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【摘要】本文主要从隧道防水设计及施工现状、隧道防水存在的主要问题、 防水设计的改进建议等方面进行了探讨。
【关键词】山岭隧道；防水设计；施工
Discussion on Waterproof Design and Construction of Mountain Tunnel
Hu Wan-tao
（Shaanxi Yuantong Construction Planning & Design Co.， LtdXi'anShanxi710000）
【Abstract】This paper mainly discusses the main problems of tunnel waterproofing design and construction， the main problems of tunnel waterproofing， and the improvement suggestions of waterproof design.
【Key words】Mountain tunnel；Waterproof design；Construction
1. 前言
山岭隧道的建设可以更合理的设计交通路线，节省成本，但是在山岭隧道的 设计和施工中存在着很多问题。
2. 隧道防水设计及施工现状
目前，大部分隧道的设置以交通运输为主要目的，穿越山岭、河流、港湾等 障碍，修建地下铁道，缩短交通线路，改善线形，可提高车辆行驶速度，以获得 良好的经济效益和社会效益。除此之外，在水电工程中设置各类水工隧道可实现 引水、排水、通风等目的；在市政工程中，设置各类公共隧道可实现污水排放、 管线铺设等目的。隧道的这些功能，決定了其一般在长度方向上有较大的尺寸， 多数长度为几千米到十几千米，有的甚至更长。而横断面的尺寸则相对较小，一 般仅几米到几十米。断面较小的隧道，一般不作为交通设施，仅用于污水排放和 水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途，这些通道常常也被称为隧洞、导沟、 管沟等。断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间，一般有其专用功能，如 作为地下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。
（1）隧道防水的等级不明确。例如， 英国的隧道防水规范将防水分为 7 个等 级， O 级代表无可见的渗水， A 级最大渗量为 1 L /d/m2。我国各种隧道的防水 要求和等级都不明确， 定性而不定量。执行起来很困难。
（2）大部分隧道规范对防水等级的划分比较模糊。不同的隧道工程， 采用不同 的等级划分标准。例如， 在铁路隧道方面， 基本上只按照地下工程一般的防水总 原则来实施， 没有具体的防水等级和要求。
（3）隧道防水的施工做法不规范。尽管规范对不同隧道的防水进行了规定， 但 国内对不同的防水措施没有从经济上、效率上进行过系统的研究， 对防水施工措 施缺乏规范， 通常是，不同的工程根据不同的要求， 按照自己的意愿来实施防水， 没有统一的评价标准， 在细部做法方面更是如此。
（4）隧道防水的设计依据不充分。由于地质情况复杂， 勘探费用昂贵， 因此很 难仅通过勘探来掌握隧道的地质情况， 大都要经过试验和估算推测。隧道防水设 计及规定仍缺乏可靠的理论依据。
3. 隧道防水存在的主要问题 在设计和施工中都强调做好结构自防水，并在设计中明确提出混凝土的抗渗 等级要求。但在现实中难以做到，存在的主要问题：
（1）片面强调混凝土抗压强度和抗渗等级，而忽略了防止混凝土产生裂缝的各 种措施。通常表现在混凝土的强度等级及抗渗等级越高，单位水泥用量则越多， 水化热增高，混凝土收缩量加大，从而导致混凝土裂缝的产生，破坏了混凝土结构 自防水的完整性。
（2）混凝土质量欠佳，导致隧道工程地板和墙体的混凝土不密实，成为渗漏水 孔道，造成混凝土质量欠佳的原因为：对混凝土的配合比、入模温度、浇捣顺序、 养护时间和条件把关不严；混凝土和易性差，拌和时水灰比控制不严；“未按操作 规程浇注混凝土，下料不当，使石子集中，造成混凝土离析；混凝土一次下料过多， 没有分层分段浇注，振捣不实或振捣配合不好，没有来得及振捣就下料，因漏振而 造成混凝土不密实；由于供应不及时，出现间隙缝，对间隙缝又未加处理，造成漏 水；当混凝土接近初凝，为此向搅拌桶内加水，改变了混凝土的水灰比，造成混凝 土离析，强度下降。
