海底隧道防渗新技术

引言

渗漏是长期困扰混凝土隧道工程的一项技术难题，在北方渗漏出会因反复冻融使混凝土强度降低，已有不少公路隧道因渗漏和冰冻造成了大量的交通事故和一定的经济损失[1]。

目前隧道渗漏水现象已引起国内工程界足够的重视，现在新的防水材料、新的解决方案、新的防水施工工艺的引进和推广应用使隧道防水技术的发展上升到一个新的台阶，尽管如此，仍有不少隧道建成初期出现了一定程度的渗漏。其主要原因是施工中将防水层破损 [2]，围岩中的裂隙水从防水层的裂缝中渗出形成漏水。

1 工程概况

本项目隧道工程全长 1570 米，隧道河中段长约 530 米，是施工难度最大的一段，设计双向四车道及人行道，车速为 ；车道限界高度5.6米，车道宽度 2 × 3 . 5 米；设计使用年限为100 年；抗震设防标准：按7 度设防，按 8 度采取构造措施。本文项目为粤澳合作重要项目之一，备受各界关注。

隧道工程通常都会设计完整的排防水系统，在负向渗水压力较小的情况下，化学灌胶法不失为一种快速、有效的解决办法，但本项目为海底双向行车隧道，中段水深大约 30 米，负向承受水的压力较大，工程建设初期出现严重滴漏，需要提供一种极高性能的负向防渗解决方案，具备如下要求：

① 承受 50 米深负向渗透压力； ② 长效负向抗渗； ③ 可以施工在湿混凝土结构表面（常见油漆，如：环氧、乙烯基类，需要的混凝土含水率⩽ 6 % ）； ④ 涂层同混凝土结合力好，不容易起皮、剥落； ⑤ 工期极短，要求施工方法及工艺流程简单、快速交付验收及使用； ⑥ 涂料应当安全，无毒害，确保施工人员的身体健康和人身安全。

综上所述，常规的环氧类、乙烯基类等涂料无法满足该项目的防渗要求。

2 Intercrete 解决方案及产品性能

由于项目滴漏严重，Intercrete 产品为水性材料，需要至少 2 小时的固化时间，才能用于接触水 / 浸泡环境，某国产化学灌胶产品可以为Intercrete 负向抗渗系统提供1-2 周的不渗漏的应用环境，故此项目实为两个品牌合作提供解决方案。

化学灌胶法是修补裂缝的常用方法之一，它是通过专用设备，向裂缝中注入高分子化学胶材，使被处理的部位胶结、增强与加固并形成整体，达到防渗、堵漏和加固的目的。

化学灌胶的工艺流程见图1。

阿克苏诺贝尔国际油漆 2011 年从英国引进了 I n t e r c r e t e 系列产品，为混凝土结构所面对的问题提供解决方案。它可以施工在潮湿的混凝土表面，且可以在极短的时间内重新投入使用。

本项目所使用的 Intercrete4840 是一种双组分、水性、环氧和水泥改性聚合物涂料，为混凝土和黑色金属提供保护。它采用先进的水泥化学、硅微粉、纤维、环氧和丙烯酸苯乙烯共聚技术，提供多功能的防护，并具有更强的耐化学性。被证明在低于 95℃的温度下与阴极保护系统兼容。Intercrete 产品结构图及扫描电镜图分别如图2、3 所示。

Intercrete4840 应用于混凝土池体、围堰等具有极高的耐水渗透性以及抵抗 CO2 及 H2S 渗透的性能。 2 m m 厚度的涂层可以承受正 / 负向高达10Bar（1MPa，100 米水深）的压力而不渗透。 2 m m 的 I n t e r c r e t e4 8 4 0 相当于 6 0 0 0 m m 厚的混凝土所具备的耐水渗透性。同时也相当于 1 0 0 m m 厚度的混凝土所具备的抵抗CO2 扩散的能力。性能检测结果如表2 所示。

3 Intercrete 施工

Intercrete4840 施工适用于刷涂，刮涂和无气喷涂。本项目使用无气喷涂施工，效率非常高。推荐的无气喷涂设备包括但不限于：

① GRACOKING45:1/60:1 比例；

② GRACONXT45:1/60:1 比例；

③ GRACOG-MAXII7900。

备注：使用前务必咨询相关设备生产商其使用方法。

4 结论

工程实践证明，Intercrete4840 具备优异的负向抗渗性能，可以施工在湿混凝土结构表面，施工效率高，快速交付验收及使用，施工方法及工艺流程简单，涂料安全、无毒害。非常适合具有长效防水防渗要求的海底、江底、公路、地铁隧等隧道项目，具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 王大为 , 吕康成 , 崔凌秋 , 解赴东 . 东北公路 [J].2001,03:76-77.

[2] 赵利坤 . 浅谈公路隧道防水层施工中的注意事项 [J]. 山西建筑，2007，4（10）：317-318.

[3] 季根蔡，赖翼峰. 化学灌浆在某大型电力隧道防渗堵漏工程中的应用 [J]. 水利建设与管理，2006，10 ：60-61.