Ｎｏ．２２，２０１２ 现代商贸工业 Ｍｏｄｅｒｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｔｒａｄｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２０１２年第２２期 隧道防水创新技术研究 刘昌波 （中铁十八局集团轨道交通工程有限公司，广西南宁５３００２１） 摘要：针对国内隧道防水创新技术，从技术创新和材料创新进行研究，分别选取国内普遍采用的最新喷膜防水技术、 ＷＰＳＣＣ技术、ＣＣＣＷ新材料、复合衬砌防水技术、二次衬砌防水技术特点研究，阐述了各种创新技术特点，通过实际案例说 明各技术保障与可行性。 关键词：隧道防水；技术创新；材料创新；可行性 中图分类号：ＴＢ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—３１９８（２０１２）２２—０１９２—０２ 漏水，因此在突出部位处，其防水板和防水卷材易受损，从 １ 国内隧道防水问题的漏洞 （１）防水板和防水卷材（目前铁路隧道工程中应用的防 而造成防水层失效。（５）目前防水板和防水卷材铺设质量较难保证 对于 水材料主要是防水卷材和防水板）本身不能和混凝土紧密 贴合，而且考虑到安装时的背面突出物，冲击碰撞以及人为 防水板材的铆接，多采用铆钉铺设或无钉焊接工艺，如此使 因素等问题，又由于防水板和防水卷材易扎破，导致漏水问 然，多会造成对防水板一定的伤害，易出现防水板和防水卷 题。 材的质量问题。 （２）大部分隧道规范对防水等级的划分比较模糊。根 据地形、全年天气状况等，对于不同的隧道工程，采用不同 ２隧道防水创新技术 ２．１喷膜防水技术 的等级标准划分，这方面是明确的，但是小区间的等级仍然 比较模糊。 喷膜防水技术采用的成膜材料是以丙烯酸金属盐水性 为单体，以过硫酸钠为诱发剂，聚合而形成的高分子成膜材 （３）隧道防水的施工方法不合理举措。国内常常根据 料。具体操作是通过喷射机，将配置好的喷液进行搅拌并 不同的工程要求，按照以往的经验来实施防水举措，因此缺 借助于计量器输出，然后借助于施加在喷枪内的高速旋转 少统一的评价标准，而且大多数水池混凝土长期浸泡在水 气流使之混合均匀后，当喷雾到达喷枪口时，加入诱发剂发 中，使混凝土提早变质。再有由于温差，引起混凝土产生裂 生聚合反应，最后迅速喷射到防水层的表面，防水层表面瞬 缝而渗漏。 间即凝聚成具有一定强度和韧度的薄膜，该层薄膜有起到 （４）结构自身的变化。由于混凝土自身的质量问题或 对水的隔阻的作用，从而达到防水的目的。 者是遇到有有流变性特征围岩，导致基面不平整，引起隧道 该技术有对施工环境无特殊要求、无毒无味、对环境无 例如，我国玉树机场，海拔高，地形复杂，实行ＰＢＮ飞行 ２０１０年１１月，上海虹桥、浦东机场运行ＲＮＡＶ飞行程 程序后，极大的增加了有效载荷，玉树机场航空公司从以前 序，通过一系列验证并成功试飞。 亏损运营走向盈利之线，为普通旅客提供了前所未有的方 ４结语 便。 ２．４ ＰＢＮ技术在终端区运行的优越性 通过ＰＢＮ技术的成功投入民航使用，并且推广应用， 从而民航局能够更灵活的对国内各民航业进行空域划分， 由于终端区空域飞行密度大，空间有限，并且有大量的 提高空域资源利用率；又可以通过增大航空空域总容量，缓 飞机穿越一定的相应高度层的情况等一系列特点，ＰＢＮ技 解或者解决空中交通拥堵等问题。ＰＢＮ导航飞行程序技术 术整合相应的垂直导航引导进近技术，大大地降低终端排 相对于传统导航方式，在基于性能导航的实施与应用层面 序难度。通过ＰＢＮ飞行程序系统设计，可以在进近离场的 具有很大的优点。应用并推广ＰＢＮ技术，可以明确确定运 些必要的航线点上设定飞行器的坐标、速度，然后根据不 行要求，精确定位，更好的保证飞行安全，减少成本投入和 同航向限定不同的平行进离场程序，并且使之正常运行。 航空运输对环境的负面影响，避免机载和地面设备的重复 一３ ＰＢＮ飞行系统实效运用 近年来，中国民用航空航天事业加快了区域卫星ＧＰＳ 性安装，在一定程度上提高运营效率。 