隧道防水施工方法(完整已排版)

本工程地层富含地下水，且补给来源充足。区间结构整体位于潜水位以下，区间底板结构也位于承压水位以下，结构防水施工至关重要。施工中使用了柔性外包防水材料。因此本工程防水施工重点为外包防水层敷设、结构特殊接点和结构自防水的施工。

1、防水设计原则及标准

1.1防水原则

地下区间结构物的防水设计应遵循“以防为主、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则。

1.2防水标准

区间间隧道结构防水等级为二级。结构不得有漏水，结构表面可有少量、偶见的湿渍。总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000；任意100m2/防水面积上的湿渍不超过3处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2；其中，隧道工程还要求平均渗漏量不大于0.05L/m2/.d，任意100m2/防水面积上的渗漏量不大于0.15L/ m2/.d。矿山法隧道应对初支背后围岩进行充填注浆；喷砼层与二衬之间全断面(包括仰拱)设置土工布和防水板，采用分区及注浆防水系统；洞内设双侧水沟，其排水纵坡不小于3‰，衬砌结构“三缝”应作防水处理；二次衬砌砼抗渗等级依据埋深确定，分别有P8（埋深h≤20m）、P10（20m＜h≤30m）、P12（h＞30m）。

2、结构防水体系

暗挖区间采用的是防、排、堵相结合的防水体系。见图6-12。

图6-12 暗挖结构防水体系图

3、暗挖区间结构防水、排水施工

本区间暗挖结构包括一个区间隧道及两个竖井施工横通道。

3.1暗挖区间结构防水、排水方法

3.1.1暗挖地下段采用复合式衬砌结构，防水采用三道防线：

1）第一道防线：初期支护加背后注浆。

2）第二道防线：柔性防水夹层防水。防水层采用400g/m2土工布+1.5mm厚PVC防水板。

3）第三道防线：结构自防水。二次衬砌大断面采用C35（P10）水下防水钢筋混凝土，小断面采用C35(P10)防水钢筋混凝土，并对二衬及防水层间进行二次注浆。

同时为确保区间在无渗漏的情况下运营，设计于防水层和二衬之间设置排水系统，以达到“防排结合，刚柔相济，多道防线”的防水原则。结构防水见图6-13。

图6-13区间暗挖段结构防水示意图

3.1.2区间防水施工流程

施工流程见图6-14。

3.2区间隧道防水施工技术要求

3.2.1 防水施工准备

1）铺设防水层前必须对初期支护找平，须满足喷射混凝土的平整度要求：边墙：D/L≤1/6，拱顶：D/L≤1/8（L：喷射混凝土相邻两凸面间的距离；D：喷射混凝土相邻两凸面间凹进去的深度）。否则要采用1：2.5的水泥防水砂浆顺平，直到达到要求。

2）基面上不得有钢筋，铁丝和钢管等尖锐突出物，否则应从根部割除，并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面，以防防水板被扎破。

3）隧道断面变化或转弯时的阴阳角应抹成R＞50mm的圆弧。

4）底板基面要求平整，无大的明显的凹凸起伏。

5）喷射混凝土的强度要求达到设计强度。

6）防水层施工时基面不得有明水，如有明水采取注浆堵水或引排，并保持基面干燥。

3.2.2缓冲层的施工方法

1）缓冲层采用400g/m2的土工布衬垫。

2）缓冲层采用水泥钉和塑料圆垫片固定于已达到要求的喷射混凝土基面上，固定点之间呈梅花形布设，固定点之间的间距为：拱顶500～800mm、边墙800～1000mm、底板1500～2000mm。

