防水卷材在隧道施工中的應用及質(zhì)量控制要點

李清海

摘要：文章分析了隧道施工防水研究的意義，介紹了隧道施工中常用防水卷材類型與特點，闡述了隧道工程防水卷材施工與質(zhì)量控制要點，并圍繞具體案例探討了防水卷材施工情況，以期為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：隧道施工;防水卷材;類型;特點;質(zhì)量控制

中圖分類號：U453.6 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.037

文章編號：1673-4874（2019）09-0129-04

0引言

目前，我國交通隧道滲漏水問題較為常見，已經(jīng)成為了我國交通領(lǐng)域的一大技術(shù)難題。一旦隧道出現(xiàn)這種情況，將加快土建結(jié)構(gòu)與內(nèi)部設施的劣化，直接威脅到行車安全性，且需花費大量的資金與人力進行維修，使隧道運營效益大幅降低.基于此，做好隧道防排水施工十分關(guān)鍵，本文從防水卷材的應用角度出發(fā)展開具體分析。

1 隧道防水施工研究意義

近年來，我國交通基礎(chǔ)設施建設開展得如火如荼，從隧道建設領(lǐng)域來看，主要呈現(xiàn)為數(shù)量增加、規(guī)模增大、建設條件與結(jié)構(gòu)形式趨于復雜的態(tài)勢，截至2017年年末，全國公路隧道數(shù)量達到了16229處，里程共計1528.51萬m，其中特長隧道（超過3km）902處、401.32萬m;長隧道（1-3km）3841處、659.93萬m.

對我國現(xiàn)有隧道的實際運營情況進行調(diào)查可知，滲漏水問題十分嚴重，在各大隧道中較常出現(xiàn)，而且類型眾多，主要包括拱部漏水、邊墻淌水、施工縫漏水、床底翻漿冒泥等。上述質(zhì)量問題的存在直接威脅隧道中車輛駕駛的安全性，同時滲漏水容易導致隧道運營設施銹蝕，降低隧道結(jié)構(gòu)耐久性，以致于隧道通風、照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，最終大大縮短隧道的使用壽命。

根據(jù)隧道建設全過程分析可知，隧道滲漏水問題的出現(xiàn)與設計、材料、施工、管理等各環(huán)節(jié)均緊密相關(guān)，尤其是防水材料選用不當是一大主要原因。基于國家產(chǎn)業(yè)政策的引導，我國建筑防水材料發(fā)展迅速。其中，改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材的使用比例逐年提高，紙?zhí)ビ蜌謩t處于逐步淘汰狀態(tài)。本文主要圍繞防水卷材在隧道施工中的應用展開具體分析。

2 隧道施工中常用防水卷材類型與特點

2.1隧道施工中常用防水卷材類型

基于我國建筑防水材料的發(fā)展與應用現(xiàn)狀，本文主要就高聚物改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材展開具體分析。

2.1.1 高分子防水卷材

這種防水卷材的基料采用的是合成橡膠、合成樹脂或兩者共混體系，加入一定的助劑、填充料進行制作，也可與合成纖維復合制作。

本文從基料角度出發(fā)將其分為三類：

（1）橡膠類：此類材料在彈性、強度、延伸性、耐老化等方面表現(xiàn)均較好，目前多數(shù)用于屋面外露防水層，也適用于地下室、水渠、隧道、地鐵等工程，主要代表產(chǎn)品有三元乙丙（EDPM）防水卷材、三元丁橡膠防水卷材等。

（2）樹脂類：此類材料強度高、耐穿刺能力強，是現(xiàn)代隧道防水的重要材料。主要代表產(chǎn)品有PVC、EVA、ECB、LDPE、HDPE等。表1對這些防水卷材性能進行了簡要介紹。

（3）橡塑共混類：此類材料兼具上述兩種材料的優(yōu)點：耐老化、高強度、高彈性、耐低溫等，在基層變形適應方面表現(xiàn)良好。主要代表產(chǎn)品有氯化聚乙烯-橡膠共混、氯磺化聚乙烯-橡膠共混、乙丙橡膠-聚乙烯共混防水卷材（TPU）等。

