成5×5cm的倒角。

第二，找平后，在初期支护9和二次衬砌10的基面上铺设400g/m²的土工布缓冲层进行保护。

在土工布上铺设防水板1之前，应超前衬砌施工9～20m，并设临时挡板，防止机械损伤和电火花灼伤防水板1。此外，在铺设之前还应该进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板1的尺寸，尽量减少接头。防水板1采用1.5mm厚预铺hdpe胶膜复合防水卷材。在实际铺设的过程中，应该采用从上向下的顺序，下部防水板1应压住上部防水板1，松紧应适度并留有余量，保证防水板1全部面积均能抵到围岩。同时，分段铺设的防水板1的边缘部位预留至少60cm的搭接余量，并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。在将相邻防水板1焊接在一起的时候，接缝处必须檫洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡折皱及空隙；防水板1之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪。此外，防水板1纵向搭接与环向搭接处，除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料的防水板材，并用人工热焊焊接，起加强层作用。防水卷材实测项目见表1。

表1卷材防水层实测项目

防水卷材经现场验收合格后，每条焊缝再增加一层加强防水层，采用人工热熔焊接，给结构再添一道防水措施；拱部、侧墙施工时，应采用防止防水板1下滑的措施，在距离防水板1边缘10～20mm内进行机械固定，顶板间距为400～600mm，侧墙里面为800～1000mm，应保证固定位置被防水板1完全覆盖。在采用外防内贴法铺设立面防水板1时，应先铺设转角，后铺大面，充分保证防水板1铺设的稳定性。

第三，在施工中采用分舱的方法将整个隧道的防水分成小区，采用背贴式止水带5与防水板1热风密实焊接进行分区，并在中间安装防渗肋条12，将防水面积控制在10m长度范围内，详见图1。分区防水形式可将防水板1的破损点锁定在一个小的分区范围内，进行压浆修补即可，而不会影响到其他分区。背贴式止水带5安装在环向施工缝6和环向变形缝6的位置上，既能够实现分区防水，又能保护环向施工缝6和环向变形缝6处的防水板1。

第四，在防水板1上安装注浆嘴3，注浆导管控制盘8安装在三次衬砌13上，且位于分区防水的中间靠下位置，即安装在防渗肋条12上，注浆嘴3则按照列阵的形式开设在防水板1的四周。注浆嘴3和注浆导管控制盘8通过注浆导管4进行联通，每个防水分区布置10个注浆嘴3及注浆导管4。注浆嘴3采用热焊点焊固定在防水板1上，并用胶带将注浆嘴3周边封住，以防浇注衬砌混凝土时堵塞注浆嘴3，同时保证注浆嘴3和注浆导管控制盘8应一一对应。注浆导管4可备防水板1受损时进行注浆修补，恢复防水效果，此方式避免了在衬砌混凝土表面钻孔压浆或开槽埋管进行修补。在防水板1的表面进行三次衬砌13，并将与注浆嘴3相连的注浆导管4集中引到衬砌内侧，以便进行注浆封堵。

第五，三次衬砌13表面上位于相邻防水板1的水平方向上留有水平施工缝11，在所述水平施工缝11上加一层背贴式止水带5，背贴式止水带5按设计要求及位置铺设，采用双缝焊接施工，背贴式止水带5埋设位置应准确，且其中间空心圆环应与水平变形缝6重合。然后在进行水平施工缝11的三次衬砌13内部增加一条中埋式钢边橡胶止水带14，所述中埋式钢边橡胶止水带14的两侧镶嵌在所述三次衬砌13的内部。中埋式钢边橡胶止水带14埋设位置应准确，其中间空心圆环应与变形缝重合。中埋式钢边橡胶止水带14采用封口钢筋固定，衬砌时按设计要求中埋式钢边橡胶止水带14，利用端头模板固定，从而在浇筑混凝土过程中控制其不发生位移。此外，在固定中埋式钢边橡胶止水带14时，应防止中埋式钢边橡胶止水带14偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。中埋式钢边橡胶止水带14定位时，应使其在界面部位保持平展，不得使中埋式钢边橡胶止水带14翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象，应及时进行调正，详见图2。除此之外，还要在水平施工缝11的表面涂刷水泥基渗透结晶防水涂料15，水泥基渗透结晶防水涂料15耐高水压、耐腐蚀、耐长期浸泡，涂料中的活性成分可以使反应不断深入到混凝土内部，在时间上持久进行，生成结晶体，因此具备二次抗渗能力，寿命与混凝土一样长久。