图6-14区间暗挖段结构防水施工步骤

3）缓冲层之间的搭接宽度不小于50mm,搭接部位采用热风焊枪进行焊接。

4）铺设缓冲层时沿隧道环向进行铺设，不得拉得过紧，以免影响防水卷材的铺设，同时在分段铺设的缓冲层连接部位应预留不少于200mm的搭接余量。

3.3 防水卷材施工方法

3.3.1裁剪卷材要考虑搭接，在底板上不小于300mm。在顶板的衬垫上标出结构纵向中心线，卷材由拱顶向两侧铺设，边铺边与圆垫片热溶焊接。

3.3.2防水板接缝焊接

1）防水板接缝焊接是防水施工最重要的工艺，焊缝采用双焊缝热合机将相邻两幅卷材进行热熔焊接，卷材之间的搭接宽度为100mm，接缝为双焊缝，中间留出空腔以便进行充气检查。

2）当纵向焊缝与环向焊缝成十字相交时（十字形焊缝），事先须对纵向焊缝外的多余搭接部分齐根处削去，将台阶修理成斜面并熔平，削去的长度≥130mm，以确保焊接质量和焊机通过顺利，见图6-15。

3）焊接温度与电压及环境有密切关系，施焊前必须进行量测，点绘出电压～温度关系曲线，供查用。

4）防水层的接头处应擦拭干净，保持干燥。

5）防水层纵横向一次铺设长度可根据隧道断面大小、二衬混凝土循环灌筑长度等因素确定，铺设前，宜先行试铺，并加以调整。

6）防水层在下一阶段施工前的连接部分注意加以保护，不得弄脏和破损。分段铺设的卷材的边缘部位预留至少500mm的搭接余量。

3.3.3防水板的固定

1）防水板采用无钉孔铺设，即利用热风焊枪将裁剪好的卷材热熔粘贴在塑料圆垫片上，见图6-16。

2）将卷材固定于塑料圆垫片上时，不得拉得过紧或出现大的鼓包。特别注意阴阳角部位的卷材一定要与转角部位密贴，以免影响灌注混凝土的尺寸或将卷材拉破。

a 双焊缝

b 十字型焊缝

图6-15 防水板搭接焊缝示意图

图6-16 EVA防水板固定方法示意图

3.3.4防水层的检查。

防水板的质量检查可采用表6-2所示的检查方法。

防水板质量检查方法 表6-2

（2）看塑料防水板是否有被划破、扯破、扎破、弄破损现象；

（3）看焊缝宽度是否符合要求，有无漏焊、假焊、烤焦等现象；

1）固定点间距

固定点间距应符合设计要求。固定点之间呈梅花形布设，间距为：拱顶400mm；边墙800mm。

2）与基面密贴

在拱部用手托起塑料板，各处均应与基面密贴，不密贴处小于10%。

3）焊接质量

防水板焊缝宽度≮20mm，搭接宽度≮100mm，焊接应平顺、无波纹，无焊焦、烧糊或夹层。

进行充气检查时，充气压力为0.25Mpa，稳定时间≮15min，允许压力下降10%。否则应进行补焊，直到达到要求为止。

4）每天、每台热合机应至少抽取一个试样。

4、防水层的防护措施

防水层防护的好坏关系到防水工程的成败，任何一个细小的破坏都有可能导致工程漏水。因此切实加强防水层的防护工作是防水工程的重点。

4.1施工前防水板的防护