（3）对混凝土结构变形缝处理不当导致渗漏水。隧道工程混凝土结构为适应变 形需要，根据规范要求应设置变形缝，而变形缝处理多采用中孔式橡胶止水带或 背贴式止水带。实践证明，单靠设置橡胶止水带处理变形缝，很难达到密封防水、 适应变形的要求，常常在变形缝处产生渗漏水。尤其是中埋式橡胶止水带安装好 后，在浇注混凝土时变形，起不到止水作用；止水带与混凝土结合欠密实，出现缝 隙而导致渗漏水；橡胶止水带接头多应用冷粘结处理，故接头强度低，导致变形拉 开。有时变形缝虽采取多道防水措施，但由于施工不严谨，质量无保证，仍然产生 了渗漏水。
4. 防水设计的改进建议
（1）增设中心排水盲管。为了尽可能减少底部富水盲区的富水高度，在底部设 计环、纵向排水盲管。此种设计的好处在于，能将底部积水有效地排出隧道以外， 减少隧道翻浆冒泥发生的机率和断板的危险。
（2）在隧道边墙防水板内侧增设机械保护板。机械保护板应是耐穿刺耐高温的 材料，避免钢筋作业过程中刺破或烧毁防水板，减小防水板修补工作量，避免修 补带来的防水薄弱点。
（3）加强对防水板老化的研究。由于老化是客观存在，研究延缓材料老化性能， 使防水材料老化与衬砌混凝土的寿命接近同步，对隧道的使用寿命非常重要。 （4）解决防水板老化后的维护问题。在无冰冻、地下水对混凝土无腐蚀的地区， 尝试调整防水板设置的位置，将防水板设置在二衬内壁，此种做法使维修或更换 防水层方便。设计时需考虑美观、空气动力和环境卫生等。
（5）在环向排水管之间，将纵向盲管改为斜向“枝”管，使环向盲管犹如“树 干”，斜向盲管犹如“树枝”。基岩的渗透水或涌水通过枝汇入干中，然后流入隧 道墙底纵向排水管。这种方式可将环向盲管间距拉大，同时能使渗水快速汇聚到 环向盲管中，充分发挥各种排水盲管的作用。目前生产的排水管有圆形和矩形， 两者相较，矩形吸水面积较圆形大，可多采用矩形盲管。
（6）系统防水与分区防水相结合。分区防水是将一定区域内的水固定在一个区 域内，若某个区域的防水系统出现问题，影响的只是本区域，不至一处防水出现 问题，导致找不到具体的出水点，给水害治理带来困难。具体做法是每隔一定間 距，如一组或两组二衬长度，在防水系统设置的基础上，在端头设置环向防水板， 一端焊接在系统防水板上，一端伸入结构混凝土一定深度。同时，结构混凝土端 头设置两道遇水膨胀式止水条，加强端头防水。
5. 隧道防水工程施工的对策建议
（1）首先是要让建设者建立整体防水观念，千里之堤，溃于蚁穴。隧道防水是一 系统工程，是整体防水，一旦某处出现薄弱环节，都可能导致隧道渗漏水。建立 整体防水观念，认真对待防水系统施工的每一步骤，对保证防水系统的施工质量 非常重要。其次是要严格施工资质的管理，建筑专业的防水施工队伍专业化程度 较高，通常有资质等级要求，而铁路、公路隧道防水工程专业化施工队伍极少， 一般也没有资质等级要求，很多企业使用的防水队伍，多为散兵游勇，专业技能 较差。
（2）因此，规范交通系统的防水施工队伍，成立专门的隧道防水施上工单位或企业， 通过严格的资质认证和准入制度把控，对保证隧道的防水施工质量是关键。再次 是要重视施工过程中的注浆止水工作，某些企业忽视施工过程中的注浆止水工 作。开挖过程中的注浆止水和喷射混凝土后注浆止水，在很大程度上可降低围岩 的渗水量。山岭隧道施工，如不采用严格的注浆计量手段，只要基岩的渗漏水没 有严重影响到后续工序施工，就终止注浆，而将地下水的处理留给系统防排水施 工，让其通过排水系统排出隧道。
（3）其实，大量的地下水被排掉，既影响地下水的平衡甚至导致生态被破坏，也 给施工和防水质量带来隐患，如地下水携带的泥沙堵塞了排水盲管，容易导致隧 道渗漏水。最后是要加强防水系统的工艺控制和质量检查，防水系统的各项施工 工艺都较成熟，实施中要加强施工工艺的控制，加强防水材料的质量检测和进场 验收，这是解决防水问题的重要途径之一。
6. 结束语 加强山岭隧道防水设计与施工，不仅可以增强工程整体的质量，也可以延长 山岭隧道的使用年限。
【关键词】山岭隧道；防水设计；施工
Discussion on Waterproof Design and Construction of Mountain Tunnel
Hu Wan-tao
（Shaanxi Yuantong Construction Planning & Design Co.， LtdXi'anShanxi710000）
【Abstract】This paper mainly discusses the main problems of tunnel waterproofing design and construction， the main problems of tunnel waterproofing， and the improvement suggestions of waterproof design.