参考文献 导航技术的研究和推广使用的步伐，例如在我国西部地区 地形复杂，天气恶劣，应用ＰＢＮ技术成功新辟了基于ＲＮＰ４ ［１］蒋维安，向小军．展新钥匙［Ｊ］．中国民用航空，２０１１，（１）．的Ｙ系航线，这些航线成功地与已有的Ｌ８８８航线互为补 ［２］张键，李良。ＰＢＮ技术的优越性及其在我国的应用现状Ｅ１］．中国 充，优化了我国西部地区航线结构。 民用航空，２０１１，（１１）． ２００３年１Ｏ月，由于拉萨机场处地势海拔高、周边山多密 （１２）． 集、地形复杂和天气情况复杂等原因，我国民航局启动了拉 ［４］张光明，张飞桥．导航性能对ＰＢＮ运行的影响Ｅｌｉ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ 萨／贡嘎机场ＰＢＮ导航系统运行工作，２００５年川航成功试飞 ｔｈｅ ３０ｔｈ Ｃｈｉｎｅｓｅ ＣｏｎｔｒｏＩ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２０１ｌ，（７）． 了由Ｎａｖｅｒｕｓ公司设计的拉萨／贡嘎机场ＰＢＮ进近程序。 ２０１０年１月，广州白云机场全面实施启动了过渡运行 ［５］王小龙．拉萨高原机场ＰＢＮ运行程序及信息管理程序设计［Ｄ］． 电子科技大学，２０１０．（１２）． ［３］都亮．ＰＢＮ运行飞行程序设计研究［Ｂ］，电子科技大学，２０１ｌ， 的ＲＮＡＶ１飞行程序 ４月８日，广州白云机场ＲＮＡＶ—ｌ ［６］余志雄．厦门高崎机场ＰＢＮ飞行程序设计与实施［Ｊ］．通信导航 监视，２０１ｌ。（１２）． 飞行程序全面顺利实施并成功投入运营。 一１９２— Ｎｏ．２２，２０１２ 现代商贸工业 Ｍｏｄｅｒｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｔｒａｄｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２０１２年第２２期 污染等主要特点。该喷膜防水法已在四ＪＩｌ的公路隧道和地 材的作用）形式进行防水；明挖隧道的外防水和涵洞差不 下工程、株（洲）一六（盘水）线上试用了近２万ｒｎ 的工程， 多，采用卷材和涂料防水或单独涂料防水。 隧道复合式混凝土衬砌采用干法或湿法或干湿法混合 间隙、整体性好的防水材料，在很大程度上弥补了防水卷材 易于安装，复合混凝土衬砌安装质量可供检验，安装的合理 可能在接缝处引起漏水的可能，且防水层质量均匀、耐久性 性可达到很好的防水效果，采用复合衬砌防水技术价格相 好、防水效果优于防水卷材、施工快速、方便、人工少操作方 比之下较便宜。如果在拼装衬砌施工中使用密封垫加以防 工程实践证明，采用喷膜防水方法形成的防水膜，是一种无 则应保证密封垫的接触压力要足以承受渗透水的静压 便，是一种适合隧道工程使用的新型隧道防水方法，具有良 护，力，而且不能妨碍隧道复合式混凝土衬砌的安装。 好的推广应用价值。 ２．５二次衬砌防水技术 ２．２ ＷＰＳＣＣ技术 二次混凝土衬砌防水是盾构隧道的一种防水技术，盾 ＷＰＳＣＣ是一种具有良好抗渗能力的自密实混凝土 （ＳＣＣ），ＷＰＳＣＣ具有良好的抗裂性能；稳定性能高；流变性 构法常用于城市地下工程，如地下铁道等。盾构隧道的外 能良好；钢筋通过性能良好等特性。 由于混凝土衬砌本身也是渗透材料，尽管其渗透系数 值较低，但如果渗入的水分很污浊，将会留下很多污迹，而 且在混凝土衬砌硬化过程将会产生的细微裂缝，即便有施 工阶段预留充分的排水系统，渗透水也会从最细微的裂缝 通道渗透到内部。ｗＰｓｃＣ突破传统隧道防渗水工艺，在没 有防水层的情况下，通过提高衬砌混凝土的自防水能力来 实现隧道的有效防水。与普通防水混凝土相比，采用ｗＰ— ＳＣＣ衬砌隧道，每米长隧道减少防水板材料，而且施工成本 仅１３４７元，所以每米长隧道总成本下降６６７元。此外，还可 以节约振捣能耗、缩短工期、隧道初期开挖量并达到有效防 水的目的，其综合效益明显。 ２．３ ＣＣＣＷ新材料 ＣＣＣｗ又称水泥基渗透结晶型防水材料，是由硅酸盐 水泥、石英砂、特殊的活性化学物质以及各种添加剂组成的 一种无机粉末状的新型防水材料。