防水板合格品入库后，防护工作既已展开：

1）防水板应摆放整齐，挂标识牌并注明进货日期数量。

2）防水板摆放区除严禁烟火外，还必须注意防潮、防污染。

3）防水板应轻拿轻放，不许抛掷。严禁人为破坏，一经发现必须严厉处分。

4.2施工中防水板的防护

因采用流水作业，各工序交叉频繁，防水材料很易受到破坏。施工中应注意：

1）施工现场严禁抽烟。有电焊作业时必须采用石棉板遮挡。现场设灭火设备，一旦发现火情立即灭火。

2）严禁穿带钉的鞋在防水层上或未上强度的保护层上走动，加强现场管理。严禁人为破坏，一经发现必须严厉处分。

3）施工中热焊枪等工具不准乱丢乱放，以免烫坏防水材料。

4）底板防水层做好后应及时施做细石混凝土保护层，并尽快浇筑二衬混凝土底板。

5）一旦发现防水板损坏应立即修补或更换。

4.3施工后防水板的防护

防水层铺设后至做保护层或浇二衬混凝土期间，防水材料最易受到破坏，须加强防护。

1）绑扎钢筋时，防水层表面放置薄木板，钢筋预留端头套塑料帽防止刮破防水板。

2）在割除格栅时，除用石棉水泥板进行遮挡外，还要用水淋洒受热区，降低PVC管温度以防止温度过高使防水板焦化。

3）钢筋连接采用冷挤压技术，避免烧伤、刮破防水板。

4）支模时如果使用电焊固定，须采用石棉板遮挡。

5）混凝土浇注时若使用振动棒，振动棒不得离防水层太近。

5、排水盲管施工

按设计在仰拱两侧设置纵向排水盲管，通过10m间隔布设的横向泻水盲管将水排入底板中间的排水沟。

排水盲管应紧贴在防水板内表面，用定制铁件固定，铁件与结构钢筋焊接，防止浇注混凝土时盲管与防水板脱离而影响排水效果。

5.1变形缝、施工缝的防水

变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙，它是防水处理的难点，也是结构自防水中的关键环节。在施工过程中，施工缝是结构自防水的薄弱环节，处理的好坏将会直接影响结构的防水质量，因此须认真做好施工缝的防水处理。

5.1.1暗挖区间变形缝

区间暗挖隧道与车站结合部位设置变形缝。其他部位不设变形缝。

1）在车站与区间连接处、竖井与区间连接处设置变形缝，变形缝宽度为20mm，变形缝采用中埋式橡胶止水带，缝间充填聚苯乙烯泡沫板。同时，在变形缝处沿隧道环向设置封闭的背贴式止水带，将车站和区间隧道的防水区域分开，形成各自独立的防水区域。

2）同时在背贴式止水带两翼固定注浆管，利用注浆管将浆液填充止水带齿条与混凝土的空隙。

3）在结构中部设置中埋式止水带，在止水带表面现场粘贴缓膨胀型遇水膨胀腻子条。

4）在拱墙、顶拱变形缝的内侧（背水面）预留30×250mm的凹槽。待变形缝两侧的混凝土浇注完并养护完毕，用聚氨酯密封胶嵌缝，嵌缝深为20mm，任何部位均不得出现断点，以免发生窜水现象。在凹槽内做镀锌钢板接水盒，接水盒两侧与结构间的沟槽用聚氨酯密封

