隧道防裂抗滲施工技術研究和應用

王靜

摘要 在隧道工程中，混凝土的開裂現象較為普遍。裂縫的發生會導致混凝土結構強度的下降，影響其耐久性，還有導致嚴重的滲漏，縮短隧道的使用壽命，影響隧道的正常使用和安全。本文針對實際工程對混凝土防裂施工和結構外防水施工難點提出相應技術解決措施，使得工程在防裂抗滲施工順利完成。通過控制混凝土硬化過程中的水化熱產生、施工分段長度、混凝土自身收縮和對淤泥層基底進行加固換填等措施控制混凝土裂縫的發生。此外，該工程還對結構外采取防水卷材和涂料進行防水處理，確保隧道防裂抗滲性能。

關鍵詞 防裂； 抗滲；隧道施工

中圖分類號U45 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0136-02

1 工程概況

某隧道是一條過江隧道，岸上隧道主體結構長825m，其中北岸長390m，南岸長435m。隧道主體結構由敞開段U形結構和暗埋段矩形結構組成，施工時兩種結構均采用明挖法。主體結構中頂板、底板和外側墻都屬于抗滲部位，其中頂板厚度為0.7m~1.15m，底板厚度為0.7m~1.10m，外側墻墻厚為0.6m~0.9m。岸上隧道主體結構混凝土強度等級為C30，抗滲等級為S8。

2 岸上隧道主體結構抗裂防滲施工技術

2.1 混凝土防裂施工

大體積混凝土中，由于其自身特性的影響，施工時會出現溫度裂縫，這些裂縫的發展對隧道主體結構是不利的。在隧道施工過程中如果沒有對這些裂縫進行有效地控制，導致隧道主體結構發生滲漏。所以施工時必須對混凝土采取一定的措施控制其裂縫的產生。

2.1.1 控制混凝土硬化過程中的水化熱產生

由于大體積混凝土在硬化過程中會產生大量的水化熱，使得混凝土內部溫度較其外部表面高，形成較大的溫差，導致混凝內外發生程度不一的熱脹冷縮現象，當混凝土表面由溫差產生的拉應力大于其抗拉強度時就會發生裂縫。頂板和底板等在混凝土澆筑后，采取以下技術措施防止水化熱產生的裂縫：1）在保證混凝土強度滿足設計和施工要求的前提下，使用低熱水泥，并通過雙摻技術在混凝土制造過程中摻入一定量的減水劑和粉煤灰，減低混凝土在硬化過程中產生的水化熱；2）在夏季施工時，為了降低其澆筑入倉時的內部溫度，在制作過程中加入冰水，另外，在頂板和地板中部設置一排冷卻水管（DN25），間距為1m。

2.1.2 控制澆筑混凝土過程中的施工冷縫

該工程隧道主體結構混凝土伸縮縫設置間距為20m~25m，如分段施工間距采用伸縮縫設置間距，會使得混凝土澆筑強度過高和時間過長，導致施工冷縫的出現，使得混凝土結構不能達到抗滲要求。通過控制岸上隧道主體結構施工分段長度，對于施工間距超過20m的區域人為分成兩段施工，減小施工段長度和混凝土澆筑時間，降低混凝土澆筑強度，避免在分層澆筑時層與層之間產生施工冷縫，另外還可以減小混凝土干縮的影響。

2.1.3 控制混凝土硬化過程中收縮產生的裂縫

頂板和底板等在混凝土澆筑后，其表面水分蒸發要較內部快，體積收縮也較內部大，內部混凝土就會約束表面混凝土的收縮變形，導致表面混凝土出現拉應力而開裂。為避免這種裂縫的產生，采取以下技術措施防止收縮裂縫：在混凝土澆筑之前，采取模板澆水處理，避免模板吸收過多混凝土表面水分；對已澆筑的混凝土進行復振，提高混凝土抗拉強度和粘結力，減小混凝土內部的空隙和水分，提高混凝土自身抗裂能力；在混凝土表面水蒸發一定時間后，對混凝土進行抹壓使得混凝土內部裂縫愈合，另外保證混凝土的養護期和質量，在夏季施工時延長混凝土的養護時間，減小混凝土因為收縮而引起的裂縫。

2.1.4 控制混凝土硬化過程中的沉降裂縫的產生

該工程岸上隧道暗埋段主體結構基底處于承壓能力較差的淤泥層，容易產生沉降，導致主體結構產生貫穿板厚沉降裂縫。為避免這種裂縫的產生，在施工前對淤泥層基底進行加固換填處理，加強基底承載力減小沉降。

2.2 結構外防水施工

由于混凝土裂縫的產生的原因較為復雜，在正常使用階段也會有些細微裂縫的產生。為了確保主體結構抗滲性能，增加主體結構的耐久性，對岸上隧道主體結構進行防水處理。

2.2.1 底板和外側墻體采用防水卷材

底板施工時，防水卷材與底板結構混凝土直接接觸，由于其缺少保護很容易發生磨損現象，導致防水效果不佳。針對這點，在底板結構混凝土和防水卷材之間設置保護層，確保防水卷材的完整性。由于圍護結構連續墻的墻面較為粗糙，外側墻體的防水卷材直接與其接觸也會發生損壞，影響防水效果，其外進行外側墻體施工也會對防水卷材造成一定的損傷。在進行外側墻體防水卷材施工時，對連續墻表面用砂漿填平找平，確保抹面光滑平整。另外為了還增設保護板，間距為2m，在進行鋼筋施工時避免卷材與鋼筋接觸，保護防水卷材。

2.2.2 保持卷材施工工作面干燥

由于該岸上隧道主體結構有較多的地下連續墻，進行基坑開挖時在連續墻接頭處會出現滲漏現象，潮濕的施工工作面會降低防水卷材的施工質量。采用引流堵縫的措施，對連續墻滲漏及時處理，保證防水卷材的施工質量。

2.2.3 確保卷材搭接部位的密封可靠

卷材搭接部分的密封性也是卷材能否可靠防水的關鍵。由于這部分工作無法通過肉眼進行監測，必須通過相關機械進行檢查。采用機械焊接在搭接部位進行充氣試驗，在檢驗合格確保搭接質量時才可以進行下一道工序。

2.2.4中置式止水帶變形的控制

中置式止水帶是防水中較為薄弱的位置，它很容易發生位移和變形。止水帶施工時采用先后不間斷澆筑混凝土方式，先進行底下后進行上混凝土的澆筑，避免中置式止水帶因為混凝土自重而發生的彎曲變形，另外對止水帶進行特別的加固，防止其位移的發生。

3 結論

大體積混凝土中，施工時會出現溫度裂縫，這些裂縫的發展對隧道主體結構是不利的。本文針對實際工程對混凝土防裂施工和結構外防水施工難點提出相應技術解決措施，使得工程在防裂抗滲施工順利完成。通過控制混凝土硬化過程中的水化熱產生，使得混凝土內外溫度差減小，減小由于熱脹冷縮現象產生的拉應力；通過控制施工分段長度避免施工冷縫的產生；通過控制混凝土硬化過程中收縮，避免裂縫的產生；通過對淤泥層基底進行加固換填，控制混凝土沉降裂縫。此外，該工程還對結構外采取防水卷材和涂料進行防水處理，確保隧道防裂抗滲性能。防裂抗滲施工必須遵守對到防裂抗滲的要求，做好施工準備工作和每一道工序，才能確保隧道防裂抗滲施工達到良好的效果。

參考文獻

[1]王東杰.公路隧道施工[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]林旭濤，辛永剛.BAC防水卷材在暗挖段隧道防水工程中的應用[J].中國建筑防水，2006(5)．