防水型隧道主要技术措施和造价的探讨

秦健

摘要：随着城市轨道交通的快速发展，地铁隧道作为轨道交通建设中的重要构筑物，在改善轨道交通线形、连接城市重要区域、减小轨道交通噪声污染等方面起着无法替代的重要作用。在隧道运营过程中，渗漏水作为隧道结构的主要病害，已经成为轨道交通运营单位亟待解决的重要问题。

关键词：防水型隧道;技术措施;造价

引言

隧道工程建设中，不仅要加强原材料质量控制，做好支护工作，重视施工全过程质量管理，按要求开展钢筋工程和混凝土工程施工，确保每道工序质量合格。还要重视防水施工，结合隧道工程现场施工具体情况，选用合适的防水设施，加强防水材料质量控制。此外还有必要把握防水施工技术要点，加强隧道防水工程质量控制，使其更为有效地运行和发挥作用。但部分施工单位在隧道工程建设中，没有严格把握防水施工技术要点，质量控制意识淡薄，影响隧道防水施工质量提升，需要采取改进措施。

1隧道工程渗水危害及影响因素

1.1危害

近年来，我国隧道工程建设的需求越来越高，经验越来越丰富。很多工程出现渗水问题都是由于防水施工过程中处理不当造成的，施工中不良的施工环境对防水施工的挑战非常巨大，会影响防水施工的进度。同时，工程渗水会导致隧道的围岩被侵蚀，稳定性大大降低，严重威胁隧道工程的整体质量与安全。此外，隧道工程在投入使用后，出现渗水也会导致工程内部结构被破坏，整体工程结构的受力会改变，给工程安全带来严重威胁。

1.2影响因素

1.2.1材料及其相关机械设备

隧道工程建设一般规模较大，施工所需周期较长，工序复杂，因此施工过程会用到大量建筑材料和大型机械设备。工程建设过程中，一方面，机械设备质量的好坏，设备各项功能可否正常安全使用，操作手专业能力的高低，都会对工程防水质量产生严重影响;另一方面，作为隧道工程建设的基础和关键，施工材料的质量对于工程整体质量至关重要。施工材料的质量不过关，很有可能会给防水施工的质量造成严重影响。

1.2.2施工人员专业素质

一个工程在建设中质量好坏很大程度上取决于施工队伍的专业技术和综合素质。施工团队是奋战在隧道工程建设一线的工作人员，只有管理人员、施工人员、机械设备操作手均提高施工技术，工程质量才能得到良好保证。只有施工团队工作人员都具备扎实的专业基础知识，在施工过程中严格遵守操作规程，才能保证隧道工程防水施工的质量。

2防水型隧道主要技术措施

2.1隧道自防水

隧道主体结构自防水由初衬自防水和二衬自防水组成。通过提高混凝土自身抗渗指标、自密实性能和抗裂性能，改善隧道自防水性能。初期支护的基本作用是加固、支护围岩，其防水作用往往得不到重视。由于初期支护的厚度较薄，且采用喷射作业，其均匀性和密实度一般较差，难以抵抗较高的水压力。提高初期支护的抗渗性，可使初期支护承受一定水压，达到一定防水效果。如厦门海底隧道初期支护的抗渗指标为P8，经计算F4风化深槽段初期支护承受的水压为全水头的30%。对于隧道二衬，除提高二衬混凝土抗渗指标外，还可通过掺加粉煤灰、抗裂纤维（如聚丙烯腈纤维、钢纤维）等措施，改善其自防水性能。