胶抹平。在做嵌缝前，将缝两侧基面的表面松动物及浮渣等凿除，清除干净，以使其与变形缝两侧粘接牢固。变形缝做法详见图6-17。

图6-17暗挖区间段变形缝结构

5.1.2暗挖区间段变形缝止水带施工注意事项

1）预埋式止水带：在混凝土结构变形缝处，中埋式止水带应沿结构厚度的中心线将止水带的两翼分别埋入结构中，圆环中心对准变形缝中央。背贴式止水带中心对准变形缝中央。

2）安装中埋式止水带以细铁丝悬吊于钢筋上固定位置，在顶底部水平安装时使止水带形成盆式，以避免止水带下的气体在混凝土浇捣时无法逸出，形成孔隙。

图6-18中置式橡胶止水带安装方法

3）止水带设置时不可翻转、扭曲，如发现破损立即更换。

4）在混凝土浇筑前应避免止水带被污物和水泥砂浆污损，表面有杂质须清理干净，以免混凝土与其咬合不紧密形成渗水通道。

5）接触止水带的混凝土不应出现粗骨料集中和漏振现象。

6）止水带应就位准确、安装牢固，模板的端板应做成箱形，在浇注一侧混凝土时保护止水带的另一侧翼不受到破坏。按图6-18所示

7）止水带的接头部位采用对接的方法，接头处选在结构应力较小的部位。

5.2暗挖区间施工缝

5.2.1纵向施工缝

纵向施工缝继续灌注混凝土时，已灌注混凝土强度不应低于1.2Mpa，继续灌注混凝土前应将已硬化的浮浆、松动砂石清除干净，将表面凿毛，用水冲洗干净并保持湿润无积水,并在施工缝部位铺一层30mm厚水泥砂浆，水灰比与混凝土相同。采用背贴式止水带进行加强防水处理，在其两翼均应固定注浆管进行后续回天注浆，保证止水带与混凝土之间的密贴。

5.2.2环向施工缝

环向施工缝续灌注混凝土时，已灌注混凝土强度不应低于2.5Mpa。施工缝防水采用镀锌钢板止水带，然后背贴式止水带进行加强防水处理，在其两翼均应固定注浆管进行后续回天注浆，保证止水带与混凝土之间的密贴。垂直(环向)施工缝防水示意图6-19。

图6-19垂直(环向)施工缝防水示意图

6、混凝土结构自防水

本工程防水遵循“以防为主、防排结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，其核心是“以结构自防为本，附加防水为标”。混凝土结构的自防水是本工程防水的重点。

6.1初期支护喷射防水混凝土

提高喷射混凝土防水效果的实质就是增加喷射混凝土的密实性，减少其收缩变形裂缝，达到防渗防漏目的。由于喷射混凝土水泥用量较多，易产生干缩裂缝，而且其质量与喷射混凝土技术关系密切，因此，要想喷射混凝土不裂不渗，必须设计好用料级配，控制水灰比，选择好施工工艺。具体实施时采取以下有效措施。

6.1.1对受喷面进行处理

当受喷面有滴水、淋水或涌水时，应先治水。根据现场情况，治水可用堵（采用注浆堵水）、排（采用埋管引水）方法，从而保证喷射混凝土不带水作业，不改变喷射混凝土的配合比。

6.1.2对使用材料严格控制

喷射混凝土使用材料主要有水泥、砂、石、水，对这些材料规格质量都应严格控制。其中石子最大粒径不大于15mm。

6.1.3合理选用外加剂

为了提高喷射混凝土的早期强度和防水性能，喷射混凝土时一般都须添加一定数量的外加剂。外加剂的品种和用量也直接影响喷射混凝土的防水效果，必须合理选择。

1）速凝剂的选用：为了提高喷射混凝土的早期强度，须在喷射混凝土中添加一定数量的速凝剂。

2）防水剂的运用：普通喷射混凝土是非匀质材料，内附许多孔隙，水泥在硬化过程中会产生收缩变形，多余水份的蒸发会给混凝土内部留下孔隙，因此在普通喷射混凝土中掺加防水剂，使混凝土更加密实，而且可推迟收缩变形产生的时间。当水泥收缩时，喷射混凝土已有足够的强度，有效地抵抗收缩开裂和减少混凝土内部的细小裂缝，使其具有结构自防水能力。

3）在施喷过程中，先喷4cm厚混凝土后，再架设钢架和钢筋网，再分层喷至设计厚度，以保证喷射混凝土的密实性。现场实际情况表明渗水多发生在网构钢架拱墙连接节点处。施工中采取以下措施：

①清除拱脚处的全部回弹料和碴土，并在施喷前用高压风水冲洗连接面。

②上齐扣紧全部节点的螺栓。

6.2二次衬砌模筑防水混凝土

本工程采用的是高性能补偿收缩混凝土。

在施工中要加强管理，严格施工工艺，对混凝土施工进行全过程控制，选好合格的混凝土供应商。

根据以往的经验，施工应特别注意以下几点：

6.2.1防水混凝土施工必须在围岩和初期支护基本稳定后进行，施工前做好初期支护的注浆堵水工作。

6.2.2确保水泥、砂子、石子、水和外加剂的质量要求。

1）水泥：水泥采用等级不小于42.5MP,单位混凝土的水泥用量不得小于280kg/m3。

2）砂：宜采用中砂，含泥量不大于3.0%，泥块含量不大于1.0%，云母含量不大于1.0%，坚固性重量损失率小于8%。

3）石：最大粒径不大于40mm，含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.5%，所含泥土不得呈块状或包裹石子表面，吸水率不大于1.5%，坚固性重量损失率小于8%。

