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摘要：從防水機(jī)理、防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防水材料的選用、防水施工工藝、防水層的保護(hù)等對(duì)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(dāng)前， 多數(shù)地下隧道采用了復(fù)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(hù)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(duì)施工縫、變形縫等作專門處理。大量工程實(shí)踐表明，復(fù)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(dǎo)致第二道防水線時(shí)常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷。因此，為提高隧道復(fù)合式襯砌防水的可靠性，選用合適的防水材料、適當(dāng)?shù)?a href='http://www.tnb123.com' target='_blank' title='防水層'>防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及嚴(yán)格的防水施工工藝，是完全有必要的。 

1、 防水機(jī)理 

隧道復(fù)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(hù)，經(jīng)監(jiān)控量測(cè)確認(rèn)圍巖及初期支護(hù)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(fù)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(huì)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(huì)對(duì)二次襯砌混凝土產(chǎn)生相當(dāng)大的約束力，阻止其變形，于是就產(chǎn)生了拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力大于二次襯砌混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，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(hù)噴射混凝土對(duì)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(qiáng)度，二次襯砌混凝土就不會(huì)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(rùn)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(diǎn)、水便在防水層與混凝土之間到處竄流，不容易找到滲漏點(diǎn)，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(diǎn)就會(huì)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(dòng)、滲透或浸漬，凝固強(qiáng)度日增，粘結(jié)力增強(qiáng)。水泥漿的可流動(dòng)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(diǎn)，也不會(huì)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(xiàng)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(shí)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(jì) 

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(jì)。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(jì)主要有兩種形式：一是單層防水卷材鋪設(shè)于初期支護(hù)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(dāng)強(qiáng)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(fù)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(biāo)看：“貼必定”BAC防水卷材性價(jià)高，最為合適。 

“貼必定”BAC防水卷材為濕鋪法復(fù)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(gè)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(fù)合雙面自粘橡膠瀝青防水卷材的優(yōu)勢(shì)： 

4．1最優(yōu)性價(jià)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(hù)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(jià)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(shí)，優(yōu)勢(shì)更加突出。是保障工期的最強(qiáng)有力的防水“武器”。特別是地下防水最為實(shí)用。 

4．3預(yù)鋪粘結(jié)。可與后續(xù)澆筑的混凝土粘為一體，長(zhǎng)期浸泡下也依然密不可分。該功能為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，解決了國(guó)內(nèi)預(yù)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(shì)互補(bǔ)，實(shí)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(hù)，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(qiáng)度、密實(shí)度和抗裂性能都大大優(yōu)于淋水養(yǎng)護(hù)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(huì)被限定在很小的范圍內(nèi)，不竄流、不滲透。退一步說，任何個(gè)別的滲漏點(diǎn)也會(huì)與破壞點(diǎn)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(duì)影響防水層施工的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水進(jìn)行封堵、引排水處理。
5．1．2卷材防水施工前，需對(duì)初期支護(hù)表面尖銳突出物進(jìn)行割除并在基面用水泥砂漿修補(bǔ)，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(shí)抽水。 

5．1．4卷材防水層施工時(shí)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(jī)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(chǎng)施工部位情況，進(jìn)行BAC防水卷材預(yù)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(shí)，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(duì)搭接邊進(jìn)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(chǎng)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(bǔ)后，將基層進(jìn)行清理。 

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工部位情況，進(jìn)行BAC防水卷材預(yù)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(dāng)部位增設(shè)固定點(diǎn))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(shí)，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(jìn)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(jìn)行修補(bǔ)。 

（8）依此類推，進(jìn)行卷材施工。 

3)、拱部： 

（1）在基層修補(bǔ)、土工布施工完畢后進(jìn)行防水層施工。 

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工部位情況，進(jìn)行BAC防水卷材預(yù)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(dāng)部位增設(shè)固定點(diǎn))固定，宜以拱部最高點(diǎn)為固定點(diǎn)。 

（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(shí)，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(jìn)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(jìn)行修補(bǔ)。 

（8）依此類推，進(jìn)行卷材施工。 

5．4施工注意事項(xiàng)： 

5．4．1相鄰環(huán)向卷材間短邊接頭要相互錯(cuò)開300mm以上。 

5．4．2預(yù)留甩頭的卷材應(yīng)保留隔離膜，并采取妥善的臨時(shí)保護(hù)措施。在后續(xù)施工時(shí)，揭除隔離膜后進(jìn)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(diǎn)的一邊與另一流水段銜接時(shí)，將固定點(diǎn)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(dāng)基層為雙曲面時(shí)，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(jìn)行鋼筋垂直、水平運(yùn)輸時(shí)，遵守輕拿輕放的原則，鋼筋吊放點(diǎn)采用木板等臨時(shí)保護(hù)措施，避免鋼筋扎破卷材。 

5．4．6焊接鋼筋時(shí)，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?xí)r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(dòng)需要使用撬棍時(shí)應(yīng)在其下設(shè)木墊板臨時(shí)保護(hù)，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(shí)報(bào)請(qǐng)防水施工單位進(jìn)行修補(bǔ)。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(bǔ)救措施及時(shí)補(bǔ)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(xué)性能（復(fù)試）合格。 

5．5．2卷材接縫嚴(yán)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(hù) 

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