摘要：從防水機理、防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計、防水材料的選用、防水施工工藝、防水層的保護等對暗挖隧道防水工程作系統(tǒng)的介紹。 

關(guān)鍵詞：地下隧道 防水卷材 防水施工 皮膚是防水 雨衣式防水 堵漏新技術(shù) BAC 


當前， 多數(shù)地下隧道采用了復合式襯砌結(jié)構(gòu)，防水一般共設(shè)三道防線，第一道是初期支護加背后注漿，第二道是設(shè)置封閉防水板，第三道是二次襯砌，并對施工縫、變形縫等作專門處理。大量工程實踐表明，復合式襯砌結(jié)構(gòu)的防水效果基本是可靠的， 但由于防水材料本身和防水施工工藝等方面的問題，導致第二道防水線時常會出現(xiàn)嚴重的缺陷。因此，為提高隧道復合式襯砌防水的可靠性，選用合適的防水材料、適當?shù)?a href='http://www.bestechina.com' target='_blank' title='防水層'>防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計以及嚴格的防水施工工藝，是完全有必要的。 

1、 防水機理 

隧道復合式初砌是分內(nèi)外兩層先后施作的隧道襯砌結(jié)構(gòu)，即在隧道開挖后立即施作網(wǎng)噴混凝土作為初期支護，經(jīng)監(jiān)控量測確認圍巖及初期支護基本穩(wěn)定后再鋪設(shè)防水層，最后澆筑二次襯砌防水混凝土。 

復合式襯砌防水主要依靠全封閉的防水層和二次襯砌混凝土，兩者相輔相成、缺一不可。二次襯砌防水混凝土在硬化過程中，內(nèi)部存在著溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，這些應(yīng)力的存在會使防水混凝土產(chǎn)生變形；而初支混凝土表面粗糙、凹凸不平， 必然會對二次襯砌混凝土產(chǎn)生相當大的約束力，阻止其變形，于是就產(chǎn)生了拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力大于二次襯砌混凝土抗拉強度時，混凝土即被拉裂，特別是在隧道起拱線應(yīng)力集中區(qū)產(chǎn)生的裂縫最多。如果設(shè)法消除或減弱初期支護噴射混凝土對二次襯砌混凝土的約束， 使其自由變形或約束力減小，所產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強度，二次襯砌混凝土就不會產(chǎn)生裂縫。因此封閉的防水層多選用不透水、表面光滑的塑料片材，它不僅起到防水作用，而且還能隔離、潤滑初支噴射混凝土和二次襯砌混凝土， 減少二次襯砌混凝土的開裂幾率。 

但是，由于傳統(tǒng)的材料與澆筑混凝土無法粘結(jié)，即防水層與混凝土完全脫離，因此，防水層一旦出現(xiàn)破損點、水便在防水層與混凝土之間到處竄流，不容易找到滲漏點，維修十分困難。 


從上述圖不難看出，傳統(tǒng)防水做法是雨衣式防水層，一旦有破損點就會形成竄水層，即使是注漿堵漏，但是漏水與混凝土之間的竄水層已經(jīng)形成，很難控制。 

新型防水卷材BAC具有與水泥（砂）漿粘結(jié)，以及被混凝土粘結(jié)的性能。該卷材膠料中的高分子聚合物（鏈段）與水泥水化物（硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)）形成（界面）互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN）結(jié)構(gòu)，水泥初凝前可流動、滲透或浸漬，凝固強度日增，粘結(jié)力增強。水泥漿的可流動性使基層的粘結(jié)力，從而使BAC防水卷材成為建筑結(jié)構(gòu)的“皮膚”，即使出現(xiàn)損壞點，也不會出現(xiàn)“竄水”現(xiàn)象，提高了防水的可靠度。以上這種技術(shù)稱之謂“皮膚式防水”，是目前防水業(yè)的一項新型技術(shù)。 

在南京九華山隧道工程中，主要是利用BAC防水卷材被后續(xù)澆注混凝土粘結(jié)的性能，實現(xiàn)防水卷材與二襯結(jié)構(gòu)緊密粘結(jié)，從而防止“竄水”的發(fā)生。 

2、 防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計 

地鐵隧道要根據(jù)工程所處地質(zhì)、水文條件及不同的使用要求，采用不同的防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計。一般大城市地鐵隧道多埋置于地面以下，有水不能自流排出，宜采用全封閉型防水結(jié)構(gòu)。防水層設(shè)計主要有兩種形式：一是單層防水卷材鋪設(shè)于初期支護噴射混凝土上，用于無水地段；二是雙層結(jié)構(gòu)， 先鋪設(shè)一層較柔軟且具有相當強度的片材作緩沖層，克服初支噴射混凝土基面凹凸不平、易損傷防水卷材的弊病，然后在其上再鋪設(shè)防水卷材，用于防水要求高的隧道及有水地段。 