4）水：不含有害物质的洁净水。

5）外加剂：采用多功能复合外加剂，掺量（内掺）为10%，掺入时要有专人负责，误差小于5%。外加剂要注意防潮，施工温度低于5度时，要采取保温措施，或选用厂家防冻型膨胀剂。

6.2.3严格控制水灰比

水灰比是对抗渗性起决定作用的因素，增大水灰比，混凝土的密实度降低，相对渗透系数就显著增大，因此须严格控制水灰比，水灰比不大于0.45。地表水不能渗透到正在浇灌的混凝土中，下雨时，灌注混凝土应有遮蔽防雨措施，运输和浇灌混凝土时严禁加水。

6.2.4防水混凝土的运输

施工中采用商品混凝土，混凝土运输采用混凝土拌合车运送，在运输过程中要避免出现离析、漏浆，并要求浇注时有良好的和易性，严格控制混凝土的坍落度，要充分考虑混凝土在生产运输时坍落度的损失。在冷天、热天、大风等气候条件下运送混凝土时应力求缩短运输时间。

6.2.5防水混凝土的灌注

1）模板要架立牢固、严密，尤其是挡头板，不能出现跑模现象。混凝土挡头板做到表面规则平整，避免出现水泥浆漏失现象。

2）把好泵送入模关。暗挖隧道防水混凝土采用泵送入模。施工前，用同等级的水泥砂浆润管，并将水泥砂浆摊铺到施工接茬面上，摊铺厚度20～25mm，以促使施工缝处新旧混凝土有效结合。

6.2.6混凝土振捣

暗挖结构防水混凝土振捣采用插入式振捣棒，振捣时，振捣棒应等距离地插入，均匀地捣实全部混凝土，插入点间距应小于振捣半径的1.5倍，前后两次振捣棒的作用范围应相互重叠，避免漏捣和过捣，振捣时严禁触及钢筋和模板。

6.2.7混凝土的养护

本工程防水混凝土的裂缝宽度不得大于0.2mm，养护措施得当，能最大限度减少混凝土的开裂，因此派专人负责。防水混凝土灌注完毕，待终凝后及时采用喷、洒水养护。待拆模后，对结构表面及时进行洒水养护，保持混凝土表面湿润，养护期不少于14天，浇注完的混凝土严禁受阳光直射。

6.2.8施工步骤紧密衔接也是减少裂缝、保护补偿收缩混凝土良好效果的重要因素，因此要及时进行附加防水层、保护层的施工和覆土是减少裂缝的重要后续步骤。

6.2.9防水混凝土结构内部设置各种钢筋或绑扎铁丝，不得接触模板，固定模板用的螺栓必须穿过混凝土结构时，应设止水环。

6.3 结构混凝土防渗漏、防开裂的施工技术措施

6.3.1优化的混凝土原材料，选用抗水性好、泌水性小、水化热低并具有一定抗侵蚀能力、质量稳定的不小于42.5MPA普通硅酸盐水泥。选用级配良好的砂、石等集料，拟采用细度模数为2.8～3.0的中砂，碎石最大粒径小于40mm。

6.3.2配混凝土合比设计应满足设计对抗混凝土渗和防腐的技术指标要求。经多次试配、类比配制出既能满足的混凝土强度及其它各项技术性能，又能提高其抗渗漏和防腐蚀能力的混凝土。