【Key words】Mountain tunnel；Waterproof design；Construction
1. 前言
山岭隧道的建设可以更合理的设计交通路线，节省成本，但是在山岭隧道的 设计和施工中存在着很多问题。
2. 隧道防水设计及施工现状
目前，大部分隧道的设置以交通运输为主要目的，穿越山岭、河流、港湾等 障碍，修建地下铁道，缩短交通线路，改善线形，可提高车辆行驶速度，以获得 良好的经济效益和社会效益。除此之外，在水电工程中设置各类水工隧道可实现 引水、排水、通风等目的；在市政工程中，设置各类公共隧道可实现污水排放、 管线铺设等目的。隧道的这些功能，決定了其一般在长度方向上有较大的尺寸， 多数长度为几千米到十几千米，有的甚至更长。而横断面的尺寸则相对较小，一 般仅几米到几十米。断面较小的隧道，一般不作为交通设施，仅用于污水排放和 水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途，这些通道常常也被称为隧洞、导沟、 管沟等。断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间，一般有其专用功能，如 作为地下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。
（1）隧道防水的等级不明确。例如， 英国的隧道防水规范将防水分为 7 个等 级， O 级代表无可见的渗水， A 级最大渗量为 1 L /d/m2。我国各种隧道的防水 要求和等级都不明确， 定性而不定量。执行起来很困难。
（2）大部分隧道规范对防水等级的划分比较模糊。不同的隧道工程， 采用不同 的等级划分标准。例如， 在铁路隧道方面， 基本上只按照地下工程一般的防水总 原则来实施， 没有具体的防水等级和要求。
（3）隧道防水的施工做法不规范。尽管规范对不同隧道的防水进行了规定， 但 国内对不同的防水措施没有从经济上、效率上进行过系统的研究， 对防水施工措 施缺乏规范， 通常是，不同的工程根据不同的要求， 按照自己的意愿来实施防水， 没有统一的评价标准， 在细部做法方面更是如此。
（4）隧道防水的设计依据不充分。由于地质情况复杂， 勘探费用昂贵， 因此很 难仅通过勘探来掌握隧道的地质情况， 大都要经过试验和估算推测。隧道防水设 计及规定仍缺乏可靠的理论依据。
3. 隧道防水存在的主要问题 在设计和施工中都强调做好结构自防水，并在设计中明确提出混凝土的抗渗 等级要求。但在现实中难以做到，存在的主要问题：
（1）片面强调混凝土抗压强度和抗渗等级，而忽略了防止混凝土产生裂缝的各 种措施。通常表现在混凝土的强度等级及抗渗等级越高，单位水泥用量则越多， 水化热增高，混凝土收缩量加大，从而导致混凝土裂缝的产生，破坏了混凝土结构 自防水的完整性。
（2）混凝土质量欠佳，导致隧道工程地板和墙体的混凝土不密实，成为渗漏水 孔道，造成混凝土质量欠佳的原因为：对混凝土的配合比、入模温度、浇捣顺序、 养护时间和条件把关不严；混凝土和易性差，拌和时水灰比控制不严；“未按操作 规程浇注混凝土，下料不当，使石子集中，造成混凝土离析；混凝土一次下料过多， 没有分层分段浇注，振捣不实或振捣配合不好，没有来得及振捣就下料，因漏振而 造成混凝土不密实；由于供应不及时，出现间隙缝，对间隙缝又未加处理，造成漏 水；当混凝土接近初凝，为此向搅拌桶内加水，改变了混凝土的水灰比，造成混凝 土离析，强度下降。
