高雪峰

（中铁十七局集团第一工程有限公司，山东 青岛 266555）

1 引言

在软土隧道施工中，缝填质量直接影响软土隧道施工质量。结合以往研究表明，影响软土隧道施工缝填质量中最关键的因素就是填缝涂料的防水性能，因此，研究软土隧道施工缝填常用的复合型渗透结晶防水涂料具有现实意义。我国针对软土隧道施工缝填复合型渗透结晶防水涂料防水性能的研究，普遍停留在理论层面，缺乏防水等级以及实际应用价值的评价。本文旨在通过明确复合型渗透结晶防水涂料的防水性能，为隧道施工缝填的防水设计提供现实意义的数据以及经验，进一步提高软土隧道施工缝填质量。

2 复合型渗透结晶防水涂料简介

取样分析由硅酸盐水泥构成的复合型渗透结晶防水涂料，发现其中含有大量由人工化学反应方式合成的优质石英砂，因此，物质的活化性能相对较高。在常温情况下，复合型渗透结晶防水涂料呈灰色粉末状，使用时可取适量粉末与水调制成胶状，借助水体渗透力，使涂料渗透到混凝土施工的角落。复合型渗透结晶防水涂料在细微的混凝土裂缝中流动，不仅可起到填充作用，在传输过程中涂料产生一定的物化反应，还会形成一种不溶于水的结晶类物质。此种结晶体在混凝土墙体或缝隙中呈现枝蔓状，与空气中的氧气发生反应，从而起到封闭防水的作用。同时，形成的防水层不仅能防止不同物质对主体隧道的侵蚀，还能通过拦截杂质，达到防水、耐腐蚀的目的，进而在软土地基层形成一层保护镀膜，增加施工中混凝土的承载能力与组织结构强度。

本文研究的复合型渗透结晶防水涂料中含有活性物质，粉刷后能够自主地堵塞渗水通道，提升施工隧道防渗能力。当涂料处于干燥状态时，其中的防水因子会休眠，不产生上述作用，遇水后才能重新生成防水结晶。综上所述可知，复合型渗透结晶防水涂料材料性能长期存在于施工过程中。

3 软土隧道施工缝填复合型渗透结晶防水涂料防水性能

3.1 复合型渗透结晶防水涂料抗渗机理

分析软土隧道施工缝填复合型渗透结晶防水涂料防水性能，必须预先明确复合型渗透结晶防水涂料抗渗机理。利用该防水涂料在自然条件中会发生水化反应，达到复合型渗透结晶防水涂层基体的结晶效果，完成软土隧道施工缝填，起到抗渗作用。此过程中的水化反应可通过下述化学方程式表示，如公式（1）所示。

以上为复合型渗透结晶防水涂料抗渗机理。

3.2 复合型渗透结晶防水涂料一字缝与T 字缝测试

在明确复合型渗透结晶防水涂料抗渗机理的基础上，针对软土隧道施工缝填复合型渗透结晶防水涂料防水性能提出两种测试方法，分别是一字缝测试与T 字缝测试。在一字缝测试中，假定错位量为S，水压为P，那么，水压P 随接缝张开量L逐渐减小，水密性强，反之则弱。在T 字缝测试中，水压曲线一般情况下都会存在拐点以及最大水压值。当接缝张开量L 数值较大时，复合型渗透结晶防水涂料的漏水点一般在水平接缝处，由于复合型渗透结晶防水涂料的逐渐压缩，漏水点会由水平接缝处向垂直接缝处逐渐转移。T 字缝测试的水平接缝与垂直接缝控制水压分布情况呈相对独立关系，水压曲线的拐点位置即为水平接缝控制与垂直接缝控制水压相同的位置。

3.3 复合型渗透结晶防水涂料在施工缝填中的性能参数

完成复合型渗透结晶防水涂料一字缝与T 字缝测试后，考虑到该防水涂料在施工缝填中会受到挤压形成接触应力，进而改变防水性能。因此，将复合型渗透结晶防水涂料断面放在显微镜下，经过多次网格细化以及微调，对断面进行压缩10mm 的模拟分析，得出该防水涂料断面模拟示意图，如图1所示。

图1 复合型渗透结晶防水涂料断面模拟示意图

根据图1 测试出复合型渗透结晶防水涂料在施工缝填中断面性能参数，如表1 所示。

表1 复合型渗透结晶防水涂料在缝填中断面性能参数

根据表1 可知，复合型渗透结晶防水涂料接触应力越大，该涂料的开孔率越小，证明复合型渗透结晶防水涂料在施工缝填中所受的接触应力越大，其防水性能越好。

3.4 判断复合型渗透结晶防水涂料在缝填中的防水性能

通过计算复合型渗透结晶防水涂料在缝填中的抗渗系数，判断其防水性能。设抗渗系数的计算表达式为P，H 指复合型渗透结晶防水涂料在软土隧道施工缝填中能承受的最大水压力，可得公式（2）。

通过公式（2），得出防水涂料在缝填中的抗渗系数，以此为依据，划分复合型渗透结晶防水涂料的防水等级，如表2 所示。

表2 复合型渗透结晶防水涂料的防水等级

结合表2 所示，以抗渗等级为标准，判断复合型渗透结晶防水涂料在缝填中的防水性能。

4 结语

通过研究软土隧道施工缝填复合型渗透结晶防水涂料的防水性能，能解决对其防水性能判断不明确的问题。应针对复合型渗透结晶防水涂料的防水等级的划分标准，加大在软土隧道施工缝填中的应用力度。截止目前，国内外针对软土隧道施工缝填复合型渗透结晶防水涂料防水性能研究仍存在一些问题，还要进一步研究该防水涂料的优化设计，提高复合型渗透结晶防水涂料的综合性能。