城市明挖暗埋隧道节段变形缝渗水治理措施

摘要：随着城市明挖暗埋隧道服役时间增长，逐步出现各种病害，其中明挖暗埋隧道节段之间变形缝止水体系老化失效，导致变形缝出现渗水病害，损坏路面及下部垫层破损，影响车辆通行安全，已成为城市明挖暗埋隧道迫切需要解决的问题，针对传统方案无法有效解决变形缝渗水问题，采用高聚物弹韧体无缝拼接处置技术，有效解决变形缝路面渗水问题。

关键词：明挖暗埋隧道 变形缝渗水 高聚物弹韧体无缝拼接技术

一、明挖暗埋隧道渗水现状

进入21 世纪以来，随着经济的持续发展、综合国力的不断提升及高新技术的不断应用，我国隧道及地下工程得到了前所未有的迅速发展。我国已是世界上隧道及地下工程规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、修建技术发展速度最快的国家。随着本世纪初修建的城市明挖暗埋隧道服役时间增长，逐步出现各种病害，其中明挖暗埋隧道节段之间变形缝止水体系老化失效，导致变形缝出现渗水病害，渗水侵入上部混凝土垫层及沥青路面，在通行车辆不断碾压下，导致路面垫层破损，路面混凝土松散脱落出现坑槽，影响车辆通行安全，已成为城市明挖暗埋隧道迫切需要解决的问题。

二、明挖暗埋隧道变形缝止水体系

变形缝防水设三道防线：①外防水，即侧墙、底板外设背贴式止水带，顶板面层粘贴防水材料；②中间防水，采用中埋钢边橡胶止水带；③内侧采用1.2mm厚不锈钢接水盒。为减少变形缝处的差异沉降，厚度>800mm的底板设置凸凹榫槽，厚度<800mm的底板设置钢筋剪力杆，顶板、侧墙和中墙设置钢筋剪力杆，增加变形缝处的抗剪能力。

实施要求：中埋式钢边橡胶止水带应按相关规范采用可靠的措施焊接于结构钢筋上，固定部位应牢固可靠，以免浇注和振捣混凝土时止水带移位而影响防水效果；底板与顶板的中埋式钢板止水带采用盆式安装方法，以利于振捣混凝土时产生的气体顺利排出；振捣时严禁振捣棒接触止水带；止水带在转角部位的转弯半径不得小于30cm；接头部位不得留置在转角部位。在浇注变形缝一侧的混凝土时，为防止另一侧止水带受到破坏，模板的挡头板应做成箱形。

三、变形缝渗水处置技术调查

1、传统处置方案

某隧道洞口外沥青路面局部存在裂缝，采用50cm宽防水卷材进行贴缝处置；某隧道通车一年多，变形缝处路面逐渐开裂，部分裂缝处基层唧泥，采用灌注3cm厚沥青填缝料，接缝两侧40cm铺土工布，用射钉固定；某隧道通车一年后，在变形缝处出现沥青路面横向开裂，并伴有水渗出，采用铺设热熔型聚酯玻纤布，上铺沥青混合料。上述方法处置后，未能有效解决渗水问题，处置不久变形缝渗水又出现。

2、变形缝路面柔性拼接技术

国外在路面变形缝位置采用柔性拼接技术，港珠澳大桥隧道在沉管接头、暗埋段和敞开段变形缝，采用13cm厚、50cm宽高聚物弹韧体柔性拼接。高聚物弹韧体无缝拼接满足接缝处交通量大、行车舒适性要求高的使用条件，高聚物弹韧体无缝拼接30～60cm宽、10～13cm厚，镀锌钢板作为跨缝板，分散行车荷载、防止漏料。

高聚物弹韧体性能特点：具有完全密实防水，空隙率接近于零，有效防止水对铺装层及混凝土结构造成破坏；优异的弯曲性能；界面安全性高，与界面常温25℃附着力拉拔强度10MPa以上；行车舒适性优，施工后与相邻路面高差1～2mm，表面平整，行车舒适噪音低；施工便捷性高：专用一体式拌合运输车等，施工后2h内可通行。

四、变形缝渗水处置技术方案

按照“防、排结合，刚柔并济”的原则，结合明挖暗埋隧道变形缝病害维修经验，制定处置方案如下：

1、沿变形缝中线位置向两侧外扩50cm，将铺装层、混凝土垫层挖开，首次开挖宽度共计1m，深度至隧道底板；

2、开挖后清理槽口，拆开变形缝上方止水带，使用快硬水泥材料对变形缝槽口进行封闭，对变形缝漏水点采用聚氨酯材料紧急封堵止水，采用聚脲注浆材料对整个变形缝注浆封堵，注浆深度至底板底部；