2.1.2 高聚物改性瀝青防水卷材

這種防水卷材胎基主要有聚酷氈、玻纖氈、紡織物材料，浸涂高分子聚合物改性石油瀝青并覆以隔離材料制作而成。

高聚物改性瀝青防水卷材的憎水性、粘結(jié)性、延伸性、韌性、耐老化性、耐腐蝕性均較好。目前主要有彈性體、塑性體改性瀝青防水卷材以及再生橡膠改性瀝青防水卷材等，多數(shù)用于地鐵工程，山嶺隧道使用相對較少。

2.2 隧道施工中常用防水卷材特點

我國隧道修建中，高分子防水卷材的應用比高聚物改性瀝青防水卷材更多，現(xiàn)將這兩種防水材料的特點歸納如下：

2.2.1斷裂延伸率

一般情況下，高分子防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材的斷裂延伸率分別為>200%、<80%。因此前者更適用于隧道工程，可適應圍巖與二次襯砌相對錯動、防水基層開裂變形等情況。

2.2.2 吸水率

高聚物改性瀝青防水卷材類似分層結(jié)構(gòu)，而地下環(huán)境相對潮濕，甚至可以稱為是“永久潮濕”，其所含胎體會產(chǎn)生“燈芯”吸水效應，導致防水卷材膨脹、失粘;高分子防水卷材屬于均質(zhì)結(jié)構(gòu)，其吸水率主要在1%-2%之間，更加適用于地下結(jié)構(gòu)。

2.2.3 產(chǎn)品規(guī)格

從我國市面上的防水卷材調(diào)查來看，高分子防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材的幅寬分別為2-4m、1m，前者可有效減少拼接縫，在防水方面效果更佳。

2.2.4 重量

高分子防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材密度基本一致，厚度差異較大：后者厚度規(guī)格主要有3mm、4mm兩種;前者則無固定規(guī)格，參考相關(guān)規(guī)范可控制在0.8-4mm。因此在同面積防水工程中，高分子防水卷材重量更輕，也更利于施工。

3 隧道工程防水卷材施工與質(zhì)量控制要點

3.1隧道工程防水卷材施工要點

3.1.1防水卷材施工流程

鋪設防水層工藝流程見圖1。

3.1.2 初期支護基面處理

（1）全面檢查、清理基面，確保無凸出物，一旦發(fā)現(xiàn)及時割除，涂抹砂漿形成圓曲面。

（2）做好隧道斷面變化不平處的處理，使用砂漿將斷面變化處陰、陽角抹成圓弧。

（3）檢查基面無明水，一旦發(fā)現(xiàn)及時封堵、引排。

（4）噴混凝土強度達設計要求，使用砂漿罩面，確保基面平整光滑。

3.1.3 緩沖層鋪設

（1）初期支護噴射混凝土面鋪設無紡布緩沖層，無紡布橫向中線對齊隧道中線，由拱頂向兩側(cè)墻鋪設。

（2）采用專用塑料墊壓在工工布墊襯上，做好錨固工作，凹凸處增加一定的錨固點。

（3）土工布縫搭接寬度≥5cm。

3.1.4鋪設防水卷材

（1）防水卷材橫向中線對齊隧道中線，由拱頂向兩側(cè)墻鋪掛，留出一定的富余量，切忌過度壓緊。

（2）使用壓焊器將防水卷材熱合于熟料墊圈上。

（3）焊縫連接時，端頭至少留有20cm，控制焊機與初期支護表面相距5-10cm，速度恒定、連續(xù)，不得中斷。

（4）使用自動爬行熱合機焊接卷材間接縫，卷材間搭接寬度>10cm，需充氣檢查焊縫嚴密性。

3.2 防水卷材施工質(zhì)量控制要點

（1）落實防水層卷材檢查工作。

（2）鋪設后，重點檢查防水卷材焊縫質(zhì)量，熱熔壓焊后防水卷材透明、無氣泡，則表明其焊接質(zhì)量良好，可開展充氣試驗。若是維持5min壓力超過0.16MPa，則焊接滿足要求。

（3）若是檢查焊接質(zhì)量不滿足要求，可用肥皂水涂抹焊接縫，在氣泡出現(xiàn)的地方進行補焊，不漏氣后停止焊接。

（4）檢查防水卷材是否破損，修補時將補丁裁成圓角，外緣超過破損孔邊沿7cm，保證修補質(zhì)量。

（5）防水層屬隱蔽工程，模板臺車就位前需檢查簽證，落實好接頭記錄和質(zhì)量檢查記錄。

4 實例探析

4.1工程概況

發(fā)瑞隧道位于河池市大化瑤族自治縣江南鄉(xiāng)發(fā)瑞村北西側(cè)約600m，隧道洞口進口端巖層產(chǎn)狀為350°∠30°，總體走向約294°，設計為分離式隧道。本項目部發(fā)瑞隧道樁號為左線ZK424+203-ZK426+875，長度為2672m;右線YK424+195-YK426+875，長度為2680m。