第六，三次衬砌13表面上位于相邻防水板1的环向方向上留有环向施工缝6，在进行环向施工缝6的防水施工时在防水板1上安装背贴式止水带5。背贴式止水带5按设计要求及位置铺设，采用双缝焊接施工，背贴式止水带5埋设位置应准确，且其中间空心圆环应与环向变形缝6重合。之后，在三次衬砌13的内部增加一条中埋式钢边橡胶止水带14，所述中埋式钢边橡胶止水带14的两侧镶嵌在所述三次衬砌13的内部。中埋式钢边橡胶止水带14采用封口钢筋固定，在浇筑混凝土过程中控制其不发生位移。在固定中埋式钢边橡胶止水带14时，应防止中埋式钢边橡胶止水带14偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。此外，中埋式钢边橡胶止水带14定位时，应使其在界面部位保持平展，不得使中埋式钢边橡胶止水带14翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象，应及时进行调正，详见图3。除此之外，还要在环向施工缝6的表面涂刷水泥基渗透结晶防水涂料15，水泥基渗透结晶防水涂料15耐高水压、耐腐蚀、耐长期浸泡，涂料中的活性成分可以使反应不断深入到混凝土内部，在时间上持久进行，生成结晶体，因此具备二次抗渗能力，寿命与混凝土一样长久。

第七，沿着隧道延伸方向每隔一段距离留有环向变形缝7，在进行环向变形缝7的防水施工时，在防水板1上安装背贴式止水带5。背贴式止水带5按设计要求及位置铺设，采用双缝焊接施工，背贴式止水带5埋设位置应准确，且其中间空心圆环应与变形缝重合。之后，在三次衬砌13的内部增加一条中埋式钢边橡胶止水带14，所述中埋式钢边橡胶止水带14的两侧镶嵌在所述三次衬砌13的内部。中埋式钢边橡胶止水带14采用封口钢筋固定，在浇筑混凝土过程中控制其不发生位移。在固定中埋式钢边橡胶止水带14时，应防止中埋式钢边橡胶止水带14偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。此外，中埋式钢边橡胶止水带14定位时，应使其在界面部位保持平展，不得使中埋式钢边橡胶止水带14翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象，应及时进行调正。之后，环向变形缝7在堵头板上安装pe泡沫板19，牢固并与堵头板密贴，用于防止钢结构的腐蚀，并起到一定的防水作用。将带注浆管橡胶膨胀止水条2安装在环向变形缝7内，施工的时候采用预埋施工法，三次衬砌13时按照设计要求预埋带注浆管膨胀橡胶止水条2，利用端头模板固定。其中，带注浆嘴的一侧布置于已浇混凝土的一边，带注浆管膨胀橡胶止水条2的连接采用平行搭接方法。环向变形缝7端头预留聚硫双组份密封胶防水20mm×20mm槽，为施工聚硫双组份密封胶18防水做准备。衬砌完成后，在同时预留20mm×20mm槽内填充聚硫双组份密封胶18防水材料，填充密实。然后在环向变形缝7端头的外侧安装不锈钢截水盒17，保证防水效果，详见图4。

在实际施工的过程中，需要选用带注浆导管的防水板1。

如图5所示，所述防渗肋条12的截面形状为倒t形，t形上半部分为工字形，这种形状的防渗肋条12可以有效提高防水效果。

不锈钢截水盒17的施工顺序为：变形缝清理→涂抹聚硫密封胶→接水盒安装、固定→截水盒密封处理。因此，在安装不锈钢截水盒17时，首先将环向变形缝7清理干净，保证环向变形缝7处混凝土面的平整，且环向变形缝7应位于不锈钢截水盒17中间位置。不锈钢截水盒17的大小为宽300mm，两翼宽各20mm，厚度为1mm，搭接长度不小于100mm，搭接处不得漏水，并且下侧的不锈钢截水盒17包住上侧的不锈钢截水盒17，使水不能从不锈钢截水盒17漏出，详见图6。此外，所述不锈钢截水盒17通过间距为300mm膨胀螺栓20固定在三次衬砌13上，并用聚硫双组份密封胶18密封紧密，使其不会出现漏水现象。

综上所述，多重防水处理给隧道增添了多道防线，可大大减少隧道渗漏现象，有效控制了隧道的防水效果。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。