3、防水材料的選擇 

目前, 隧道復合式襯砌防水層主要選用 PVC( 聚氯乙烯)、ECB( 乙烯- 共聚物瀝青)、LDPE( 低密度聚乙烯)、HDPE( 高密度聚乙烯) 、EVA( 乙烯- 醋酸乙烯共聚物) 和“貼必定”BAC等防水卷材, 應(yīng)用最多的是 EVA 膜。從常用防水材料的綜合性能指標看：“貼必定”BAC防水卷材性價高，最為合適。 

“貼必定”BAC防水卷材為濕鋪法復合雙面自粘橡膠瀝青防水卷材，所謂BAC卷材，它是“Bituminous Waterpoofing sheets<瀝青基防水卷材>”、“Adhered by<粘貼>”、“Cementious materials<水泥基材料>”三個英文短語的縮寫，即“由水泥基材料粘貼的瀝青基防水卷材”。 


BAC防水卷材由上至下的構(gòu)造如下： 


4、BAC復合雙面自粘橡膠瀝青防水卷材的優(yōu)勢： 

4．1最優(yōu)性價比。專利技術(shù)生產(chǎn)，可與未固化的水泥粘結(jié)，省找平層和底板保護層，與結(jié)構(gòu)共同構(gòu)筑超乎尋常的“皮膚”式的牢固防水體系，可靠度高，系統(tǒng)造價低。 

4．2基面要求低，節(jié)省工期。潮濕甚至未找平基面均可施工，無須底涂，施工自由度高。不受天氣影響，雨季施工時，優(yōu)勢更加突出。是保障工期的最強有力的防水“武器”。特別是地下防水最為實用。 

4．3預鋪粘結(jié)。可與后續(xù)澆筑的混凝土粘為一體，長期浸泡下也依然密不可分。該功能為國內(nèi)首創(chuàng)，解決了國內(nèi)預鋪（外防內(nèi)貼）防水的難題。 

4．4被涂料牢固粘結(jié)。表面可與后續(xù)涂刮的水皮優(yōu)等涂料融為一體，從而解決了穿管、收頭和連接等難題。卷材和涂料優(yōu)勢互補，實現(xiàn)了卷材的無縫化作業(yè)。 

4．5剛?cè)峤Y(jié)合。濕鋪所用的水泥漿得到遮蓋式保水養(yǎng)護，初凝、終凝和其后關(guān)鍵一周的水化過程均在理想的環(huán)境中完成，其強度、密實度和抗裂性能都大大優(yōu)于淋水養(yǎng)護的水泥漿，完全可以起到剛性防水層的作用，給用戶一份“額外”的收獲。 

4．6粘結(jié)可靠，便于檢修。BAC防水卷材與結(jié)構(gòu)永久牢固粘結(jié)。卷材出現(xiàn)任何局部破壞，水都會被限定在很小的范圍內(nèi)，不竄流、不滲透。退一步說，任何個別的滲漏點也會與破壞點一致，極易檢修。 

4．7安全環(huán)保。施工過程中省溶劑和燃料，避免了環(huán)境污染和消防隱患，節(jié)約了資源。 

4．8尺寸穩(wěn)定。斷面看，中間的優(yōu)質(zhì)胎體和率先涂敷的SBS瀝青膠料避免卷材的過度收縮，改善了卷材的尺寸穩(wěn)定性。 

BAC防水層施工工藝： 

5．1施工原則： 

5．1．1卷材防水施工前，需對影響防水層施工的初期支護結(jié)構(gòu)滲漏水進行封堵、引排水處理。
5．1．2卷材防水施工前，需對初期支護表面尖銳突出物進行割除并在基面用水泥砂漿修補，斷面變化或陰陽轉(zhuǎn)角應(yīng)抹成園弧型。 

5．1．3在結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完畢前，應(yīng)酌情保留局部積水坑，并及時抽水。 

