八达岭高速公路潭峪沟隧道位于北京市延庆县与昌平县交界处

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1、八达岭高速公路潭峪沟隧道位于北京市延庆县与昌平县交界处，全长3455m，净宽13.10m、净高7.30m，是目前亚洲最长的三车道公路隧道。隧道地处军都山，地质构造复杂，挤压破碎带和断层多，地下水较丰富。该隧道建设标准高、难度大，尤其是对隧道防水有着更严格的要求，经过深入调研和充分论证决定采用复合式衬砌结构，无钉铺设防水层、防水板间接缝热合双焊缝新技术。防水层施工由北方防水技术工程有限公司承担，共铺设防水层90000m+2。目前，隧道已竣工，取得理想的防水效果。1　复合式衬砌防水机理　　潭峪沟隧道横断面设计为五心圆圆拱曲墙形式，

2、两侧设电缆槽及排水系统，中心设排水盲沟。隧道复合式衬砌系分内外3层先后施作的隧道支护衬砌结构，即在隧道爆破开挖后，以喷锚支护(喷射混凝土+锚杆)为初期支护(围岩条件较差地段还须施作钢筋格栅和超前小导管注浆、超前锚杆等作为辅助支护措施)；经监控量测确认初期支护基本稳定后，则在喷射混凝土基面上铺设防水层；然后，立模灌注防水混凝土作为二次衬砌(见图1)。图1　复合式衬砌结构示意　　复合式衬砌防水有防水层及二次衬砌混凝土两道防线，两者缺一不可。因为二次衬砌模注混凝土在硬化过程中，内部存在着温度应力、收缩应力，使混凝土产生变形，但由于初期

3、支护喷射混凝土表面粗糙、凹凸不平，约束模注混凝土变形，于是就产生了拉应力，当此拉应力大于模注混凝土抗拉强度时，模注混凝土即被拉裂，特别是在隧道起拱线应力集中区产生的裂缝最多。如果在初期支护喷射混凝土和二次衬砌模注混凝土之间采用不透水、表面光滑的塑料片材做防水隔离层，便可以消除或减弱这种约束，使二次模注混凝土不产生裂缝，其防水性得以保证。2　防水层材料的选择　　从国内外隧道复合式衬砌防水隔离层材料选择来看，防水板应用较多。防水板材料选择基本条件是：①在二次衬砌模注混凝土灌注前，防水板(膜)能承受机械作用而不损伤；②材料具有耐久性；

4、③板间接缝严密可靠；④施工操作简便，具有良好的经济性。潭峪沟隧道采用了厚0.8mm、幅宽2.10m的LDPE(低密度聚乙烯)板作防水层；厚4.0mm的PE(聚乙烯)泡沫塑料垫衬作缓冲层。2.1　LDPE防水板　　LDPE系低密度聚乙烯板，其特点是抗拉强度、延伸率较大，比较柔软，易于施工，在目前所应用塑料防水板材中，价格最低；其缺点是燃烧速度比较快，不耐阳光照射，故广泛应用于地下工程。其主要技术性能：比重0.92g/cm+2;硬度：邵氏82.4；抗拉强度：横向15MPa,纵向17MPa;断裂伸长率：横向500%、纵向450%；

5、直角撕裂强度：横向70kN/m,纵向78kN/m；热尺寸变化率：横向2%、纵向4%；低温弯折性：横向-35℃无裂纹；抗渗透性：0.2MPa,24h无渗透。2.2　PE(聚乙烯)泡沫塑料垫衬　　聚乙烯(PE)泡沫塑料垫衬，系由化学交联、发泡制成的。其主要技术性能指标：厚度4±0.5mm;幅度1200±50mm;表观密度45±5kg/m+3;拉伸强度≥0.4MPa;断裂延伸率≥100%。3　防水层铺设施工3.1　基面处理　　对喷射混凝土及底板基面处理的要点如下：　　(1)喷射混凝土基面平整度要求：墙面D/L≤1/6，拱顶D/L

6、≤1/8(L为喷射混凝土相邻两凸面间的距离；D为相邻两凸面间凹进去的深度)。　　(2)割除基面钢筋、管件等尖锐突出物，并在割除部位用砂浆抹成圆曲面，以免扎破防水层(见图2、3)。图2　基面突出钢筋头的处理图3　基面外露锚杆的处理　　(3)隧道断面变化或转弯时的阴角应抹成R≥5cm圆弧。　　(4)底板基面要求平整，无明显的凹凸起伏。　　(5)喷射混凝土强度要求达到设计强度。　　(6)防水层施工时基面如有明水应采取措施堵或引排。　　(7)在Ⅳ-Ⅴ围岩中，因爆破超挖严重，按常规铺设防水层很难保证质量。为此，我们将PE垫衬、LDPE板按

7、基面凹凸形状顺势进行剪裁、铺设，使防水层能密贴于基面，这样可避免二次衬砌混凝土灌注时将防水层拉破。3.2　防水层铺设3.2.1　铺设缓冲层——PE泡沫塑料垫衬　将PE泡沫塑料垫衬(下称垫衬)铺设在初期支护喷射混凝土基面上，铺设要点如下：①将垫衬横向中线同隧道中线对齐重合；②由拱顶向两侧墙进行铺设；③采用与防水板同材质的80mm专用塑料垫圈压在PE垫衬上，使用射钉或胀管螺丝锚固；④PE垫衬缝搭接宽度为5cm；⑤锚固点应垂直于基面并不得超出圆垫片平面，锚固点呈梅花状布置，间距为拱顶部分0.5～0.7m,边墙1.0～1.2m，在凹凸

8、处适当增加锚固点。3.2.2　铺设防水板　防水层的铺设构造如图4所示。铺设要点如下：①将防水板横向中线同PE垫衬中线对齐重合;②压焊器将防水板热合于塑料垫圈上;③由拱顶向侧墙方向铺设。图4　防水层构造示意3.2.3　防水层铺设后的保护措施　铺设防水层地段距爆破开