3、注浆完毕后，对上部1m范围垫层采用C50速凝混凝土进行恢复，速凝混凝土浇筑后上方开槽安装（5cm×5cm）排水盲沟。

4、对变形缝两侧破损路面进行清除，采用改性沥青 SMA13 进行沥青层恢复，防水粘结层采用水性环氧，10cm 路面分 2 层摊铺碾压（6cm+4cm）。

5、沥青路面恢复后在变形缝位置反开挖40cm宽采用高聚物弹韧体进行柔性填充。

五、变形缝渗水处置施工工艺

1、道路封闭

制定交通组织方案，经交管部门同意后，采用防撞车按已审批的道路封闭方案进行封道，单次封道2条车道，保留1条车道通行。为保证车辆通行，维修时间宜选择夜间车流量较小时间，防止产生交通拥堵。

2、原路面铺装凿除及清理

沿变形缝两侧各50cm范围放样切缝，采用破碎机破碎区域内的铺装层和混凝土垫层，人工电镐清理剩余垫层混凝土露出底板混凝土上变形缝钢板。

拆开底板上钢板，清理止水带并检查止水带完整性，打开止水带后，采用电锤和铁钩清出底板变形缝里的泥屑和石渣，深约20cm，并用高压水反复冲洗干净，将多余的水进行排除，露出变形缝。

3、封缝、注浆

采用快硬水泥基材料自变形缝一端开始临时封堵，封堵深度至变形缝 8～10cm深的位置。变形缝分段施工时，要将封堵端头缝隙完全封堵，阻挡积水进入非施工区，当另一段施工时再凿开封堵端头。

封缝完成后先采用聚氨酯堵水材料将渗水点位渗水止住，后使用聚脲材料结合斜孔布嘴进行堵漏处理，注浆孔布置间距15cm，沿变形缝两侧斜向钻孔。

4、混凝土垫层恢复

开挖宽度范围内混凝土垫层采用C50速凝混凝土材料进行恢复。采用拌和设备进行现场拌和，混泥土现拌现用，垫层混凝土浇筑后顶面变形缝位置切割完成5cm×5cm排水盲沟，排水盲沟与隧道中间管廊内排水沟连通。因考虑白天通车，夜间作业时间紧迫，速凝混凝土需满足浇筑后一小时达到20MPa要求。

5、沥青路面恢复

混凝土垫层恢复后撒布水性环氧沥青防水粘结层，待其指干后进行沥青面层摊铺施工。采用改性沥青SMA-13沥青混合料进行沥青路面恢复，沥青混合料摊铺采用人工摊铺分2层（6cm+4cm）进行摊铺作业，双轮压路机进行路面压实作业。

6、高聚物弹韧体柔性拼接施工

沥青路面恢复后沿变形缝中线两边各 20cm 宽放样切割，人工凿除变形缝位置沥青路面，槽口清理后底涂高聚物粘结料 6mm（浇筑温度 180～190℃），沿缝铺设4mm厚 20cm宽镀锌钢板，钢板单侧固定。

跨缝钢板铺设完毕后浇筑第二层高聚物粘结料 4mm，然后铺筑 4cm 高聚物弹韧体混合料整平（高聚物弹韧体混合料铺筑温度≥160℃），浇注中间层高聚物粘结料，浇注均匀后铺筑6cm上面层高聚物弹韧体，待高聚物弹韧体温度降至 80～90℃采用小型钢轮压路机进行碾压平整。

上面层碾压结束后接缝边缘采用美文贴进行边缘保护，然后对弹韧体表面采用高聚物粘结料进行面封施工，待第一层面封施工后 30min 进行第二次面封，至弹韧体表面无明显孔洞。面封结束后降温至 50℃以下可开放交通。

7、路面标线恢复

路面施工完毕后，对路面标线进行恢复。恢复路面中间2条标线、外侧2条震荡线，宽20cm。

8、临时保通措施

当垫层恢复后或其他施工期间，剩余沥青路面层无法热补情况下需开放交通时，对沥青路面采取冷补料方式填筑进行保通，待第二天挖除后进行热补。一般需要保通时期为注浆并恢复混凝土垫层阶段后，保通宽度1m，因此每次保通所需沥青冷补料面积均为路面开挖宽度1m范围。

六、结语

城市明挖暗埋隧道在车辆荷载作用，周边建设影响，隧道节段收缩及伸长，材料老化等多种作用下，节段变形缝止水体系不可避免的出现失效，造成隧道漏水导致路面破损，影响车辆通行安全。针对变形缝渗水治理，受道路通行影响大，维修时间有限，快速有效维修处置，防止多次处置影响变形缝位置底板混凝土结构损坏，成为保障城市隧道运营的当务之急，针对现阶段变形缝渗水技术研究，通过高聚物弹韧体结合聚脲注浆对变形缝渗水治理取得良好的效果，可供同类型隧道渗水病害治理提供参考。

参考文献：

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