杭州市西湖隧道防水措施实例

杭州市西湖隧道防水措施实例
1西湖隧道工程实施简介
西湖隧道全长126Om，采用单箱双孔现浇钢筋混凝土结构形式，标准断面尺寸17.8m×5.4m；结构强度等级为C30，抗渗等级为S8。

土建施工工艺采用SMW 工法基坑支护，明挖顺作法施工。

整条隧道约有800m 长置于西湖底下，西湖土质主要以撇泥质粉质粘土为主，该土质含水量高、压缩性大，经结构抗浮验算并结合工程的工期和建设成本，隧道地基采用50cm 厚黄砂进行换填处理，仅在局部附属构筑物如配电间、雨水泵房、废水泵房下进行水泥搅拌桩抽条加固。

隧道平均约20m 设沉降变形缝，隧道防水等级为Ⅱ级，主要以结构自防水为主，辅以多种附加防水措施。

隧道单孔侧设“U”型排水明沟，黑色沥青铺装地面。

工程实施期间隧道结构自防水主要通过控制水胶比不大于0.45和混凝土的骨料级配以及掺加适量的抗裂防渗增强剂（JM－Ⅲ型）来实现其防’渗指标）S8，另外还采取了以下几种附加防水措施：
（1）在沉降变形缝处设35Omm 宽的中埋式环型钢边橡胶止水带；
（2）在沉降变形缝外侧壁处设320mm 宽的外贴式橡胶止水带；
（3）隧道外侧壁喷涂氯丁乳胶水泥砂浆；
（4）隧道顶板外涂刷聚氨醋防水涂料；
（5）水平施工缝处设200mm宽的钢板止水片，二次浇捣前先清理水平施工缝后涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料；
（6） 8mm宽的沉降变形缝内嵌丁睛软木橡胶板，外嵌单组分聚氨醋密封胶；
（7）沉降变形缝内侧埋设“Ω”型PVC 引流管，四周环通集中引人排水沟。

西湖隧道于2002 年12 月28 日开工建设，2003 年10 月巧日建成并开通运行，其中隧道结构主体施工期为5 个月。

2 西湖隧道运行半年后的渗水情况
西湖隧道开通运行后，建设单位定期组织监理、施工、设计单位对隧道进行沉降变形测量和渗漏观测，从记录的数据来看，隧道总体情况良好。

除两处沉降变形缝有明显错台且大于10mm外，其余相临隧道节段间沉降均匀，无明显错台现象；局部出现渗水、滴水现象，集中反映在以下几个地方：（1）沿隧道侧壁水平施工缝处出现少量渗水湿斑；
（2）局部隧道顶板沉降变形缝出现渗水和滴水；
（3）少数侧壁上用于固定模板的对拉止水螺杆处出现渗水湿斑；
（4）有两处相临隧道节段出现明显错台的沉降缝，滴漏水较大；
（5）隧道底板沥青路面出现几处面积大小不一的湿迹，主要集中在废水泵房集水槽两边和排水明沟侧。

3 西湖隧道渗漏原因分析和处理措施
根据以上实地情况反映，渗漏水主要发生在几条沉降变形缝处，特别是出现错台的
位置尤为严重，而隧道结构混凝土主体无大面积渗水湿面，达到且级防水要求即：顶面无湿渍；侧墙总湿渍毛总内面积的4/1000 ，且任意100㎡的渗水量＜5L/d；单处渗水湿渍最大面积≤0.15㎡。

通过对施工过程的记录和目前状况的观测，分析以下情况是引发渗漏水的主要原因，并采取了相应的补渗措施：
（1）隧道侧壁水平施工缝和对拉止水螺杆出现湿斑，主要是因施工不当所致。

水平施工缝在二次浇捣前未清洗干净，水泥基渗透型防水涂料涂刷未到位；钢板止水片连接处焊接不连续；都将导致水平施工缝出现渗水。

侧壁模板拆模过早，螺杆上的止水片缺损或不满焊，均会引起螺杆周边渗水。

由于这些湿斑量少，面积不大，均采用了沿湿迹边进行聚氨醋注浆，间距30～5Ocm梅花布孔；止水螺杆端头凿凹槽后用环氧水泥砂浆补平。

观察一段时间后反映处理情况良好。

（2）整条隧道共设83 条沉降变形缝，运行后先后发现7 条缝出现不同程度的渗水和滴水，其中W6-7（E6 一7）和E51-52两条缝因错台最大已达 1.4cm,检查后发现顶、底板的钢边橡胶止水带可能已被拉裂，故渗漏较大，其它缝表现为湿迹和少量滴水。

因钢边橡胶止水带拉裂的渗漏水和其它的渗水情况不同，产生的原因也不一样，故采取的处理措施亦完全不同。

a. W6-7（E6 一7）和E51-52两条缝处的相邻隧道节段，由于现场客观条件限制，使其前后施工时差已超过2 个月，特别是先期施工的W7( E7）和E52这两个节段由于设有雨水泵房以及土质有变化而分别采取了水泥搅拌桩抽条加固和注浆加固的地基处理措施，而后期施工的W6(E6）和E51 因延迟施工时间长且地基未进行加固，从而导致相连的但前后施工时序差较大的隧道节段出现沉降差（即错台）达1.4cm ，致使钢板橡胶止水带被拉裂，产生较大的漏水。