根據(jù)目前進展情況，選取發(fā)瑞隧道都安端右洞YK424+215-YK424+227共12m二次襯砌施工作為首件。該段為V級圍巖，二次襯砌混凝土標號為C30。防水混凝土，襯砌類型為S5-P。施工時先施工仰拱，后施工拱墻。仰拱與掌子面距離要求控制在40m以內(nèi)，二襯與掌子面距離控制在70m內(nèi)。

4.2卷材防水層施工方案

預鋪高分子自粘卷材防水層采用分離式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)型式為：無紡布+高分子片材（HDPE）+反應粘結(jié)膠料，其技術(shù)指標必須符合GBS0108-2008中相關(guān)規(guī)定，卷材防水層施工流程如圖2所示。

4.3卷材防水層施工要點

防水卷材超前二次襯砌9-2m施工，鋪設采用防水卷材鋪設臺車進行，防水卷材鋪設臺車長為9m，搭接長度≥100mm，焊縫寬≥10mm（詳見下頁圖3）。

4.3.施工工序

（1）做好基面突出部位的處理，包括鋼筋網(wǎng)、管道、錨桿凸出部分，需切斷、鉚平后，使用砂漿抹平。

（2）補噴混凝土，確保基層表面平整圓順，凹凸量≤±3cm，H/D≤1/6，拱頂H/D≤1/8。

（3）混凝土表面土工布用襯砌貼上，使用射釘槍釘上水泥釘錨固，水泥釘長度≥50mm。平均拱頂點、邊墻點分別為3-4個/m、2-3個/m。

（4）使用手動專用熔接器鋪設防水卷材。

（5）防水卷材產(chǎn)品出廠時，為減少搭接長度，每幅寬邊≥2.5m，且在每幅兩側(cè)設置≥10cm寬的純高分子材料，用作卷材與卷材焊接用。焊接采用自動爬行焊機焊接，并單獨設置≥25cm寬的配套雙面自粘卷材補強（詳見圖4）。

4.3.2 施工措施

（1）防水卷材宜采用預鋪反粘法施工。施工時必須嚴格按上述程序操作，不得改變先后次序。需要指出的是，卷材的搭接縫和接頭要采用配套的粘結(jié)材料。

（2）防水卷材的焊接十分關(guān)鍵，切忌漏焊、假焊。派專人做好檢查、記錄工作，包括肉眼觀測、密閉性與抗?jié)B性檢查，只有待防水卷材施工質(zhì)量經(jīng)驗收合格后方能澆隧道二次襯砌混凝土。

（3）防水卷材受焊部位，焊接前必須清理干凈，確保焊縫質(zhì)量達標。

（4）防水卷材每環(huán)長度應留有富余，以免出現(xiàn)局部繃緊的情況。

4.4質(zhì)量保證措施

（1）嚴抓質(zhì)量管理，在設計圖紙和相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上，科學制定現(xiàn)場技術(shù)管理制度，保證工程管理規(guī)范化。

（2）完善工程質(zhì)量保證體系，配備好管理人員，切實提高質(zhì)量意識。

（3）落實設計文件分級會審、技術(shù)交底工作，編制完善的專項施工組織方案。

（4）狠抓原材料質(zhì)量管理，杜絕不合格材料進場，加強試驗工作，各工序均按規(guī)定進行操作。

（5）嚴格按施工方案施工，每道工序自檢和報監(jiān)理檢查，合格后方可進入下道工序。

5 結(jié)語

防排水是隧道工程建設中的重要項目，直接影響到隧道運營安全，必須結(jié)合項目類型、特點合理選擇防水材料與施工工藝，較好地適應工程環(huán)境，獲得理想的防水效果。通過工程實踐可知，高分子防水卷材在隧道工程中應用效果較好，應嚴格落實基面處理、防水卷材鋪設與相關(guān)質(zhì)量控制措施，切實保證防水工程質(zhì)量滿足要求。