6.3.3控制混凝土水灰比小于0.45，每立方混凝土水泥用量应大于280kg，含砂率控制在35～40%之间。

6.3.4混凝土中掺入适量缓凝高效减水剂，其品种和掺量经试验确定。

6.3.5在混凝土中掺加水泥用量15-25%的级以上粉煤灰，改善混凝土的和易性及其它各项技术性能，降低混凝土内部的水化热。

6.3.6在混凝土中掺入适量的混凝土微膨胀剂，补偿混凝土的收缩，减少混凝土的收缩裂缝。具体掺量经试验确定。

6.3.7降低混凝土的入模温度，炎热季节施工应尽量安排在气温较低的时间段进行混凝土浇筑，同时可用降低砂、石及拌合水温度的方法来控制混凝土的入模温度。

6.3.8混凝土运输过程中应不断地加以搅拌，确保进入施工现场混凝土的质量。

6.3.9钢筋应严格按有关规定及标准要求进行除锈。

6.3.10混凝土浇筑施工应严格按照顺序进行，分层浇筑、振捣密实。严格按操作规程要求，控制捣固范围及时间，避免因漏捣而引起蜂窝麻面或因振捣时间过长、过短所引起的翻砂和捣固不密实等不良现象的发生。分层浇筑混凝土的间隙时间应控制在允许范围内，间隙时间必须待其达到强度要求，对其按施工缝有关要求进行处理后方可再进行混凝土浇筑。

6.3.11模型应具有足够的强度和刚度，表面平顺、光洁，接缝严密、不漏浆。支撑应牢固、可靠，具有足够的稳定性。

6.3.12混凝土浇筑应分段进行，避免一次性浇筑混凝土体积过大或结构长而造成结构裂纹。

6.3.13施工缝、变形缝的处理

施工缝、变形缝的处理，除严格按照设计和技术规范的有关要求及前述结构施工方案、方法中有关该部分的相关内容进行外，还应采取以下措施：

1）分次浇筑混凝土时，必须在原浇筑的混凝土达到规定的强度要求后，方可再进行混凝土浇筑。

2）在原混凝土表面再次进行混凝土浇筑前，应清除原混凝土表面的浮浆及脆弱表层，对混凝土表面进行凿毛，露出粗骨料，使其表面呈凹凸不平状。

3）用高压水冲洗表面，彻底清扫原混凝土表面的泥土，松散骨料及杂物，让混凝土表面充分吸水、润湿。

4）变形缝的聚苯乙烯泡沫板和止水带安装应顺直、密贴，安装位置和方法正确。混凝土浇筑前应对其有无破坏、位置是否正确等进行严格检查，在符合要求后方可进行混凝土浇筑。

5）混凝土浇筑时，对接缝处适当地进行重复振捣，使其密贴，同时应采取措施防止聚苯乙烯泡沫板及止水带的位移和破损。

6）混凝土浇筑完毕，待其初凝后及时对外露表面进行洒水养护，混凝土洒水养护时间不得少于14天。

7）模板拆除应根据不同结构部位模板的受力情况及其对混凝土强度的要求，分期、分批拆除。拆除模板应尽 避免在混凝土散热高峰期进行，避免因模板拆除过早引发结构裂纹。

7、防水施工辅助措施

本工程地下水丰富，暗挖法施工部分虽然采用三道防线防水，为了保证结构不渗不漏，仍需采取一些必要的辅助措施。暗挖隧道拱顶砼灌注采用泵送挤压砼施工工艺，由于客观原因，拱项砼往往会产生不密实，灌不满等现象，对此部位的砼，采用在拱顶贴近防水板面预埋注浆管，一是作为排气孔，排除拱部空气，减小拱部泵送压力；二是通过灌注过程观察流浆情况检查砼灌满程度；三是作为注浆管，对二衬实施回填注浆，以弥补砼因收缩或未灌满造成拱顶空隙。且进一步堵截渗漏水。