ＣＣＣＷ防水材料是一种 刚性防水材料，溶于水后，ＣＣＣＷ中的活性化学物质借助溶 剂载体向混凝土衬砌内部浚透，从而在混凝土衬砌中形成 不溶于水的结晶体，从而使混凝土衬砌内部形成致密层，起 到防水的作用。 ＣＣＣＷ防水材料与传统防水材料相比，（１）ＣＣＣＷ防水 材料是一种化学渗透混凝土衬砌结晶型的防水材料，在混 凝土衬砌内部形成致密层，具有长久防水作用。（２）不存在 与基体的黏结性问题：ＣＣＣＷ防水材料渗透结晶后与基层 混凝土衬砌成为结合为一体，达到整体防水功能。（３） ＣＣＣＷ防水材料因在混凝土衬砌中形成不溶于水的结晶 体，填塞混凝土衬砌内部的微细孑Ｌ道，且形成的防水层具有 一定的活性。又在基层含水的情况下，活性物质会自动释 放出来，可再次以水载体进入基层缺陷处并再一次聚合产 生稳定的结晶体以封堵水的通道，从而起到防水的作用，达 到自修复功能。 ＣＣＣＷ防水材料施工工艺非常简单，易于操作，简单方 便。较传统防水材料工艺比较，ＣＣＣＷ防水材料施工工艺 简单可靠。在相同的施工中，经实践研究表明，ＣＣＣＷ防水 材料比传统防水材料在价格上更便宜，同比可节省资金 ４Ｏ 左右。 ２．４复合衬砌防水技术 目前国内外对隧道的施工主要有沉埋法、新奥法和盾 构法三种，隧道复合式衬砌是新奥法施工隧道的基本形式。 它被广泛应用于国内外大量的隧道工程，具有防水性能可 靠，防排水系统合理的优点。除了隧道衬砌砼采用高抗渗 性混凝土进行自防水外，不同隧道的外防水方式是不同的。 暗挖隧道采用的是复合衬砌，在初支和二次初砌之间一般 是采用防水卷材加上土工布或无纺布（主要起保护防水卷 防水的核心就是衬砌管片接缝防水，现在国内主要采用的 有氯丁橡胶弹性密封垫；另外盾构机在推进的同时会在衬 砌环外沿四周进行回填注浆，构成防渗的固结层，达到防水 目的。在盾构隧道内侧，增加一层二次衬砌，使隧道内部的 水分和空气与一次混凝土衬砌隔绝。 二次混凝土衬砌能充分利用混凝土衬砌本身的结实、 密封性以及吸水性来增强混凝土衬砌本身的抗渗性能，因 此设计时多采用较高抗渗等级的防水混凝土衬砌。隧道的 防水堵漏可以按照时间的顺序分为前置式，中置式和后维 护式。前置式的好处在于把水患进行预防处理。创造施工 在无水状况下进行，使砼体自防水和其他防水工序有良好 的施工环境，达到最佳的效果。也可以按部就班，保证施工 安全，加快施工进度。中置式是和隧道掘进同步进行，哪里 有水，哪里堵水，为行道掘进消除水患，加快施工进度，保证 施工安全。后维护式就是在隧道工程验收前，将所有隧道 渗漏缺陷完全修补好，达到优质工程水平。二次混凝土衬 砌是隧道内最后一道防水层，主要是防止因防水板施工不 慎而渗入的一小部分水。 ３ 结语 经过工程实践表明，要想保证隧道不漏水，单一防水方 法或者采用现有的防水材料和防水卷材等已很难胜任。应 合理根据地质勘探，深入地了解工程地质资料，研究新的混 凝土防水举措，研制出新型的防水材料，采取综合治理方 法，结合地质情况，合理选择高性能防水层和密实结构自防 水材料和防护方法，加强对隧道防水的处理。现今隧道防 水仍遵守“以排为主、防排结合、因地制宜、综合治理”的原 则，而隧道内的水主要是靠防、排结合加以解决，同时要定 级准确、方案可靠、施工方便，易于操作、经济合理。 参考文献 ［１］黄林军．浅谈高速公路隧道防水施工技术［Ｊ］．山西建筑，２００７．７， ３３（２１）． Ｅ２］张洪，丁占来，付书峰．水泥基渗透结晶型防水材料在铁路隧道工 程中的应用探讨［Ｊ］．化学建材，２００６，（４）． Ｅ３］朱祖熹．隧道防水的若干创新技术与值得重新认识的几个问题 口］．地下与隧道．２００６，（１）． ［４］袁勇，姜孝谟，周欣，周家明，李祖伟．隧道防水技术简述［Ｊ］．华东 公路，ｌ９９９．８，４（１１９）． ［５３李厚祥。唐春安，熊建民．隧道防水新材料及其关键技术的研究 口］．混凝土，２００６，（３）． ［６］杨景芳．隧道防水新技术——混凝土防水被覆盖罩［Ｊ］．国外公 路，１９８９，（３）． ［７３杨其新，刘东明，盛草樱．隧道及地下工程喷膜防水技术的研究 口］．新型建筑材料，２００２，（１）． 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