2.2隧道外防水

隧道外防水在隧道防水施工当中的应用十分常见，能够有效加固围岩，实现对地下水的有效控制。在实际施工当中，应该对注浆圈的厚度值进行合理控制，确保其满足设计要求，实现对注浆圈围岩渗透性的有效控制。在隧道结构外部有效封堵渗水和涌水，降低隧道开挖断面对隧道结构造成的影响。在控制型防排水的施工过程中，此类方式能够对地下水起到良好的限制作用。施工人员应该对过往施工经验进行总结，确保注浆圈厚度值在满足质量要求的基础上，实现对造价的合理控制。一般情况下，6m为其合理的厚度，如果厚度超过6m，其防渗效果的提升会减缓，同时，导致工程成本升高。在选择隧道外防水的施工工艺时，应该加强对施工环境的地质分析，超前帷幕注浆、超前管棚、小导管注浆和中空系统锚杆注浆等是当前采用的主要注浆工艺。超前帷幕注浆的方式主要应用于隧道洞室四周。超前小导管注浆的方式则适用于围岩状况良好的环境当中，能够实现对围岩裂隙的有效处理。环向系统注浆锚杆应用于衬砌初期支护当中，对其进行调整时应该以地下水渗透量为依据，实现对地下水流经通道的有效封闭。注浆处理工艺应用于初期支護渗漏点当中，能够有效增强防水效果。

2.3附加防水

附加防水由隧道外包防水层和接缝防水两部分组成。复合式衬砌中的防水层是隧道防排水技术的核心。防水层为不透水表面光滑的高分子防水卷材，通常采用LDPE、EVA、HDPE、ECB、PVC等材料。复合式衬砌的防水层设于初期支护与二次模筑衬砌之间，起到阻止地下水进入二次衬砌的效果。为防止防水层被穿破出现渗流和窜流，在防水板与二次衬砌之间做纵向分段隔离，即为分区防水。通过分区防水，有效防止“一点失效，全线遭殃”的防水事故。采用分区防水措施，发生渗漏时只需对渗漏点所在防水分区进行注浆堵水处理即可。接缝防水作为隧道附加防水的重要组成部分，其重要性在隧道设计中往往被忽视。为保证隧道的整体防水能力，避免出现防水薄弱环节，隧道变形缝应设多道防水。如：厦门海底隧道在靠防水板侧设带注浆管的背贴式止水带，在二衬混凝土中部设带注浆管的中埋式橡胶止水带，还在二衬混凝土表面施作厚度≥3cm的聚氨酯密封胶。

3防水型隧道造价管理措施

3.1工程概况

在某隧道工程当中，隧道全长距离为3.7km，隧道纵断面为V形。该隧道位于水库的下游位置，其与水库的最短距离在200m左右，三心圆断面为该防水型隧道的主要断面形式。

3.2支护参数与防水措施

卵石层存在于隧道的拱顶位置，因此，其具有较强的透水性。浅埋段是水库下游段隧道的主要形式，对于工程建设环境的要求较高。在选择防水模式时，应该根据不同区段的特点制定合理的设计方案。全封堵是水库下游段隧道的主要防水原则，纵向排水管主要应用于防水层外侧当中，在环向排水管的设置当中，应该对其间距进行严格控制，采用控制型防水的模式可以增强其防水效果。在隧道外防水过程中，采用准42mm超前小导管注浆和准25mm中空系统锚杆注浆。在衬砌自防水中，C30混凝土应用于初衬当中，并采用1.2kg/m3的聚丙烯腈纤维进行掺加。C35混凝土应用于二衬当中，P10为其抗渗等级[5]。

3.3造价分析

在该工程当中，16.2万元为半包式防水衬砌每延米分部分项工程费用，22.3万元为全包式防水的工程费用。其中，防水措施的增加造价为31505.7元，结构受力的增加费用为30581.8元。

4结语

水下隧道应秉承“以堵为主、限量排放”和“全封堵”的防水设计理念，针对不同地层，结构防排水方案分别采用全包式防水或控制型防排水模式。防水型隧道通过隧道外防水、自防水及附加防水措施达到“全封堵”或“限量排放”的防水目标。采用“全封堵”或“限量排放”的防水设计理念，虽然前期工程投资有所增加，但环境效益、社会效益明显，且后期排水费用大幅降低，工程全生命周期费用增加不大，在环境要求高的工程中应推广采用。

参考文献：

[1]  张玉.公路隧道防排水的施工控制方法及其质量控制措施[J].智能城市，2018，4（12）：86-87.

[2]  潘以恒.风化花岗岩隧道矿山法施工对地下水环境影响研究[D].武汉：中国地质大学，2018（11）：23-16.

[3]  徐小明.隧道衬砌结构防水选型综述[J].科学技术创新，2017（29）：183-184.

（作者单位：山东科技职业学院）