（3）对混凝土结构变形缝处理不当导致渗漏水。隧道工程混凝土结构为适应变 形需要，根据规范要求应设置变形缝，而变形缝处理多采用中孔式橡胶止水带或 背贴式止水带。实践证明，单靠设置橡胶止水带处理变形缝，很难达到密封防水、 适应变形的要求，常常在变形缝处产生渗漏水。尤其是中埋式橡胶止水带安装好 后，在浇注混凝土时变形，起不到止水作用；止水带与混凝土结合欠密实，出现缝 隙而导致渗漏水；橡胶止水带接头多应用冷粘结处理，故接头强度低，导致变形拉 开。有时变形缝虽采取多道防水措施，但由于施工不严谨，质量无保证，仍然产生 了渗漏水。
4. 防水设计的改进建议
（1）增设中心排水盲管。为了尽可能减少底部富水盲区的富水高度，在底部设 计环、纵向排水盲管。此种设计的好处在于，能将底部积水有效地排出隧道以外， 减少隧道翻浆冒泥发生的机率和断板的危险。
（2）在隧道边墙防水板内侧增设机械保护板。机械保护板应是耐穿刺耐高温的 材料，避免钢筋作业过程中刺破或烧毁防水板，减小防水板修补工作量，避免修 补带来的防水薄弱点。
（3）加强对防水板老化的研究。由于老化是客观存在，研究延缓材料老化性能， 使防水材料老化与衬砌混凝土的寿命接近同步，对隧道的使用寿命非常重要。 （4）解决防水板老化后的维护问题。在无冰冻、地下水对混凝土无腐蚀的地区， 尝试调整防水板设置的位置，将防水板设置在二衬内壁，此种做法使维修或更换 防水层方便。设计时需考虑美观、空气动力和环境卫生等。
（5）在环向排水管之间，将纵向盲管改为斜向“枝”管，使环向盲管犹如“树 干”，斜向盲管犹如“树枝”。基岩的渗透水或涌水通过枝汇入干中，然后流入隧 道墙底纵向排水管。这种方式可将环向盲管间距拉大，同时能使渗水快速汇聚到 环向盲管中，充分发挥各种排水盲管的作用。目前生产的排水管有圆形和矩形， 两者相较，矩形吸水面积较圆形大，可多采用矩形盲管。
（6）系统防水与分区防水相结合。分区防水是将一定区域内的水固定在一个区 域内，若某个区域的防水系统出现问题，影响的只是本区域，不至一处防水出现 问题，导致找不到具体的出水点，给水害治理带来困难。具体做法是每隔一定間 距，如一组或两组二衬长度，在防水系统设置的基础上，在端头设置环向防水板， 一端焊接在系统防水板上，一端伸入结构混凝土一定深度。同时，结构混凝土端 头设置两道遇水膨胀式止水条，加强端头防水。
5. 隧道防水工程施工的对策建议
（1）首先是要让建设者建立整体防水观念，千里之堤，溃于蚁穴。隧道防水是一 系统工程，是整体防水，一旦某处出现薄弱环节，都可能导致隧道渗漏水。建立 整体防水观念，认真对待防水系统施工的每一步骤，对保证防水系统的施工质量 非常重要。其次是要严格施工资质的管理，建筑专业的防水施工队伍专业化程度 较高，通常有资质等级要求，而铁路、公路隧道防水工程专业化施工队伍极少， 一般也没有资质等级要求，很多企业使用的防水队伍，多为散兵游勇，专业技能 较差。
（2）因此，规范交通系统的防水施工队伍，成立专门的隧道防水施上工单位或企业， 通过严格的资质认证和准入制度把控，对保证隧道的防水施工质量是关键。再次 是要重视施工过程中的注浆止水工作，某些企业忽视施工过程中的注浆止水工 作。开挖过程中的注浆止水和喷射混凝土后注浆止水，在很大程度上可降低围岩 的渗水量。山岭隧道施工，如不采用严格的注浆计量手段，只要基岩的渗漏水没 有严重影响到后续工序施工，就终止注浆，而将地下水的处理留给系统防排水施 工，让其通过排水系统排出隧道。
（3）其实，大量的地下水被排掉，既影响地下水的平衡甚至导致生态被破坏，也 给施工和防水质量带来隐患，如地下水携带的泥沙堵塞了排水盲管，容易导致隧 道渗漏水。最后是要加强防水系统的工艺控制和质量检查，防水系统的各项施工 工艺都较成熟，实施中要加强施工工艺的控制，加强防水材料的质量检测和进场 验收，这是解决防水问题的重要途径之一。
6. 结束语 加强山岭隧道防水设计与施工，不仅可以增强工程整体的质量，也可以延长 山岭隧道的使用年限。