考虑到隧道终期沉降时间较长，若仓促进行补漏，很可能事倍功半，因此我们计划在隧道沉降基本稳定后（约一年）再进行单独处理。

具体处理措施为：
①沿沉降缝拆除顶板防火板，凿除底板50cm 宽的沥青层和混凝土铺装层；沿缝凿宽3cm×3cm 的凹槽；
②沿钢板橡胶止水带两边间距50cm 交错斜打注浆孔，埋人注浆管进行水溶性聚氨醋注浆；
③采用双组分膨胀聚氨醋密封胶对凹槽进行嵌缝，顶底板外安装定制的外贴式“Ω”型橡胶止水带；
④侧壁埋设引流管与“Ω”型外贴式橡胶止水带密封连接，并将排出口设于排水沟边；最后恢复地面和顶板。

b. 其它沉降变形缝出现渗水的原因较多，经分析主要为：
①安装顶部防火板用的膨胀螺栓，由于穿破中埋式钢板止水带，从而水通过螺栓孔渗人；
②沉降缝处的钢板止水带下部由于混凝土难浇筑，使该处混凝土浇捣不密实，水从缝处渗出。

若引流管正常，渗水将通过引流管引入排水沟；经观察，有几处引流管正常出水，但顶板未发现有渗水迹象；
③引流管与沉降变形缝的连接是采用了刚性连接，而隧道混凝土的温度变形（主
体施工时温度较高，最高时达50℃；而通车后气温急剧下降，最低在0℃以下）使引流管与沉降变形缝因收缩变形而脱开，引流管失效出现渗水滴水现象；针对以上这些情况，一是把膨胀螺栓调整到钢板止水带以外，并对原有的螺栓孔注浆封堵；二是对有渗水的沉降缝处的钢板止水带外侧埋斜管进行止水注浆；三是将引流管与沉降缝原来的刚性连接改为柔性连接，处理后效果明显。

c. 沥青路面出现湿班，究其原因，主要是两侧排水沟引起。

由于部分引流管有水排出，使本身较浅的（75mm）排水沟长期有水流过，而与防撞墙连为一体的排水沟和隧道主体结构同位在变形缝处切缝断开，水通过切缝渗人沥青铺装层，从而反映为路面湿迹。

采取的措施为：一是在切缝处用柔性双组分聚氨醋嵌缝；二是隧道“W”形纵坡最低点的废水收集井两侧边增设泻水孔，将沥青铺装层下的积水及时排出，目前效果明显。

4 一些有效建议和总结
从西湖隧道施工时防水措施的实施，到运行后的渗漏处理，我们总结了一些有关隧道防水的有效方法和措施，归纳如下：（1）地下隧道防水最主要是以混凝土自身防水为主，因此，对于有抗渗要求的隧道混凝土在浇筑时可考虑采取以下措施：根据施工要求选择坍落度较低的混凝土，在满足流动性和泵送性的条件下，单位用水量尽可能降低到170kg／m3以下；在满足强度的条件下，尽可能降低水泥用量，并掺加一些如JM-Ⅲ之类的抗渗增强剂，但用量要控制在10％以下。

若要采取混凝土二次浇捣，应在水平施工缝处设置止水片，止水片搭接必须密封；施工缝在浇捣前需清洗干净，并涂刷如水泥结晶型的防水涂料。

加强混凝土的湿养护，减少混凝土干燥收缩裂缝。

（2）对于沉降变形缝的设置可考虑采取以下措施：对于大开挖施工的隧道地基，要根据土质情况进行必要的地基处理，特别要考虑施工期间和运行以后的荷载和受力情况完全不同这些特点，适量布置抗拔桩和地基加固，减少结构均匀沉降；控制相连的结构节段的前后施工时差，最好控制在7d 以内，若由于特殊原因使其前后时序相差较大，应考虑设后浇带或埋设允许变形较大的钢板橡胶止水带。

考虑到沉降变形缝处止水带下的混凝土较难浇捣密实，故不宜采用双层止水带，建议可采用“V”型单层钢板橡胶止水带，且在钢板上预留注浆管，为后期沉降缝渗水注浆提供条件；由于一般渗水主要发生在沉降变形缝处，建议尽可能减少沉降变形缝的设置，若地基（或处理后）条件允许，可考虑间隔80～100m（甚至更长）设置施工后浇带。

（3）隧道抗渗混凝土要求在其壁板内尽量少预埋管线，以提高混凝土浇捣的密实度，各类管线尽可能布置于中隔墙或管廓中；侧壁混凝土浇捣时尽量避免采用对拉螺栓。

若必须采用，则需在对拉螺栓上设两道环型止水片，并与螺栓满焊连结。

（4）在沉降变形缝处预埋的引流管，要充分考虑结构的变形，因此引流管要考虑与变形缝柔性连结，或采用外贴式“Ω”型橡胶止水带；两侧的排水沟尽量做低，最好设在结构层以上混凝土铺装层以下，变形缝处需随结构一起断开，但要采用柔性防水材
料嵌缝，防止沟中水通过缝渗人沥青层下，降低路面使用期限。

（5）为减少沉降变形缝的错台，除了在相邻节段设置传力杆外，可在沉降变形缝底部设枕梁。

由于大开挖施工的地下隧道不可能避免地需设置沉降变形缝或后浇带，为避免变形缝处出现渗漏水，可考虑在变形缝外侧约lm 范围内采用粘土（黄泥）筑填，效果将非常明显。

总之，地下隧道的防水措施较多，新型的防水材料层出不穷，因地制宜地选用恰当的防水材料和措施，仍需我们在工程实践中不断总结和改进。