5．1．4卷材防水層施工時基面不得有明水，尤其是拱部必須將水引走。 

5．1．5卷材防水施工采用機械固定為主，輔以自粘施工（卷材之間搭接為冷自粘）。 

5．2施工順序： 

5．3防水層施工： 

5．3．1工藝流程： 

定位——卷材就位——卷材一邊打釘固定、另一邊粘貼搭接——下一幅卷材——……… 

5.3.2施工做法： 

1)、仰拱： 

（1）將卷材防水基層清理干凈。 

（2）根據(jù)現(xiàn)場施工部位情況，進行BAC防水卷材預鋪。 

（3）揭除BAC卷材下表面隔離膜。 

（4）將卷材空鋪于水泥砂漿找平層上。 

（5）鋪貼第二副卷材時，先將第一幅卷材搭接部位上表面隔離膜揭除，并確保兩幅卷材之間的搭接寬度為100mm，并用壓輥或刮板對搭接邊進行輥壓。 

（6）將BAC卷材上表面隔離膜全部揭除，并根據(jù)現(xiàn)場情況，可在卷材上表面干撒水泥粉，以防止粘腳。 

2)、拱墻： 

（1）在初襯噴混凝土表面修補后，將基層進行清理。 

（2）根據(jù)現(xiàn)場施工部位情況，進行BAC防水卷材預鋪。 

（3）第一幅卷材兩側(cè)邊及幅中用射釘加鋼墊片按500mm間距(根據(jù)基層平整情況，在適當部位增設(shè)固定點)固定。 


（4）將第一幅BAC防水卷材上表面隔離膜揭除。 

（5）鋪貼第二幅卷材時，先將與第一幅卷材搭接的另一邊及幅中按上述方法打釘固定后，再將與第一幅卷材搭接邊與第一幅卷材進行搭接。 

（6）將第二幅BAC防水卷材上表面隔離膜揭除。（7）卷材幅中射釘穿透防水層的孔眼，加貼100×100mm BAC卷材片（四周剪成圓角）進行修補。 

（8）依此類推，進行卷材施工。 

3)、拱部： 

（1）在基層修補、土工布施工完畢后進行防水層施工。 

（2）根據(jù)現(xiàn)場施工部位情況，進行BAC防水卷材預鋪。 

（3）第一幅卷材兩側(cè)邊及幅中用射釘加鋼墊片按30mm間距（根據(jù)基層平整情況，在適當部位增設(shè)固定點)固定，宜以拱部最高點為固定點。 

（4）將第一幅BAC防水卷材上表面隔離膜揭除。 

（5）鋪貼第二幅卷材時，先將與第一幅卷材搭接的另一邊及幅中按上述方法打釘固定后，再將與第一幅卷材搭接邊與第一幅卷材進行搭接。 

（6）將第二幅BAC防水卷材上表面隔離膜揭除。 

（7）卷材幅中射釘穿透防水層的孔眼，加貼100×100mm BAC卷材片（四周剪成圓角）進行修補。 

（8）依此類推，進行卷材施工。 

5．4施工注意事項： 

5．4．1相鄰環(huán)向卷材間短邊接頭要相互錯開300mm以上。 

5．4．2預留甩頭的卷材應(yīng)保留隔離膜，并采取妥善的臨時保護措施。在后續(xù)施工時，揭除隔離膜后進行卷材粘結(jié)。 

5．4．3每流水段內(nèi)除第一幅卷材為兩邊固定外、其余各幅卷材要順側(cè)墻、拱部混凝土澆筑方向搭接。兩側(cè)固定的第一幅卷材外露固定點的一邊與另一流水段銜接時，將固定點拆掉并搭接與相鄰卷材上方。每流水段施工前向土建單位了解混凝土澆筑方向。 

5．4．4當基層為雙曲面時，需局部裁剪卷材，但要注意保證卷材間有效的搭接寬度。 

5．4．5進行鋼筋垂直、水平運輸時，遵守輕拿輕放的原則，鋼筋吊放點采用木板等臨時保護措施，避免鋼筋扎破卷材。 

5．4．6焊接鋼筋時，用不燃物（如石棉水泥板）遮擋并在卷材表面灑水，以免火花燒壞防水層，澆注混凝土時振搗棒不得直接接觸防水層。 

5．4．7綁扎鋼筋過程中，如鋼筋移動需要使用撬棍時應(yīng)在其下設(shè)木墊板臨時保護，以避免破壞防水卷材。 

5．4．8土建施工單位在防水層后續(xù)施工過程中，如不慎破壞了防水層，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時報請防水施工單位進行修補。在防水層后續(xù)施工過程中，如發(fā)現(xiàn)卷材破損，采用BAC卷材片作為補救措施及時補修，切周圍剪成圓角。 

5．5質(zhì)量要求： 

5．5．1卷材外觀質(zhì)量、物理力學性能（復試）合格。 

5．5．2卷材接縫嚴密，無破損、斷裂、刻痕、異狀粘結(jié)及明顯異常的皺褶缺陷。 

5．5．3卷材搭接寬度允許偏差—10mm。 


6、 防水層的防護 

防水層施工完后，必須注意嚴加防護，否則極易被人為破壞，導致防水質(zhì)量下降乃至局部漏水。在沒有保護層部位(如拱頂、側(cè)墻)綁扎鋼筋時，必須注意不得破壞防水層；焊接鋼筋時必須在此周圍用石棉水泥板進行遮擋，以免濺出火花燒壞防水層；在澆筑二襯混凝土時，振搗棒要特別注意不得接觸防水層，因為由振搗棒引起的對防水層的破壞不易被發(fā)現(xiàn)、也不易修補。